JPH067133B2 - ピト−静圧管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、航空機等用ピトー静圧管の製造方法に係り、
とくに大迎え角範囲での特性がすぐれたピトー静圧管の
製造方法に関する。

〔従来技術〕

航空機に用いられるピトー静圧管は、迎え角変化に対す
る特性を改善するために、その上面と下面の両方に静圧
孔が開けられる。この場合、これら静圧孔は、ピトー静
圧管の水平中心面すなわち上下対称面に対して対称な関
係になるように配置される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のピトー静圧管においては、迎え角が大き
くなると、下面側に生じる正圧に比べて上面側に生じる
負圧が強くなることから、静圧センサーには大気静圧よ
り強い負圧が感知され、見掛け上、高度計は実際よりは
るかに高い高度を示すことになる。この傾向は、空力補
償形のピトー静圧管では、補償量の大きいものほど顕著
に現れる。そのため、ポストストールやスピン運動時に
は、高度計を実用上使用できない、という問題がある。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて得られ
たものであって、大迎え角における静圧の感知誤差を大
幅に減少させることができる、大迎え角特性のすぐれた
ピトー静圧管の製造方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明によるピトー静圧管
の製造方法は、次の手順により構成される。すなわち、
航空機等の常用迎え角範囲とその範囲を越えた大迎え角
範囲とにわたって、前記中空管の静圧孔開設予定の外周
面領域での圧力係数分布を求め、前記常用迎え角範囲に
おいて、前記圧力係数の平均値がピトー静圧管の所定の
基準値に近くなるような点を前記中空管の外周の上面側
と下面側とにそれぞれ求め、その位置に静圧孔を開設
し、常用範囲を越えた大迎え角範囲において、静圧室内
の圧力係数が前記ピトー静圧管の前記基準値近く若しく
は僅かに正の値となるように、前記開設された静圧孔の
開口面積を調整する。

〔作用〕

ピトー静圧管の内部は、空洞の静圧室となっており、外
周に開口した各静圧孔はこの静圧室に連通しているの
で、各静圧孔により検知された静圧は、静圧室において
平均化される。本発明の上記の方法により製造されたピ
トー静圧管は、常用迎え角範囲において、圧力係数の平
均値がピトー静圧管の所定の基準値に近くなるような点
に静圧孔の位置が定められているので、圧力係数は迎え
角の変化によりさほど影響されず、常時基準値またはそ
れに近い値に維持される。常用範囲を越えた大迎え角に
おいては、静圧室内の圧力が平均値より負圧側に偏る、
という傾向があるので、下面側の静圧孔を大きく、上面
側を小さく調整することにより、大迎え角時に静圧室内
の圧力が負圧になるのを防止することができる。したが
って、常用範囲だけでなく、大迎え角範囲でも、正確な
静圧の検出が可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るピトー静圧管の製造方法の実施例を
図面に従って説明する。

第１図を参照すると(a)は航空機用の標準形ピトー静圧
管を示し、(b)は航空機用の空力補償形ピトー静圧管を
示すものであるが、いずれの場合も、ピトー静圧管は符
号１で示されている。このピトー静圧管１の外周の管側
面２には、同一軸方向位置に周方向に間隔をもって複数
の静圧孔３が形成される。このようなピトー静圧管はそ
の中心軸が航空機の中心軸と平行となるように配置され
る。

第２図は、ピトー静圧管１（図示のものは空力補償形）
の断面を示すもので、ピトー静圧管１の内部には前後に
開口した動圧管４が配置され、動圧管４とピトー静圧管
１の外周面を成す中空管６との間には静圧室５が形成さ
れている。従って、静圧室５は外周に開口した複数の静
圧孔３で大気に連通し、静圧室５の後端は静圧感知器に
連通するようになっている。

ここで、第２図を用いて圧力係数の定義について説明す
る。図中、Ｐ_∞は一様流静圧、Ｑ_∞は一様流動圧、Ｐ_S
は静圧孔位置での静圧であり、圧力係数Ｃ_Pは次式で表
される。

第３図は、ピトー静圧管（図示のものは空力補償形）に
形成される静圧孔３の位置に示すための説明図で、静圧
孔３は、ピトー静圧管１の管中心軸に垂直な平面（静圧
孔断面）Ｐ１内に形成される。孔３の位置は、ピトー静
圧管１の管中心軸を含む水平面（上下対称面）Ｐ２に対
する角度θにより表示できる。例えば、第１番目の静圧
孔はθ₁、第２番目の静圧孔はθ₂、…、第n−１番目の
静圧孔はθ_n-1、第n番目の静圧孔はθnの位置として表
示可能である。複数個の静圧孔は左右対称面Ｐ３に関し
対称に配置される。なお、管中心軸と気流との成す角が
抑え角α（これは航空機についての迎え角と同意義）で
ある。

