Pitot-Static sistem pooblašča letalske instrumente

Ste se kdaj vprašali, kako deluje vaš indikator hitrosti? Odgovor leži v osnovnem sistemu, imenovanem pitot-statični sistem, ki meri zračni pritisk in ga primerja s statičnim tlakom, ki kaže hitrost letala skozi zrak. In to ni vse, kar vam pove. Ta isti statični zračni sistem nam daje višino in nam pove, kako hitro se vzpenjamo ali spuščamo v stopinjah na minuto. Pitot-statični sistem napaja tri osnovne zrakoplovne instrumente: kazalnik hitrosti, višinomer in navpični indikator hitrosti.

Komponente

• Pitotova cev in linija: Pitotova cev je naprava v obliki črke L, ki se nahaja na zunanji strani letala in se uporablja za merjenje hitrosti. Ima majhno odprtino na sprednji strani cevi, kjer zračni tlak (dinamični tlak) vstopa v cev in izpustna odprtina na zadnji strani cevi. Nekatere vrste ali pitot cevi imajo elektronski grelni element v notranjosti cevi, ki preprečuje, da bi led blokiral dovod ali odvod zraka.
• Statična vrata in linije: Statični priključek je majhen dovod zraka, ki se običajno nahaja na strani letala in se spusti proti trupu. Statični priključek meri statični (ne premikajoči se) zračni tlak, ki je znan tudi kot tlak okolice ali zračni tlak. Nekatera letala imajo več kot eno statična vrata, nekatera letala pa imajo nadomestno statična vrata, če je ena ali več vrat blokirana.

• Instrumenti: Pitot-statični sistem vključuje tri instrumente: kazalnik hitrosti, višinomer in indikator navpične hitrosti. Statične linije se priključijo na vse tri instrumente in zračni tlak iz pitotove cevi se poveže le s kazalnikom hitrosti.
• Alternativna statična vrata (če je nameščena): Vzvod v pilotski kabini nekaterih zrakoplovov upravlja nadomestno statično priključek, če glavna statična vrata doživijo blokado. Uporaba alternativnega statičnega sistema lahko povzroči rahlo netočne odčitke na instrumentih, saj je tlak v kabini običajno višji od glavnega statičnega vhoda, merjenega na višini.

Normalno delovanje

Pitot-statični sistem deluje tako, da meri in primerja statične tlake, pri indikatorju hitrosti pa statični in dinamični tlak.

• Hitrost: Indikator hitrosti je zaprt primer z aneroidno membrano v notranjosti. Ohišje, ki obkroža membrano, je sestavljeno iz statičnega tlaka, membrana pa je opremljena z statičnim in dinamičnim tlakom. Ko se hitrost poveča, se dinamični tlak znotraj diafragme prav tako poveča, kar povzroči širjenje membrane. Z mehansko povezavo in zobniki je hitrost prikazana s kazalcem igle na obrazu instrumenta.
• Višinomer: Višinomer deluje kot barometer in se oskrbuje tudi s statičnim tlakom iz statičnih vrat. V notranjosti zaprtega ohišja instrumenta je kup zaprtih aneroidnih membran, znanih tudi kot rezine. Te rezine so zatesnjene z notranjim tlakom, umerjenim na 29,92 "Hg, ali standardnim atmosferskim tlakom. Raztegnejo se in zožijo, ko se tlak dvigne in pade v okolju instrumenta. Kollsmanovo okno v pilotski kabini omogoča pilotu umerjanje instrumenta nastavitev lokalnega višinomera, ki upošteva nestandardni atmosferski tlak.

• VSI: Indikator navpične hitrosti ima tanko zatesnjeno membrano, ki je priključena na statična vrata. Okoliško ohišje instrumenta je tudi zaprto in statični statični zračni tlak z merjenim puščanjem na zadnji strani ohišja. Ta izmerjena puščanja meri tlak, ki se spreminja bolj postopno, kar pomeni, da če se bo letalo še naprej vzpenjalo, se tlak nikoli ne bo povsem približal drug drugemu, kar bo omogočilo merjenje hitrosti merjenja na strani instrumenta. Ko je letalo izklopljeno, se tlaki iz izmerjenega puščanja in statičnega tlaka znotraj diafragme izenačijo in tipka VSI se vrne na nič, da se prikaže raven let.

Napake in nenormalno delovanje

Najpogostejši problem s pitot-statičnim sistemom je blokada pitotove cevi ali statičnih vrat ali obeh.

• Če se pitotna cev blokira in njena odprtina za odtekanje vode ostane čista, se hitrost odčita na nič.
• Če sta Pitotova cev in njena iztočna luknja blokirana, bo kazalnik hitrosti deloval kot višinomer, ki beleži višje hitrosti z večjo višino. To stanje je lahko nevarno, če ga ne prepoznamo takoj.
• Če statična vrata ostanejo blokirana in ostane pitotova cev operativna, bo kazalnik hitrosti komaj deloval in indikacije bodo netočne. Višinomer se bo zamrznil na mestu, kjer je prišlo do blokade, in VSI bo pokazal nič.

Drug problem pri pitot-statičnem sistemu je utrujenost kovin, ki lahko poslabša elastičnost membran. Poleg tega lahko turbulenca ali nenadni manevri povzročijo napačne meritve statičnega tlaka.