피토 튜브 유량은 어떻게 측정됩니까?

피토 튜브 유량은 통과하는 공기 압력과 특정 고도 및 기온에서 대기의 설정된 공기 밀도를 기준으로 측정됩니다. 이 방정식은 초음속 범위 미만이어야하는 적당한 속도의 베르누이 원리를 기반으로합니다. 얼음 축적 또는 바람과 같은 다른 요인들도 피토 튜브 흐름의 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. Pitot 튜브는 이론적으로 유체 유속을 측정하는 데 사용될 수 있지만 오늘날 비행 중에 공기 속도를 결정하기 위해 항공기에 가장 자주 통합됩니다. 앙리 피토 (Henri Pitot)는 프랑스의 세느 강 (Seine) 강의 흐름 압력을 연구하는 동안 1732 년 피토관 (Pitot tube)의 발명품으로 인정 받았으며, 프랑스 과학자 Henry Darcy는 19 세기 중반 항공기 사용을위한 디자인을 수정했습니다.

압력 측정의 한 형태 인 피토 튜브는 평균 속도를 측정하지 않고 대신 스트림의 단일 속도 지점을 측정합니다. 유체 유량 속도는 속도 계산을 위해 외부 정적 기압을 측정해야하기 때문에 항공기에서 피토 튜브 유량만으로는 측정 할 수 없습니다. 따라서이 장치는 정체 압력 또는 공기가 Pitot 튜브에 유입되고 다른 쪽 끝의 압력 변환기 연결 구멍을 통해 배출되는 압력을 계산합니다. 정적 압력은 일반적으로 항공기 동체 측면에 장착 된 정적 포트에 의해 계산되는 반면, Pitot 튜브 흐름은 종종 항공기의 코에서 튀어 나오는 붐에 장착되는 Pitot 튜브를 기반으로합니다.

피토 튜브 흐름을 사용하면 피토 튜브 내부에 가해지는 동적 압력에 표준 대기 정압을 추가하여 정체 압력을 계산합니다. Pitot 튜브의 뒷면에는 압력 링에 연결된 구멍 링과 중앙 출구 구멍이 있습니다. 공기가이 구멍을 빠져 나감에 따라 압력 차이는 변환기에서 동적 공기 압력을 계산하는 데 사용됩니다. Bernoulli의 방정식에 따르면 정적 공기 압력과 동적 공기 압력은 총 공기 압력과 동일하며이 경우 피토 튜브의 정체 압력입니다.

국부 공기 밀도뿐만 아니라 정체 압력이 알려진 경우 Bernoulli 방정식을 사용하여 피토 튜브 흐름이 통과하는 항공기의 속도를 계산할 수 있습니다. 이상적인 조건 하에서 신뢰할 수 있지만, 낮은 공기 속도는 종종 Pitot 튜브 흐름의 작은 압력 변화로 압력 변환기가이를 정확하게 계산하지 못하여 잘못된 속도 판독 값을 초래할 수 있습니다. 잘못된 피토 튜브 유량 판독과 관련된 몇 가지 치명적인 공기 사고도 얼어 붙었을 때 발생하여 공기 흐름을 변경하여 내장 된 제빙 히터가 이제 피토 튜브에 통합되어 향후 이러한 비극을 방지합니다. Pitot 튜브가 정확한 판독 값을 생성하도록 저속 공기 속도 또는 초음속 비행과 같은 고유 한 조건에 맞게 조정할 수도 있습니다.