第４図は、第３図に示す位置表示を用いて孔３の位置を
表し、ピトー静圧管１の迎え角αと孔の位置により静圧
がどのように変化するかを示すものである。この場合、
横軸はθ度、縦軸は圧力係数Ｃｐである。また、nは
４、すなわち静圧孔３の個数は４個とし、θ₁及びこれ
と左右対称面Ｐ３に関し対称位置にあるθnについてα
＝０°，１０°，２０°の場合を示し、同様にθ₂及び
これと左右対称面Ｐ３に関し対称位置にあるθ_n-1につ
いてα＝０°，１０°，２０°の場合を示した。

なお、空力補償形のピトー静圧管では、基準となる圧力
係数Ｃｐは、０値より負圧側に所定量Ｃｐ₀だけ変位さ
せる。この基準圧力係数Ｃｐ₀に対し、平均圧力が丁度
釣り合うような位置に静圧孔３が配置される。例えば、
θ₁は＋３５°、θ₂は−７５°である。この配置によ
り、航空機の常用迎え角範囲において、圧力係数が迎え
角に影響されずに、ほぼ基準値に近い値を維持できるよ
うになる。

次に、航空機の常用迎え角範囲を越えた大迎え角におい
ては、静圧室内の圧力が負圧側に偏る傾向があるのを考
慮して、下面側の静圧孔３の直径を上面側のものよりも
大きくする。

第５図に静圧孔３の直径を変化させることによる効果を
示す。図において、２個の静圧孔３は水平面Ｐ２から左
右上側に３５°の位置、残りの２個の静圧孔３は水平面
の左右下側に７５°の位置にあり、線Ａは、各孔３の直
径をすべて１．６mmとした場合の迎え角αによる静圧室
５内の圧力係数の変化すなわち静圧誤差（ポジションエ
ラー）ΔＣｐを示し、線Ｂは、上側の孔３の直径を１．
３mm、下側の孔３の直径を１．９mmとした場合の静圧誤
差ΔＣｐを示す。

第５図から明らかなように、線Ｂのように上側と下側と
で孔３の直径を変えることにより、常用迎え角範囲より
大きな迎え角範囲での圧力係数の変化を小さい値に迎え
ることが可能になる。また、線Ｂにより示された圧力係
数の変化すなわち静圧誤差ΔＣｐは、正圧側であり、表
示としては安全側（高度小の指示）であるので、線Ａで
示される変化（非安全側；高度大の指示）よりはるかに
好ましく、実用的であるということができる。

〔効果〕

以上述べたように、本発明においては、静圧孔の位置が
常用迎え角範囲で圧力係数の平均値がほぼ基準値になる
ように定められ、また大迎え角の範囲で圧力係数が基準
値にほぼ合致するか、あるいは変化しても若干正圧側で
あるので、常用迎え角範囲だけでなく、それを越える大
迎え角範囲でも測定値を問題なく使用できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)及び(b)は本発明が適用される航空機用ピトー
静圧管の例をそれぞれ示す斜視図、第２図はピトー静圧
管の断面図、第３図は静圧孔の位置を表示するためのピ
トー静圧管の斜視図、第４図は静圧孔の位置決め方法を
説明する図表、第５図は静圧孔の直径と圧力係数の変化
の関係を示す図表である。 １…ピトー静圧管、２…管側面、３…静圧孔、４…動圧
管、５…静圧室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空管の外周に開口した複数の静圧孔を介
   して大気と連通するとともに一端が静圧感知器に連通す
   る静圧室を備えたピトー静圧管の製造方法において、 (a)常用迎え角範囲とその範囲を越えた大迎え角範囲と
   にわたって、前記中空管の静圧孔開設予定の外周面領域
   での圧力係数分布を求め、 (b)前記常用迎え角範囲において、前記圧力係数の平均
   値がピトー静圧管の所定の基準値に近くなるような点を
   前記中空管の外周の上面側と下面側とにそれぞれ求め、
   その位置に静圧孔を開設し、 (c)前記常用範囲を越えた大迎え角範囲においては、前
   記静圧室内の圧力係数が前記ピトー静圧管の前記基準値
   近くもしくは僅かに正の値となるように、前記開設され
   た静圧孔の開口面積を調整することを特徴とするピトー
   静圧管の製造方法。