小小皮托管,大大的作用~
皮托管?神马东西?
皮托管,其实是英文Pitot tube或Pitot probe的音译。由18世纪法国工程师Henri Pitot发明,19世纪中期法国科学家Henry Darcy对其进行改造,使之成为当前的样式。皮托管广泛地用于探测飞机的空速和轮舱的水面行驶速度。
那么,皮托管是如何探测飞机的空速呢?先复习一下初中物理知识吧。
伯努利定理
由不可压、理想流体沿流管作定常流动时,流动速度增加,流体的静压将减小;反之,流动速度减小,流体的静压将增加。流体的静压和动压之和称为总压,总压始终保持不变。
飞机上的皮托管用来测量气流总压,又名总压管,总压中包括动压和静压,其中的动压可以得到飞机的空速。
那问题来了?要得到飞机的空速,需要静压,静压是怎么得到的呢?
这就需要用到另一种部件-静压口,有了静压口,就能测得静压值,也就能算出气压高度。皮托管的全压减去静压,就能算出动压,进而计算出飞机的速度。
以737MAX为例。下面的图是飞机的皮托管和静压系统原理图。
飞机上有三套皮托管静压系统,分别是正驾驶、副驾驶和备用系统,各算出自己的空速和高度。这三套系统是相互独立的。在实际飞行中,正驾驶和副驾驶若怀疑本边的高度和空速有问题,会和备用系统进行比较。
皮托管和静压系统非常重要,若有故障将会发生飞行严重问题,甚至引发空难。
皮托管静压系统堵塞导致的空难
一块胶布引发的空难
1996年10月2日,秘鲁航空603航班,执行航班前清洁飞机,在清洁之前技师用胶布贴住用以保护静压口,但是事后他忘记撕下来。而当晚负责验收的督查人员也告病假,机长在飞行前的检查中也疏忽了这一点,就这样,飞行升空之后一直读取的是被胶布封死后的静压孔数据,导致空速和高度指示错误。机组无法获知自己的空速和高度,坠毁在秘鲁利马。该事故造成61名乘客、9名机组人员共70人死亡。
2
昆虫引起的空难
1996年2月,德国伯根航空301号航班在多米尼加共和国首都圣多明哥起飞后不久突然左倾坠海,导致189人遇难。美国国家运输安全委员会(NTSB)协助调查后发现飞机残骸中的一根皮托管被堵塞了,调查人员认为皮托管被当地一种叫胡蜂的昆虫用泥土筑的巢堵住了。导致空速指示错误,进而高度也发生故障。
3
皮托管结冰引发的空难
2009年6月1日,法国航空公司(AirFrance)一架从巴西里约热内卢飞往巴黎的航班在大西洋上空失事,造成228名乘客全部丧生。事故调查分析空中结冰导致皮托管被冰覆盖。皮托管失效导致飞机上的空速计算错误,进而飞机的自动驾驶等系统关闭。
以上的事件触目惊心,仅仅是一个皮托管或者静压口被堵塞就能导致空难的发生。
其实做好皮托管的预防工作,以上的空难是可以避免的。
1
为了防止昆虫和其他杂物进入皮托管,执行完航班都要套上皮托管套,下次执行航班前再取下来。清洗飞机时,用带颜色的胶带贴好静压口,清洗完飞机后,确保撕掉胶带。
2
在地面做皮托管的加温测试,保证空中皮托管加温正常。另外对皮托管的电阻值进行测量,更换异常电阻值的皮托管,确保飞机上的皮托管加温性能正常。
3
某些航空公司对皮托管进行时限控制,到达一定使用时间,将强行更换。
各大航空公司采取了维护措施,保证飞机的皮托管系统不会发生因人为或者其他原因导致皮托管堵塞或者故障。飞机维修人员和机组人员按标准程序进行检查和操作皮托管和静压口,保证飞机的空速和高度指示正常。
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