Tubo pitot, también conocido como "tubo de velocidad del aire", "tubo de velocidad del viento", en inglés es el tubo pitot.

El tubo Pitot es un dispositivo tubular que mide la presión total del flujo de aire y la presión estática para determinar la velocidad del flujo de aire. Fue inventado por H. pito de Francia y recibió su nombre. Estrictamente hablando, el tubo de Pitot solo mide la presión total del flujo de aire, también conocido como el tubo de presión total; Al mismo tiempo, el que mide la presión total y la presión estática se llama tubo de velocidad del viento, pero habitualmente se llama tubo de velocidad del viento tubo de pitot. La estructura del tubo Pitot se muestra en la imagen, con una cabeza en forma de hemisferio y una manga de doble capa en la parte trasera. Al medir la velocidad, la cabeza se alinea con el flujo entrante, y el pequeño agujero en el Centro de la cabeza (agujero de presión total) siente la presión total del flujo entrante p0, que se transmite al manómetro a través del tubo Interior. Hay una fila de agujeros (agujeros de presión estática) uniformemente abiertos en la pared del tubo exterior alrededor de 3 a 8d detrás de la cabeza, sintiendo la presión estática p, que también se transmite al manómetro a través de la manga exterior. Para el flujo incompresible, según la ecuación de bernoulli, la velocidad del viento es la introducción detallada de la tecnología de pitot, donde P es la densidad del flujo de aire. Para el flujo compresible, después de determinar p 0 y p, el número de Mach del flujo de salida de aire se puede encontrar de acuerdo con la ecuación de energía, y luego la velocidad se puede encontrar. Sin embargo, en el flujo ultrasónico, aparece una onda de choque in vitro en la cabeza del tubo de pitot, el agujero de presión total siente la presión total detrás de la onda, y la presión estática de flujo también es difícil de medir con precisión, por lo que el tubo de Pitot ya no es adecuado. El agujero de presión total tiene un cierto área, lo que siente es la presión media cerca del punto de parada, ligeramente por debajo de la presión total, la presión estática que siente el agujero de presión estática también tiene un cierto error, otros como la fabricación y la instalación también tendrán errores, por lo que se debe agregar un coeficiente de corrección zeta Al medir la velocidad de flujo, es decir, la introducción detallada de la tecnología de pitot. El valor de Zeta generalmente está dentro del rango de 0,98 a 1,05, corregido en el flujo de aire de velocidad conocida o determinado por la corrección del tubo Pitot estándar. El Fideicomiso de piel tiene una estructura simple, fácil de usar y una amplia gama de usos. Por ejemplo, la cabeza del avión o el borde delantero del ala a menudo están equipados con un tubo de Pitot para medir la velocidad de vuelo del aire relativo, también conocido como tubo de velocidad.

El tubo de velocidad, también conocido como sensor de dirección de flujo de aire o sensor de ángulo de flujo, está conectado a un Potenciómetro de precisión (o sincronizador o analizador) para proporcionar una señal eléctrica que indica la dirección del flujo de aire en relación con el eje longitudinal del truss de datos atmosféricos.

El tubo de velocidad es una herramienta de medición extremadamente importante en el avión. Su posición de instalación debe estar en una zona en la que el flujo de aire exterior del avión se vea menos afectado por el avión, generalmente frente a la nariz, cola vertical o frente a la punta del ala. Al mismo tiempo, por razones de seguridad, un avión suele instalar más de dos pares de tubos de velocidad. Algunos aviones tienen dos pequeños tubos de velocidad a ambos lados del fuselaje. El caza furtivo estadounidense F - 117 ha instalado cuatro tubos de detección de datos atmosféricos omnidireccionales frente al Zui de la nariz, por lo que el avión no solo puede medir la presión dinámica atmosférica y la presión estática, sino también el ángulo de deslizamiento lateral y el ángulo de ataque del avión. En algunos aviones, el exterior del tubo de velocidad también está equipado con varias hojas pequeñas, que pueden desempeñar un papel similar; El instalado verticalmente se utiliza para medir el ángulo de deslizamiento lateral del avión, y las palas instaladas horizontalmente pueden medir el ángulo de ataque del avión. para evitar que los pequeños agujeros en la parte delantera del tubo de velocidad se congelen durante el vuelo, el tubo de velocidad en el avión generalmente tiene un dispositivo de calentamiento eléctrico..

