نظام Pitot-Static يدعم قوى الطائرات

هل تساءلت يومًا كيف يعمل مؤشر السرعة لديك؟ تكمن الإجابة في نظام أساسي يسمى نظام pitot-static ، والذي يقيس ضغط هواء الكبش ويقارنه بالضغط الثابت للإشارة إلى سرعة الطائرة عبر الهواء. وهذا ليس كل ما يخبرك به. يمنحنا نظام الهواء الثابت نفسه ارتفاعنا ويخبرنا مدى سرعة تسلقنا أو هبوطنا في الدقيقة. يوفر النظام الثابت للتيار الكهربائي الطاقة لثلاث أدوات أساسية للطائرة: مؤشر سرعة الهواء ، ومقياس الارتفاع ، ومؤشر السرعة الرأسية.

المكونات

• Pitot الأنبوبة والخط: أنبوب الحفر هو جهاز على شكل حرف L يقع في الجزء الخارجي من الطائرة يُستخدم لقياس السرعة الجوية. يحتوي على فتحة صغيرة في مقدمة الأنبوب حيث يدخل ضغط هواء الكبش (الضغط الديناميكي) في الأنبوب وثقب الصرف في الجزء الخلفي من الأنبوب. تحتوي بعض الأنواع أو أنابيب الحفر على عنصر تسخين إلكتروني داخل الأنبوب يمنع الجليد من سد مدخل الهواء أو فتحة التصريف.
• ميناء ثابت (ق) وخطوط: المنفذ الثابت عبارة عن مدخل هواء صغير ، يقع عادةً على جانب الطائرة ، ويتدفق على جسم الطائرة. يقيس المنفذ الثابت ضغط الهواء الثابت (غير المتحرك) ، والذي يُعرف أيضًا باسم الضغط المحيط أو الضغط الجوي. تحتوي بعض الطائرات على أكثر من منفذ ثابت واحد ، وبعض الطائرات لديها منفذ ثابت بديل في حال تم حظر منفذ واحد أو أكثر من المنافذ.

• الأدوات: يشتمل النظام الثابت للثقب على ثلاثة أدوات: مؤشر سرعة الهواء ، ومقياس الارتفاع ، ومؤشر السرعة الرأسية. تتصل الخطوط الثابتة بالأدوات الثلاثة ، ويتصل ضغط هواء الكبش من أنبوب الحفر بمؤشر السرعة فقط.
• منفذ ثابت بديل (إذا كان مثبتًا): توجد رافعة في قمرة القيادة في بعض الطائرات تشغل منفذًا ثابتًا ثابتًا إذا كان المنفذ الرئيسي الثابت يعاني من انسداد. يمكن أن يتسبب استخدام النظام الاستاتيكي البديل في قراءات غير دقيقة بعض الشيء على الأجهزة نظرًا لأن الضغط في المقصورة يمكن أن يكون أعلى عادة من قياس المنافذ الثابتة الرئيسية على ارتفاع.

عملية عادية

يعمل نظام الاستاتيك الثابت عن طريق قياس ومقارنة الضغوط الثابتة وفي حالة مؤشر السرعة الجوية ، الضغط الثابت والديناميكي على حد سواء.

• سرعة الطيران: مؤشر سرعة الهواء هو حالة مختومة مع الحجاب الحاجز اللاهوائي داخلها. تتكون الحالة المحيطة بالحجاب الحاجز من ضغط ثابت ، ويتم تزويد الحجاب الحاجز بضغط ثابت وديناميكي على حد سواء. عندما يزيد سرعة الهواء ، يزداد الضغط الديناميكي داخل الحجاب الحاجز أيضًا ، مما يؤدي إلى توسيع الحجاب الحاجز. من خلال الربط الميكانيكي والتروس ، يصور سرعة الهواء بمؤشر إبرة على وجه الجهاز.
• مقياس الارتفاع: يعمل مقياس الارتفاع كمقياس ويتم تزويده أيضًا بضغط ثابت من المنافذ الثابتة. داخل العلبة المختومة هي كومة من أغشية الحجاب الحاجز المختومة ، والمعروفة أيضًا باسم الرقاقات. تُحكم هذه الرقاقات بضغط داخلي مُعاير إلى 29.92 "زئبق أو ضغط جوي قياسي. وهي تتوسع وتتقلص مع ارتفاع الضغط وسقوطها في صندوق الأدوات المحيط به. تسمح نافذة كولسمان داخل مقصورة القيادة للطيار بمعايرة الأداة إعداد مقياس الارتفاع المحلي لحساب الضغط الجوي غير القياسي.

• VSI: يحتوي مؤشر السرعة العمودي على غشاء رقيق مختوم متصل بالمنفذ الثابت. يتم أيضًا إغلاق صندوق الأدوات المحيط وتزويده بضغط هواء ثابت مع تسريب مقنّن في الجزء الخلفي من العلبة. يقيس هذا التسرب المقنن تغير الضغط بشكل تدريجي ، مما يعني أنه إذا استمرت الطائرة في الصعود ، فلن يتمكن الضغط من اللحاق ببعضها البعض ، مما يسمح بقياس معلومات المعدل على وجه الصك. بمجرد أن تتوقف الطائرة ، تتساوى الضغوط الناتجة عن التسرب المقنن والضغط الثابت من داخل الحجاب الحاجز ، ويعود قرص VSI إلى الصفر لإظهار مستوى الطيران.

الأخطاء وعملية غير طبيعية

المشكلة الأكثر شيوعًا في نظام pitot-static هي انسداد أنبوب pitot أو المنافذ الساكنة أو كليهما.

• إذا أصبح أنبوب الخندق مسدودًا ، وبقيت فتحة التصريف فيه واضحة ، فستقرأ سرعة الهواء صفراً.
• إذا تم حظر أنبوب الحفر وفتحة التصريف الخاصة به ، فإن مؤشر السرعة الجوية سيكون بمثابة مقياس الارتفاع ، حيث يقوم بقراءة سرعات هوائية أعلى مع زيادة الارتفاع. قد يكون هذا الموقف خطيرًا إذا لم يتم التعرف عليه على الفور.
• إذا أصبح المنفذ (المنافذ) الثابت ثابتًا وأن أنبوب الحفر لا يزال قابلاً للتشغيل ، فلن يعمل مؤشر السرعة بسرعة بالكاد وستكون المؤشرات غير دقيقة. سيتجمد مقياس الارتفاع في مكان حدث فيه الانسداد وسيشير مؤشر VSI إلى الصفر.

هناك مشكلة أخرى في النظام الثابت للصخور تشمل التعب المعدني ، والذي يمكن أن يؤدي إلى تدهور مرونة الحجاب الحاجز. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تسبب الاضطرابات أو المناورات المفاجئة قياسات ضغط ثابت خاطئ.