Het pitot-statische systeem drijft vliegtuiginstrumenten aan

Ooit afgevraagd hoe uw luchtsnelheidsmeter werkt? Het antwoord ligt in een basissysteem genaamd het pitot-statische systeem, dat de luchtdruk van de cilinder meet en deze vergelijkt met de statische druk om de snelheid van het vliegtuig door de lucht aan te geven. En dat is niet alles wat het je vertelt. Ditzelfde statische luchtsysteem geeft ons onze hoogte en vertelt ons hoe snel we in voet per minuut klimmen of dalen. Het pitot-statische systeem levert stroom aan drie basisinstrumenten voor vliegtuigen: de indicator voor de luchtsnelheid, de hoogtemeter en de verticale snelheidsmeter.

Components

• Pitot Tube en Line: De pitotbuis is een L-vormig apparaat aan de buitenkant van het vliegtuig dat wordt gebruikt om de luchtsnelheid te meten. Het heeft een kleine opening aan de voorkant van de buis waar de persluchtdruk (dynamische druk) de buis binnengaat en een afvoeropening aan de achterkant van de buis. Sommige typen of pitot-buizen hebben een elektronisch verwarmingselement in de buis dat voorkomt dat ijs de luchtinlaat of het afvoergat blokkeert.
• Statische poort (en) en lijnen: De statische poort is een kleine luchtinlaat, meestal gelegen aan de zijkant van het vliegtuig, tegen de romp aan. De statische poort meet statische (niet-bewegende) luchtdruk, die ook bekend staat als omgevingsdruk of barometrische druk. Sommige vliegtuigen hebben meer dan één statische poort en sommige vliegtuigen hebben een alternatieve statische poort voor het geval dat een of meer poorten worden geblokkeerd.

• instrumenten: Het pitot-statische systeem kent drie instrumenten: de indicator voor de luchtsnelheid, de hoogtemeter en de indicator voor de verticale snelheid. Statische lijnen verbinden zich met alle drie de instrumenten en de luchtdruk van de ram van de pitotbuis is verbonden met alleen de luchtsnelheidsindicator.
• Alternatieve statische poort (indien geïnstalleerd): Een hendel in de cockpit van sommige vliegtuigen bedient een alternatieve statische poort als de statische hoofdpoort een blokkering vertoont. Het gebruik van het alternatieve statische systeem kan enigszins onnauwkeurige meetwaarden op de instrumenten veroorzaken, omdat de druk in de cabine meestal hoger is dan die van de statische hoofdopeningen op hoogte.

Normale operatie

Het pitot-statische systeem werkt door het meten en vergelijken van statische drukken en in het geval van de luchtsnelheidindicator, zowel statische als dynamische druk.

• luchtsnelheid: De luchtsnelheidindicator is een afgesloten behuizing met een aneroïde membraan erin. De behuizing van het membraan bestaat uit statische druk en het diafragma wordt zowel statisch als dynamisch aangestuurd. Wanneer de luchtsnelheid toeneemt, neemt de dynamische druk binnen in het diafragma eveneens toe, waardoor het diafragma uitzet. Door mechanische koppeling en versnellingen wordt de vliegsnelheid weergegeven door een naaldwijzer op het oppervlak van het instrument.
• hoogtemeter: De hoogtemeter fungeert als een barometer en wordt ook geleverd met statische druk van de statische poorten. In de verzegelde instrumentenkoffer bevindt zich een stapel afgedichte aneroïde diafragma's, ook wel wafers genoemd. Deze wafers worden afgedicht met een inwendige druk gekalibreerd tot 29,92 "Hg, of standaard atmosferische druk.Ze breiden uit en trekken samen als de druk stijgt en daalt in de omliggende instrumentenkoffer.Een Kollsman-venster in de cockpit laat de piloot het instrument kalibreren de lokale hoogtemeterinstelling om rekening te houden met niet-standaard atmosferische druk.

• VSI: De verticale snelheidsindicator heeft een dun, afgedicht diafragma dat is aangesloten op de statische poort. De behuizing van het omringende instrument is ook afgesloten en levert statische luchtdruk met een gemeten lek aan de achterkant van de behuizing. Dit gemeten lek meet geleidelijk de drukverandering, wat betekent dat als het vliegtuig blijft klimmen, de druk nooit volledig op elkaar zal botsen, waardoor de koersinformatie op het instrumentvlak kan worden gemeten. Zodra het vliegtuig horizontaal is, worden de drukken van zowel het gemeten lek als de statische druk van binnenuit het diafragma gelijk, en de VSI-schijf keert terug naar nul om de niveauvlucht weer te geven.

Fouten en abnormale bediening

Het meest voorkomende probleem met het pitot-statische systeem is een blokkering van de pitotbuis of de statische poorten, of beide.

• Als de pitotbuis geblokkeerd raakt en de afvoeropening vrij blijft, zal de luchtsnelheid nul zijn.
• Als de pitotbuis en zijn afvoergat zijn geblokkeerd, zal de indicator voor de luchtsnelheid werken als een hoogtemeter, waarbij hogere luchtsnelheden worden gemeten met een toename in hoogte. Deze situatie kan gevaarlijk zijn als ze niet onmiddellijk wordt herkend.
• Als de statische poort (en) geblokkeerd raken en de pitotbuis bruikbaar blijft, zal de luchtsnelheidindicator nauwelijks werken en zijn de indicaties niet nauwkeurig. De hoogtemeter zal bevriezen op een plaats waar de blokkering is opgetreden en de VSI zal nul aangeven.

Een ander probleem met het pitot-statische systeem omvat metaalmoeheid, die de elasticiteit van de diafragma's kan verslechteren. Bovendien kunnen turbulentie of abrupte manoeuvres foutieve statische drukmetingen veroorzaken.