Comment le débit du tube Pitot est-il mesuré?
Le débit du tube de Pitot est mesuré en fonction de la pression de l'air qui s'y passe et de la densité d'air établie de l'atmosphère à son altitude et à sa température de l'air particulière. Ces équations sont basées sur les principes de Bernoulli à des vitesses modérées qui doivent être inférieures à la plage supersonique. D'autres facteurs tels que l'accumulation de glace ou les vents transversaux peuvent également affecter la précision de l'écoulement du tube Pitot. Bien que les tubes Pitot puissent théoriquement être utilisés pour mesurer toute vitesse d'écoulement du fluide, ils sont le plus souvent incorporés aujourd'hui dans les avions pour déterminer la vitesse de l'air en vol. Henri Pitot est crédité de l'invention du tube de Pitot en 1732 lors de l'étude de la pression de l'écoulement de la Seine de la rivière en France, et le scientifique français Henry Darcy a modifié sa conception pour une utilisation des avions au milieu du XIXe siècle.
En tant que forme de mesure de la pression, les tubes Pitot ne mesurent pas la vitesse moyenne, mais, au lieu de cela, un seul point de vitessety dans le ruisseau. La vitesse d'écoulement du fluide ne peut pas être mesurée par le débit du tube Pitot seul sur les avions, car ils nécessitent également une mesure de la pression de l'air statique extérieure pour les calculs de vitesse. Ces dispositifs calculent donc ce que l'on appelle la pression de stagnation, ou la pression exercée par l'air lorsqu'elle pénètre dans le tube Pitot et sort par des trous connectés au transducteur de pression à l'autre extrémité. La pression statique est calculée par des ports statiques généralement montés sur le côté du fuselage d'un avion, tandis que l'écoulement du tube de Pitot est basé sur un tube de Pitot qui est souvent monté sur un boom qui s'étend du nez de l'avion.
Avec le débit du tube Pitot, la pression de stagnation est calculée en ajoutant la pression statique atmosphérique standard à la pression dynamique exercée à l'intérieur du tube Pitot. À l'arrière du tube Pitot se trouvent un anneau de trous et un trou de sortie central, tous deux connectés au transducteur de pression. À mesure que l'air sort de ces trous, les différences de pression sont utilisées par le trANSDUCER à calculer la pression atmosphérique dynamique. L'équation de Bernoulli indique que la pression de l'air statique plus la pression atmosphérique dynamique est égale à la pression d'air totale, qui, dans ce cas, est la pression de stagnation du tube du Pitot.
Lorsque la pression de stagnation est connue ainsi que la densité d'air locale, les équations de Bernoulli peuvent être utilisées pour calculer la vitesse de l'avion que le débit du tube Pitot passe. Bien que cela soit fiable dans des conditions idéales, les faibles vitesses d'air présenteront souvent de tels changements de pression dans l'écoulement du tube Pitot que le transducteur de pression peut souvent ne pas les calculer avec précision, ce qui entraîne des lectures de vitesse erronées. Plusieurs accidents d'air mortels impliquant des lectures de débit de tubes Pitot défectueux ont également eu lieu lorsqu'ils ont été glacés, modifiant le débit d'air, de sorte que les radiateurs de débit intégrés sont désormais incorporés dans des tubes Pitot pour empêcher de telles tragédies à l'avenir. Des ajustements peuvent également être effectués pour des conditions uniques, telles que la faible vitesse de l'air ou le flighHT, de sorte que les tubes Pitot génèrent des lectures précises.