El principio del tubo de aire para medir la velocidad del avión es este, cuando el avión vuela hacia adelante, el flujo de aire se precipita hacia el tubo de aire, y el sensor al final del tubo sentirá la fuerza de impacto del flujo de aire, es decir, la presión dinámica. Cuanto más rápido vuele el avión, mayor es la presión dinámica. Si se compara la presión cuando el aire está quieto, es decir, la presión estática con la presión dinámica, se puede saber lo rápido que entra el aire, es decir, lo rápido que vuela el avión. La herramienta para comparar las dos presiones es una caja redonda hueca con ondulaciones en la superficie hecha de dos láminas metálicas muy delgadas arriba y abajo, llamada caja de película. La Caja está sellada, pero hay un tubo conectado al acelerómetro. Si el avión es rápido, la presión dinámica aumentará, la presión dentro de la Caja de membrana aumentará y la Caja de membrana se abultará. Con un dispositivo compuesto por pequeñas palancas y engranajes, entre otros, se puede medir la deformación de la cápsula y mostrarla con un puntero, que es el simple velocímetro del avión de zui.

Además de abrir agujeros directamente delante del tubo, el tubo moderno también tiene muchos agujeros pequeños alrededor del tubo y utiliza otro tubo para pasar al velocímetro para medir la presión atmosférica estática, que se llama presión estática. El tamaño de la deformación de la Caja interna del velocímetro aéreo está determinado por la diferencia entre la presión estática fuera de la Caja de membrana y la presión dinámica dentro de la Caja de membrana.

La presión estática medida por el tubo aerostático también se puede utilizar como parámetro de cálculo del altímetro. Si la cápsula * está sellada, la presión en el interior siempre se mantiene equivalente a la presión del aire del suelo. De esta manera, cuando el avión vuela al aire, la altura aumenta y la presión estática medida por el tubo de velocidad disminuye, la Caja de película se abultará y la deformación de la Caja de película se puede medir la altura del avión. Este altímetro se llama altímetro de presión atmosférica.

La presión estática medida con el tubo de velocidad también se puede hacer en un 'velocímetro de elevación', es decir, medir la velocidad de cambio de altura del avión (tasa de escalada). También hay una caja de película en el medidor, pero la presión en la Caja de película no se mide en función de la presión dinámica medida por el tubo de velocidad, sino a través de un tubo especial con un pequeño agujero en la salida. El tamaño de los pequeños agujeros en este tubo está especialmente diseñado para limitar la velocidad de los cambios de presión atmosférica en la Caja de película. Si el avión sube rápidamente, la presión atmosférica en la Caja de membrana no puede bajar rápidamente debido a la restricción de pequeños agujeros, y la presión atmosférica fuera de la Caja de membrana puede alcanzar rápidamente una presión equivalente a la atmósfera exterior debido a los agujeros de presión estática en el tubo de velocidad directa, por lo que la Caja de membrana Se abulta. Medir el tamaño de la deformación de la Caja de película puede calcular la velocidad de ascenso del avión. Cuando el avión bajó, la situación era exactamente lo contrario. La presión fuera de la Caja de membrana aumenta rápidamente, mientras que la presión dentro de la Caja de membrana solo puede aumentar lentamente, por lo que la Caja de membrana se hunde, impulsando el puntero, mostrando una tasa de escalada negativa, es decir, una tasa de disminución. Después del vuelo plano del avión, la presión del aire dentro y fuera de la Caja de membrana es gradualmente igual, la Caja de membrana vuelve a la forma normal y el velocímetro de elevación indica cero.

La velocidad medida por el tubo de velocidad no es la velocidad real del avión en relación con el suelo, sino solo la velocidad en relación con la atmósfera, por lo que se llama velocidad espacial. Si hay viento, la velocidad del avión frente al suelo (conocida como velocidad del suelo) también debe agregar la velocidad del viento (volando a lo largo del viento) o restar la velocidad del viento (volando contra el viento). Además, el principio de medición de velocidad del tubo de velocidad utiliza la presión dinámica, que está relacionada con la densidad atmosférica. A la misma velocidad relativa del flujo de aire, si la densidad atmosférica es baja, la presión dinámica es pequeña y la deformación de la Caja de película en el velocímetro aéreo es pequeña. Por lo tanto, la misma velocidad aérea, el valor indicado a gran altitud es menor que a baja altitud. Esta velocidad aérea generalmente se llama 'velocidad'. Hay dos punteros en el velocímetro moderno, uno es relativamente delgado y el otro es relativamente ancho. El puntero ancho indica 'velocidad', mientras que el fino indica la velocidad del aire equivalente a la presión atmosférica terrestre después de varias correcciones, llamada 'velocidad real'.

Además de utilizarse para medir la velocidad del avión, el tubo Pitot también tiene muchas otras funciones. En los departamentos de investigación científica, producción, enseñanza, protección del medio ambiente y gestión de túneles, ventilación de minas y energía, los tubos Pitot se utilizan comúnmente para medir la velocidad del flujo de aire en las tuberías de ventilación, tuberías industriales y chimeneas de hornos. después de la conversión, el flujo se determina y la velocidad del flujo de agua en las tuberías También se puede medir. El uso de Pitot para medir la velocidad y determinar el flujo tiene una base teórica confiable, es conveniente y preciso de usar, y es un método de medición clásico y amplio. Además, se puede utilizar para medir la presión del fluido.