[2] W artykule o OCP powiedzieliśmy, że prędkość lotu mierzymy m.in. poprzez pomiar ciśnienia dynamicznego. Wiedząc, że jest ono różnicą ciśnień całkowitego i statycznego, możemy skonstruować prędkościomierz.
Do szczelnej obudowy przyrządu doprowadzane jest ciśnienie statyczne, a do puszki
różnicowej – ciśnienie całkowite. Załóżmy sytuację, w której ciśnienie całkowite jest równe
ciśnieniu statycznemu. Zgodnie z tym, ciśnienie w obudowie przyrządu jest takie
samo jak w puszce, więc nie występuje żadne odkształcające ją oddziaływanie
(siła). Dźwignia mechanizmu wskaźnikowego pozostaje w spoczynku, a wskazówka
ustawiona jest na wartości 0.
Prędkość lotu
wzrasta, a tym samym, również i wartość ciśnienia całkowitego. Ciśnienie w
puszce jest większe niż w obudowie przyrządu. Różnica ciśnień działająca na
powierzchnię puszki powoduje jej odkształcenie, tym samym dźwignia mechanizmu
wskaźnikowego przemieszcza się. Wskazówka zmienia swoje położenie na skali.
Idea jest całkiem prosta. Jeżeli jednak zastanowimy się nad
praktyczną realizacją takiego urządzania to nie będzie to już takie oczywiste.
Widzimy, że prędkość jest proporcjonalna
do pierwiastka z ciśnienia dynamicznego. Znacznie utrudnia to konstrukcję.
(1)
na podstawie
(2)
Obecne rozwiązania
prędkościomierzy składają się z dwóch cyfrowych czujników ciśnienia
(statycznego i całkowitego). Wartości z każdego z nich przetwarzane są w
mikroprocesorze urządzania. W tym przypadku obliczenie pierwiastka z danego wyrażenia
nie stanowi problemu. Wyniki prezentowany jest na wyświetlaczu.
Analizując ideę pomiaru nasuwa się pytanie, jaka będzie
prędkość mierzona przez przyrząd, gdy samolot będzie leciał pod lub z wiatrem.
Można sobie wyobrazić, że samolot stoi na płycie lotniska, ustawiony przodem w
stronę przeciwną do kierunku wiatru. Ciśnienie dynamiczne jest większe od
statycznego więc prędkościomierz wskaże prędkość większą od 0, chociaż prędkość
względem Ziemi wynosi dokładnie 0. Podobna sytuacja może zaistnieć w powietrzu,
gdy samolot leci pod wiatr. Czy pomierzona w ten sposób prędkość jest w ogóle
użyteczna? Owszem, jest.
Samolot utrzymuje się w powietrzu, dzięki sile nośnej, wytwarzanej przez
skrzydła. Siła ta natomiast jest tym większa, im większa jest prędkość samolotu
względem strug powietrza a nie
względem Ziemi. Dlatego zadaniem pilota jest utrzymywanie odpowiedniej wartości
tej pierwszej. Teoretycznie, jeżeli prędkość wiatru byłaby odpowiednio duża,
samolot mógłby w ogóle nie poruszać się względem Ziemi i utrzymywać się w
powietrzu.
Źródła:
1. http://heading.pata.pl/wysok1.htm
2. http://pl.wikipedia.org/wiki/Pr%C4%99dko%C5%9Bciomierz_(lotnictwo)
