Haben Sie sich jemals gefragt, wie Ihr Fluggeschwindigkeitsanzeiger funktioniert? Die Antwort liegt in einem Basissystem, dem sogenannten Piot-Static-System, das den Staudruck misst und mit dem statischen Druck vergleicht, um die Geschwindigkeit des Flugzeugs durch die Luft anzuzeigen. Und das ist nicht alles, was es dir sagt. Das gleiche statische Luftsystem gibt uns unsere Höhe und sagt uns, wie schnell wir in Fuß pro Minute steigen oder absteigen. Das Pitot-Statik-System liefert Strom für drei grundlegende Flugzeuginstrumente : den Fluggeschwindigkeitsanzeiger , den Höhenmesser und den Vertikalgeschwindigkeitsanzeiger .
Komponenten
- Staurohr und Leitung : Das Staurohr ist ein L-förmiges Gerät an der Außenseite des Flugzeugs, das zur Messung der Fluggeschwindigkeit dient. Es hat eine kleine Öffnung in der Vorderseite des Rohrs, wo Stauluftdruck (dynamischer Druck) in das Rohr und ein Abflussloch auf der Rückseite des Rohrs eintritt. Einige Arten oder Pitotrohre haben ein elektronisches Heizelement im Inneren des Rohrs, das verhindert, dass Eis die Lufteinlass- oder -ablauföffnung blockiert.
- Statische Port (s) und Linien : Der statische Port ist ein kleiner Lufteinlass, der normalerweise an der Seite des Flugzeugs liegt und bündig am Rumpf anliegt. Der statische Anschluss misst den statischen (nicht bewegten) Luftdruck, der auch als Umgebungsdruck oder barometrischer Druck bezeichnet wird. Einige Flugzeuge haben mehr als einen statischen Port und einige Flugzeuge haben einen alternativen statischen Port, falls einer oder mehrere der Ports blockiert werden.
- Instrumente : Das Pitot-Statik-System umfasst drei Instrumente: den Fluggeschwindigkeitsanzeiger, den Höhenmesser und den Vertikalgeschwindigkeitsanzeiger. Statische Leitungen sind mit allen drei Instrumenten verbunden und der Stauluftdruck von der Staurohrleitung wird nur mit dem Fahrtmesser verbunden.
- Alternativer statischer Port (falls installiert) : Ein Hebel im Cockpit einiger Flugzeuge betreibt einen alternativen statischen Port für den Fall, dass der statische Hauptport blockiert wird. Die Verwendung des alternativen statischen Systems kann zu geringfügig ungenauen Messungen an den Instrumenten führen, da der Druck in der Kabine in der Regel höher ist als der der statischen Hauptanschlüsse in der Höhe.
Normale Operation
Das Pitot-Statik-System arbeitet durch Messen und Vergleichen von statischen Drücken und im Fall des Fluggeschwindigkeitsindikators sowohl von statischem als auch von dynamischem Druck.
- Fluggeschwindigkeit: Der Fluggeschwindigkeitsindikator ist ein versiegelter Fall mit einem Aneroiddiaphragma innerhalb von ihm. Das Gehäuse, das die Membran umgibt, besteht aus statischem Druck und die Membran wird mit statischem und dynamischem Druck versorgt. Wenn die Fluggeschwindigkeit ansteigt, erhöht sich auch der dynamische Druck innerhalb der Membran, wodurch sich die Membran ausdehnt. Durch mechanische Verbindung und Zahnräder wird die Fluggeschwindigkeit durch einen Nadelzeiger auf der Vorderseite des Instruments dargestellt.
- Höhenmesser: Der Höhenmesser fungiert als Barometer und wird von statischen Anschlüssen mit statischem Druck versorgt. Im Inneren des versiegelten Instrumentenkoffers befindet sich ein Stapel versiegelter Aneroiddiaphragmen, die auch als Wafer bezeichnet werden. Diese Wafer werden mit einem auf 29,92 "Hg oder Standard-Atmosphärendruck kalibrierten Innendruck versiegelt. Sie expandieren und kontrahieren, wenn der Druck im umgebenden Instrumentengehäuse ansteigt und fällt. Ein Kollsman-Fenster innerhalb des Cockpits erlaubt dem Piloten, das Instrument zu kalibrieren die lokale Höheneinstellung, um den nicht standardmäßigen atmosphärischen Druck zu berücksichtigen.
- VSI: Der vertikale Geschwindigkeitsanzeiger hat eine dünne abgedichtete Membran, die mit dem statischen Anschluss verbunden ist. Das umgebende Instrumentengehäuse wird ebenfalls versiegelt und der statische Luftdruck mit einem dosierten Leck an der Rückseite des Gehäuses geliefert. Dieses gemessene Leck misst die Druckänderung graduell, was bedeutet, dass der Druck, wenn das Flugzeug weiter steigt, niemals ganz aufeinander trifft, so dass die Rateninformation auf der Instrumentenfläche gemessen werden kann. Sobald sich das Flugzeug in einer Ebene befindet, gleichen sich die Drücke sowohl des gemessenen Lecks als auch des statischen Drucks aus dem Inneren der Membran aus, und das VSI-Einstellrad kehrt auf Null zurück, um einen ebenen Flug anzuzeigen.
Fehler und abnormaler Betrieb
Das häufigste Problem mit dem Pitot-Statik-System ist eine Blockierung des Pitotrohrs oder der statischen Ports oder beides.
- Wenn das Pitotrohr blockiert wird und seine Abflussöffnung frei bleibt, wird die Fluggeschwindigkeit Null anzeigen.
- Wenn das Pitot-Rohr und seine Abflussöffnung blockiert sind, wirkt der Fluggeschwindigkeitsanzeiger wie ein Höhenmesser und liest höhere Fluggeschwindigkeiten mit einem Anstieg der Höhe. Diese Situation kann gefährlich sein, wenn sie nicht sofort erkannt wird.
- Wenn die statischen Anschlüsse blockiert sind und das Pitotrohr funktionsfähig bleibt, funktioniert die Fahrtmesseranzeige kaum und die Angaben sind ungenau. Der Höhenmesser wird an einer Stelle einfrieren, an der die Blockade aufgetreten ist, und der VSI wird Null anzeigen.
Ein anderes Problem mit dem Pitot-Statik-System beinhaltet Metallermüdung, die die Elastizität der Membranen verschlechtern kann. Darüber hinaus können Turbulenzen oder abrupte Manöver zu fehlerhaften statischen Druckmessungen führen.