In dieser Rubrik, die wir Physik- und Technikfreaks und Liebhabern von Schrauben und Bolzen widmen, behandeln wir wieder einmal ein wesentliches Kapitel der Luftfahrt: das Pitotrohr.
Das „Pitotrohr“ bzw. die „Staudrucksonde“ ist ein grundlegendes Gerät zur Messung der Flugdaten eines Flugzeugs. Das Pitotrohr wurde von dem französischen Ingenieur und Physiker Henri Pitot erfunden und dient technisch dazu, die makroskopische Geschwindigkeit einer Flüssigkeit zu messen.
Pitot wurde 1695 in Aramon bei Avignon geboren und dank seiner entscheidenden Rolle beim Bau von Kanälen, Brücken und des berühmten Aquädukts von Montpellier wurde er schnell zu einem Pionier in der Erforschung der Flüssigkeitsströmungen. Der Gelehrte widerlegte auch dank der Einführung seiner revolutionären Erfindung von 1732 zahlreiche von Ingenieuren und Experten jener Zeit vertretene Theorien.
Das sogenannte Pitotrohr wird in Flugzeugen und im Motorsport, zum Beispiel in der Formel Eins, als Fühler zur Bestimmung der Geschwindigkeit im Verhältnis zur Luft bzw. zur Messung der Geschwindigkeit des Luftstroms in Windtunneln verwendet.
Aber wie ist das Pitotrohr aufgebaut? Dieses wichtige Instrument besteht aus einem zylinderförmigen Körper mit einem abgerundeten vorderen Ende. Das Rohr hat zwei Öffnungen: die dynamische Öffnung an dem am Luftstrom ausgerichteten Ende und die senkrecht dazu positionierte statische Öffnung. Die Öffnungen sind mit einem Differenzialdruckmesser verbunden, d. h. einem speziellen Druckmesser, der die Geschwindigkeit misst, indem die Differenz zwischen statischem und dynamischem Druck in einen Geschwindigkeitswert übersetzt wird. Ursprünglich wurde die Messung mechanischen Zeigern in einer „aneroiden Kapsel“ anvertraut, heute wird diese Aufgabe von der Elektronik übernommen, und die Daten werden direkt an den Bordcomputer übermittelt.
Ein Pitotrohr muss umsichtig und kontinuierlich gewartet und vor dem Flug ordnungsgemäß kontrolliert werden. Es ist absolut wesentlich, dass das Rohr nicht durch Eis, Insekten oder Schmutz im Innern verstopft wird, da ansonsten das Risiko bestehen würde, dass zum Beispiel der Windmesser einen Anstieg der Geschwindigkeit verzeichnet, während das Flugzeug an Flughöhe gewinnt, auch wenn die tatsächliche Geschwindigkeit konstant bleibt. Aus diesem Grund ist im Pitotrohr ein Heizelement eingebaut, das dafür sorgt, dass das Rohr auch bei sehr niedrigen Temperaturen richtig funktioniert.
In unseren Flugzeugen (Embraer 195) ist ein noch moderneres Gerät, ein sogenanntes Smart Probe Messgerät, eingebaut. Das Funktionsprinzip ist dasselbe wie beim Pitotrohr, der Unterschied besteht jedoch darin, dass jede Smart Probe über einen eingebauten Computer verfügt, der mit Hilfe sehr komplexer Datenverarbeitung nicht nur die Geschwindigkeit misst, sondern auch andere Daten erfasst, wie zum Beispiel die Flughöhe und die Lage des Flugzeugs.
Weil dieses Gerät so wichtig ist und notwendigerweise redundant sein muss, sind unsere Embraer mit jeweils 4 Smart Probes ausgestattet, die ständig die Daten untereinander abgleichen und prüfen, ob alles immer seine Richtigkeit hat und die Informationen, die an die Fluginstrumente und Crews gesendet werden, immer genau und zuverlässig sind.
Das ist alles für heute, liebe Geeks und Flugzeugfreaks!
(Photo credits @PSC – Piti Spotter Club VRN)
