航空機の仕組みを口述する：ピトー管とは何でしょうか？

〇ピトー管の構造
〇ピトー管の閉塞
〇電気系統故障時のピトー管は？
◎ピトー管閉塞時の対処
〇ピトー管閉塞の原因

航空機を操縦する際に、ピトー管は絶対に必要不可欠な装備であり、その構造と故障した時の対処は充分理解しておく必要があります。杜撰な整備をすると、墜落事故につながることもあるからです。

ピトー管(Pitot tube)は、フランス人の水理土木技師Henri Pitotが発明した流体速度の計測器です。つまり最初は水の流れる速さを調べる道具として考案されたのです。航空力学の基本原理であるBernoullisの定理が発表される6年前の1732年(日本では大飢饉に見舞われていた享保17年)のことでした。

The Pitot tube, invented by French hydrologist and civil engineer Henri Pitot, is a fluid speedometer, first published in 1732, six years before the publication of Bernoulli's Principle, the basis of aerodynamics.

◎ピトー管の構造を説明して下さい。
Please explain the structure of a Pitot tube.

ピトー管は二重になった管構造で、航空機の場合進行方向に銃身を向けたピストル型をしています。内側の管は銃口の先端部分(baffle plate)から正対気流(ram air)が流れ込み、後方の排気孔(drain hole)から出ていきます。外側の管は流体の影響を受けない銃身の側面部分に開口(static hole)があります。内側管には全圧(Pt)がかかり、それが対気速度計に伝えられます。対気速度計は全圧を受けない機体側面にある静圧(ps)を測定する静圧孔(static port)と連結しています。Pt-Psの動圧差(Pd)を計ることで対気速度が表示されます。因みに静圧孔は高度計(altemeter)と垂直速度計(vertical speed meter)とも連結していて、静圧孔が閉塞した場合に備えて、予備の静圧孔(alternate static source)にも接続しています。

The Pitot tube is a double-tubed structure, which in the case of an aircraft takes the form of a pistol pointed in the direction of flight. The inner tube allows air to flow in perpendicularly (ram air) from the tip of the muzzle (baffle plate) and out of the exhaust hole (drain hole) at the back. The outer tube has an opening (static hole) on the side of the barrel which is not affected by the fluid. The total pressure (Pt) is applied to the inner tube, which is then transmitted to the airspeed indicator. The airspeed indicator is connected to a static port on the side of the aircraft which measures the static pressure (ps). The difference between Pt and Ps (Pd) is used to measure the airspeed. By the way, the static port is also connected to an altimeter and a vertical speed meter, and in case it is blocked, it is connected to an alternative static source as a backup.

航空機は低速から高速まで正確に対気速度を測定する必要があるので、ピトー管と静圧孔をどこに設置するかは重要です。ピトー管は機体からの空力学的影響を受けにくい位置に設置すべきで、陸上単発機では胴体から離れた左翼下面が一般的です。旅客機では機首の側面、ヘリコプターでは機首の上面や下面にも設置されます。旅客用の大型機では、バックアップのため2組以上のピトー管が取り付けられています。超音速で飛ぶ戦闘機などでは、より正確な対気速度を知るために長い棒状のビーム先端が動圧孔になっています。ピトー管はしばしば氷結するため、大抵は電熱ヒーターが内蔵されています。静圧孔(static port)は正対気流(ram air)と垂直となるよう、機体の側面に開口させるのが一般的です。この場合、横風による気流の影響を受ける欠点があります。

It is important to place the Pitot tube and static port in a position that is relatively unaffected by the aircraft´s aerodynamics, such as the lower left wing for single-engine aircraft on the ground. On passenger aircraft, it is installed on the side of the nose and on helicopters on the upper or lower side of the nose. On large passenger aircraft, two or more sets of Pitot tubes are installed for backup. For supersonic fighter aircraft, a long beam with its tip acting as the dynamic port is used to obtain more accurate airspeed. Due to the tendency of the Pitot tube to freeze, it is usually equipped with an electric heater. Pitot tubes are often equipped with an electric heater to prevent icing. It is common to open a static port perpendicular to the ram air on the side of the fuselage. However, this has the disadvantage of being influenced by crosswinds.

〇ピトー管が詰まっている時、または飛行中に閉塞した時、速度計はどう表示されますか？
When the Pitot tube is already blocked or blocked during the flight, what will be the indication on the airspeed indicator?