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皮托管测静压实验报告

全压,动压,静压与皮托管

皮托管，又名“空速管”，“风速管”，英文是Pitottube。皮托

管是测量气流总压和静压以确定气流速度的一种管状装置，由法

国H.皮托发明而得名。严格地说，皮托管仅测量气流总压，又名

总压管；同时测量总压、静压的才称风速管，但习惯上多把风速

管称作皮托管。

目录

1用途2定义3应用4原理5其他用途6全压，动

压，静压知识

1用途

皮托管的构造如图，头部为半球形，后为一双层套管。测速时

头部对准来流，头部中心处小孔

（总压孔）感受来流总压p0，经内管传送至压力计。

头部后约3～8D处的外套管壁上均匀地开有一排孔（静压孔），

感受来流静压p，经外套管也传至压力计。对于不可压缩流动，

根据伯努利方程和能量方程可求出气流马赫数，进而再求速度。

但在超声速流动中，皮托管头部出现离体激波，总压孔感受的是

波后总压，来流静压也难以测准，因而皮托管不再适用。总压孔

有一定面积，它所感受的是驻点附近的平均压强，略低于总压，

静压孔感受的静压也有一定误差，其他如制造、安装也会有误差，

故测算流速时应加一个修正系数ζ。ζ值一般在0.98～1.05范

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围内，在已知速度之气流中校正或经标准皮托管校正而确定。皮

托管结构简单，使用方便，用途很广。如飞机头部或机翼前缘常

装设皮托管，测量相对空气的飞行速度。

2定义

空速管也叫气流方向传感器或流向角感应器，与精密电位计（或

同步机或解析器）连接在一起，提供出一个表示相对于大气数据

桁架纵轴的空气流方向的电信号。

3应用

空速管是飞机上极为重要的测量工具。它的安装位置一定要在飞

机外面气流较少受到飞机影响的区域，一般在机头正前方，垂尾

或翼尖前方。同时为了保险起见，一架飞机通常安装2副以上空

速管。有的飞机在机身两侧有2根小的空速管。美国隐身战斗机

F-117在机头最前方安装了4根全向大气数据探管，因此该机

不但可以测大气动压、静压，而且还可以测量飞机的侧滑角和迎

角。有的飞机上的空速管外侧还装有几片小叶片，也可以起到类

似作用；垂直安装的用来测量飞机侧滑角，水平安装的叶片可测

量飞机迎角，为了防止空速管前端小孔在飞行中结冰堵塞，一般

飞机上的空速管都有电加温装置。

4原理

它主要是用来测量飞机速度的，同时还兼具其他多种功能。空

速管测量飞机速度的原理是这样的，当飞机向前飞行时，气流便

冲进空速管，在管子末端的

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感应器会感受到气流的冲击力量，即动压。飞机飞得越快，动

压就越大。如果将空气静止时的压力即静压和动压相比就可以知

道冲进来的空气有多快，也就是飞机飞得有多快。比较两种压力

的工具是一个用上下两片很薄的金属片制成的表面带波纹的空

心圆形盒子，称为膜盒。这盒子是密封的，但有一根管子与空速

管相连。如果飞机速度快，动压便增大，膜盒内压力增加，膜盒

会鼓起来。用一个由小杠杆和齿轮等组成的装置可以将膜盒的变

形测量出来并用指针显示，这就是最简单的飞机空速表。

现代的空速管除了正前方开孔外，还在管的四周开有很多小孔，

并用另一根管子通到空速表内来测量静止大气压力，这一压力称

静压。空速表内膜盒的变形大小就是由膜盒外的静压与膜盒内动

压的差别决定的。

5其他用途

空速管测量出来的静压还可以用来作为高度表的计算参数。如

果膜盒完全密封，里面的压力始终保持相当于地面空气的压力。

这样当飞