皮托管,又名“空速管”,“風(fēng)速管”,英文是Pitot tube。
皮托管是測量氣流總壓和靜壓以確定氣流速度的一種管狀裝置。由法國H.皮托發(fā)明而得名。嚴格地說(shuō)，皮托管僅測量氣流總壓，又名總壓管；同時(shí)測量總壓、靜壓的才稱(chēng)風(fēng)速管，但習慣上多把風(fēng)速管稱(chēng)作
皮托管。皮托管的構造如圖，頭部為半球形，后為一雙層套管。測速時(shí)頭部對準來(lái)流，頭部中心處小孔（總壓孔）感受來(lái)流總壓 p 0 ，經(jīng)內管傳送至壓力計。頭部后約3～8D處的外套管壁上均勻地開(kāi)有一排孔（靜壓孔），感受來(lái)流靜壓 p ，經(jīng)外套管也傳至壓力計。對于不可壓縮流動(dòng)，根據伯努利方程，風(fēng)速為
，式中 ρ 為氣流密度。對于可壓縮流動(dòng)，測定 p 0 和 p 以后，根據能量方程可求出氣流馬赫數，進(jìn)而再求速度。但在超聲速流動(dòng)中，皮托管頭部出現離體激波，總壓孔感受的是波后總壓，來(lái)流靜壓也難以測準，因而皮托管不再適用�？倝嚎子幸欢娣e，它所感受的是駐點(diǎn)附近的平均壓強，略低于總壓，靜壓孔感受的靜壓也有一定誤差，其他如制造、安裝也會(huì )有誤差，故測算流速時(shí)應加一個(gè)修正系數ζ，即
。ζ值一般在0.98～1.05范圍內 ，在已知速度之氣流中校正或經(jīng)標準皮托管校正而確定。皮托管結構簡(jiǎn)單，使用方便，用途很廣。如飛機頭部或機翼前緣常裝設皮托管，測量相對空氣的飛行速度，又稱(chēng)空速管。
空速管也叫氣流方向傳感器或流向角感應器，與精密電位計（或同步機或解析器）連接在一起，提供出一個(gè)表示相對于大氣數據桁架縱軸的空氣流方向的電信號。
空速管是飛機上極為重要的測量工具。它的安裝位置一定要在飛機外面氣流較少受到飛機影響的區域，一般在機頭正前方，垂尾或翼尖前方。同時(shí)為了保險起見(jiàn)，一架飛機通常安裝2副以上空速管。有的飛機在機身兩側有2根小的空速管。美國隱身戰斗機F-117在機頭最前方安裝了4根全向大氣數據探管，因此該機不但可以測大氣動(dòng)壓、靜壓，而且還可以測量飛機的側滑角和迎角。有的飛機上的空速管外側還裝有幾片小葉片，也可以起到類(lèi)似作用；垂直安裝的用來(lái)測量飛機側滑角，水平安裝的葉片可測量飛機迎角，為了防止空速管前端小孔在飛行中結冰堵塞，一般飛機上的空速管都有電加溫裝置。。
空速管測量飛機速度的原理是這樣的，當飛機向前飛行時(shí)，氣流便沖進(jìn)空速管，在管子末端的感應器會(huì )感受到氣流的沖擊力量，即動(dòng)壓。飛機飛得越快，動(dòng)壓就越大。如果將空氣靜止時(shí)的壓力即靜壓和動(dòng)壓相比就可以知道沖進(jìn)來(lái)的空氣有多快，也就是飛機飛得有多快。比較兩種壓力的工具是一個(gè)用上下兩片很薄的金屬片制成的表面帶波紋的空心圓形盒子，稱(chēng)為膜盒。這盒子是密封的，但有一根管子與空速管相連。如果飛機速度快，動(dòng)壓便增大，膜盒內壓力增加，膜盒會(huì )鼓起來(lái)。用一個(gè)由小杠桿和齒輪等組成的裝置可以將膜盒的變形測量出來(lái)并用指針顯示，這就是最簡(jiǎn)單的飛機空速表。
現代的空速管除了正前方開(kāi)孔外，還在管的四周開(kāi)有很多小孔，并用另一根管子通到空速表內來(lái)測量靜止大氣壓力，這一壓力稱(chēng)靜壓�？账俦韮饶ず械淖冃未笮【褪怯赡ず型獾撵o壓與膜盒內動(dòng)壓的差別決定的。
空速管測量出來(lái)的靜壓還可以用來(lái)作為高度表的計算參數。如果膜盒完全密封，里面的壓力始終保持相當于地面空氣的壓力。這樣當飛機飛到空中，高度增加，空速管測得的靜壓下降，膜盒便會(huì )鼓起來(lái)，測量膜盒的變形即可測得飛機高度。這種高度表稱(chēng)為氣壓式高度表。
利用空速管測得的靜壓還可以制成"升降速度表"，即測量飛機高度變化快慢(爬升率)。表內也有一個(gè)膜盒，不過(guò)膜盒內的壓力不是根據空速管測得的動(dòng)壓而是通過(guò)專(zhuān)門(mén)一根在出口處開(kāi)有一小孔的管子測得的。這根管子上的小孔大小是特別設計的，用來(lái)限制膜盒內氣壓變化的快慢。如果飛機上升很快，膜盒內的氣壓受小孔的制約不能很快下降，而膜盒外的氣壓由于有直通空速管上的靜壓孔，可以很快達到相當于外面大氣的壓力，于是膜盒鼓起來(lái)。測量膜盒的變形大小即可算出飛機上升的快慢。飛機下降時(shí)，情況正相反。膜盒外壓力急速增加，而膜盒內的氣壓只能緩慢升高，于是膜盒下陷，帶動(dòng)指針，顯示負爬升率，即下降速率。飛機平飛后，膜盒內外氣壓逐漸相等，膜盒恢復正常形狀，升降速度表指示為零。
空速管測量出來(lái)的速度并非是飛機真正相對于地面的速度，而只是相對于大氣的速度，所以稱(chēng)為空速。如果有風(fēng)，飛機相對地面的速度(稱(chēng)地速)還應加上風(fēng)速(順風(fēng)飛行)或減去風(fēng)速(逆風(fēng)飛行)。另外空速管測速原理利用到動(dòng)壓，而動(dòng)壓和大氣密度有關(guān)。同樣的相對氣流速度，如果大氣密度低，動(dòng)壓便小，空速表中的膜盒變形就小。所以相同的空速，在高空指示值比在低空小。這種空速一般稱(chēng)為"表速"�，F代的空速表上都有兩根指針，一根比較細，一根比較寬。寬的指針指示"表速"，而細的一根指示的是經(jīng)過(guò)各種修正的相當于地面大氣壓力時(shí)的空速，稱(chēng)為 "實(shí)速"。
皮托管除了用來(lái)測量飛機速度，同時(shí)還兼具其他多種功能。在科研、生產(chǎn)、教學(xué)、環(huán)境保護以及隧道、礦井通風(fēng)、能源管理部門(mén)，常用皮托管測量通風(fēng)管道、工業(yè)管道、爐窯煙道內的氣流速度，經(jīng)過(guò)換算來(lái)確定流量，也可測量管道內的水流速度。用皮托管測速和確定流量，有可靠的理論根據，使用方便、準確，是一種經(jīng)典的廣泛的測量方法。此外，它還可用來(lái)測量流體的壓力。
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