皮托管?神馬東西?
皮托管,其實是英文Pitot tube或Pitot probe的音譯。由18世紀法國工程師Henri Pitot發明,19世紀中期法國科學家Henry Darcy對其進行改造,使之成為當前的樣式。皮托管廣泛地用于探測飛機的空速和輪艙的水面行駛速度。
那么,皮托管是如何探測飛機的空速呢?先復習一下初中物理知識吧。
伯努利定理
由不可壓、理想流體沿流管作定常流動時,流動速度增加,流體的靜壓將減小;反之,流動速度減小,流體的靜壓將增加。流體的靜壓和動壓之和稱為總壓,總壓始終保持不變。
飛機上的皮托管用來測量氣流總壓,又名總壓管,總壓中包括動壓和靜壓,其中的動壓可以得到飛機的空速。
那問題來了?要得到飛機的空速,需要靜壓,靜壓是怎么得到的呢?
這就需要用到另一種部件-靜壓口,有了靜壓口,就能測得靜壓值,也就能算出氣壓高度。皮托管的全壓減去靜壓,就能算出動壓,進而計算出飛機的速度。
以737MAX為例。下面的圖是飛機的皮托管和靜壓系統原理圖。
飛機上有三套皮托管靜壓系統,分別是正駕駛、副駕駛和備用系統,各算出自己的空速和高度。這三套系統是相互獨立的。在實際飛行中,正駕駛和副駕駛若懷疑本邊的高度和空速有問題,會和備用系統進行比較。
皮托管和靜壓系統非常重要,若有故障將會發生飛行嚴重問題,甚至引發空難。
皮托管靜壓系統堵塞導致的空難
一塊膠布引發的空難
1996年10月2日,秘魯航空603航班,執行航班前清潔飛機,在清潔之前技師用膠布貼住用以保護靜壓口,但是事后他忘記撕下來。而當晚負責驗收的督查人員也告病假,機長在飛行前的檢查中也疏忽了這一點,就這樣,飛行升空之后一直讀取的是被膠布封死后的靜壓孔數據,導致空速和高度指示錯誤。機組無法獲知自己的空速和高度,墜毀在秘魯利馬。該事故造成61名乘客、9名機組人員共70人死亡。
2
昆蟲引起的空難
1996年2月,德國伯根航空301號航班在多米尼加共和國首都圣多明哥起飛后不久突然左傾墜海,導致189人遇難。美國國家運輸安全委員會(NTSB)協助調查后發現飛機殘骸中的一根皮托管被堵塞了,調查人員認為皮托管被當地一種叫胡蜂的昆蟲用泥土筑的巢堵住了。導致空速指示錯誤,進而高度也發生故障。
3
皮托管結冰引發的空難
2009年6月1日,法國航空公司(AirFrance)一架從巴西里約熱內盧飛往巴黎的航班在大西洋上空失事,造成228名乘客全部喪生。事故調查分析空中結冰導致皮托管被冰覆蓋。皮托管失效導致飛機上的空速計算錯誤,進而飛機的自動駕駛等系統關閉。
以上的事件觸目驚心,僅僅是一個皮托管或者靜壓口被堵塞就能導致空難的發生。
其實做好皮托管的預防工作,以上的空難是可以避免的。
1
為了防止昆蟲和其他雜物進入皮托管,執行完航班都要套上皮托管套,下次執行航班前再取下來。清洗飛機時,用帶顏色的膠帶貼好靜壓口,清洗完飛機后,確保撕掉膠帶。
2
在地面做皮托管的加溫測試,保證空中皮托管加溫正常。另外對皮托管的電阻值進行測量,更換異常電阻值的皮托管,確保飛機上的皮托管加溫性能正常。
3
某些航空公司對皮托管進行時限控制,到達一定使用時間,將強行更換。
各大航空公司采取了維護措施,保證飛機的皮托管系統不會發生因人為或者其他原因導致皮托管堵塞或者故障。飛機維修人員和機組人員按標準程序進行檢查和操作皮托管和靜壓口,保證飛機的空速和高度指示正常。
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