有沒有人好奇
飛機在數萬呎的高空乘著風飛行
飛行員們是怎麼知道他的速度的呢?
內行人都知道：從儀表!
那麼儀表板的數據怎麼算?
更內行的人就知道：皮托管!
我用紅色圈圈圈起來的便是皮托管
Pitot俗稱皮托管
上個學期讀得死去活來的流體力學
有部份就是為了這個玩意兒
而且不只是速度
他還可以用來測量飛機外的溫度
皮托管的基本樣子就是如此，除了中間進氣口外，兩旁還得開兩個小洞，進氣口測量進氣動壓，而兩個小口分別測流場靜壓及空氣密度等資料，測得的資料再傳送到飛行電腦計算實際空速!
設計飛機是一門學問
連皮托管也不是在機身隨便找個地方〝插〞就行了
因為氣流碰撞機身的關係
會造成壓力及流場的不穩定
但總會有那麼幾個部位她的誤差值是0的
每架飛機的測量誤差分布差不多都是這麼分布的，但隨機型外型和大小的不同會有小差異
由上圖可以看到誤差值在零的區域有
機鼻前方一小段距離、駕駛艙、機翼根部、機身中央油箱後部和機尾後方一小段距離
因為機鼻正好為氣流正面衝擊的部位
所承受的壓力極大
也造成了在這裡測量出來的速度直誤差會是最大的
(機鼻通常也因此使用特殊複合材料，那是另一學問)
紅圈圈的地方就是B747的皮托管及測量器所在，是不是正好就在駕駛艙下方及機翼根部前端呢!
這張模型照上的皮托管比較清楚些，也是約在駕駛艙下方
而大部分民航機對於皮托管的配置會有兩套
也就是左右各一套以便備用
這是客機配置的方法
前面有提到機鼻前方一段距離的誤差值也是零
但要怎麼測量?
飛機都還沒跑到那兒怎麼去預測那點的測量值?
想到沒?
就是戰機機鼻前方都會伸出伊跟長長的〝刺〞啦!
大部分戰機前方都會伸出那麼根細細的〝刺〞，那小小一根可是有大大的用處的
很多人都知道戰績前方都會有那根〝刺〞
但那根〝刺〞的用途呢?
可不是在飛彈及機槍使用完畢時
拿那根〝針〞來刺敵機的屁屁或是玩近身肉搏戰哩!
(飛機速度極快，刺到對方之時也是汝倆同歸於盡之時呀!)
那跟〝刺〞其實就是重要的皮托管
那根細細的皮托管設在前方也不會對機身氣流造成多大變化
有人會問說：那為什麼客機不要像戰機那樣伸個〝刺〞在前方呢?
別忘了機鼻裡面放的是什麼?
裡面可是靠著雷達波掃瞄前方天氣的雷達呢!
(戰機的雷達還可掃描敵機數量和方位)
一根金屬近距離的擋在雷達前方
那可會造成雷達前方的掃描死角呢!
所以一般客機不會把皮托管設在機鼻前
而且戰機是因為機身太小
又要容下各種大大小小的儀器
在飛機製造商的各部門經過激烈攻防後
只能迫不得已的犧牲雷達部分的掃描角
把皮托管設在正前方了!
(聽我們系上曾參予IDF設計的教授說：IDF光這些皮托管配置就讓所有部門辯論了兩年之久才定案)
應該也有人注意到第二張圖的幻象兩千好像沒有機鼻前的〝刺〞
其實還是有的
但他的長度很短
設在那麼靠近機鼻的地方的話
通常會在設計時順便把數值用一些公式讓它校準回來
所以不會造成多大的誤差
甚至可到達零誤差!
由上面照片可以看到
當飛機停在地面時
那些皮托管都會用紅色罩子給蓋住
戰機通常在降落後把發動機關掉後就會馬上蓋起來
客機因為通常在降落後沒多久就要再度起飛執行任務
且駕駛艙下方的皮托管高度也非一般人所能及
所以我們看到地面上的客機都不會用紅色套子罩住皮托管
通常只有再飛機要〝洗澡〞時才會由地勤搭昇高踢去把它套上
或用膠帶黏住測量口
洗完澡後非得記得要取下套子
全球飛安史上便出現過因忘記取下套子造成墜機的事件
把皮托管蓋住要幹麻?
因為皮托管是非常細的針狀物
所以有灰塵或其他異物跑進去的話
很容易造成皮托管測得的壓力不準確而造成意外
離我們最近的一個例子
還記得華航那霸火燒機事件吧!
在那不久後又發生一架華航B737因起飛速度不正確而放棄起飛而衝出跑道
那次正是因為一隻毛毛蟲跑進皮托管裡使測量出來的數據有誤差
飛行員判斷不能起飛後
馬上執行放棄起飛的程序
因為沒有正確的滾行速度來判斷飛機滾行到什麼樣程度
(飛機起飛時會有個叫〝決定起飛速度〞的數據，在那個速度前發現飛機有問題的話就要馬上放棄起飛)
所以最後飛機衝出跑道
否則一般放棄起飛都不會衝出跑道
由此可知那皮托管的通暢是多重要了吧!
圈起來的地方就是B737皮托管所在，就是一條不知死活的毛毛蟲跑上去體驗飛行，造成那架B737〝吃草〞
說到通暢
有人就會想到在高空的溫度極度的低
會不會造成皮托管結冰而失準呢?
答案是會!
但是飛機工程師早想到這個問題
所以皮托管上也都會有加熱器
一但飛上天空到某個溫度
飛行員就會打開防冰裝置啦!
聽說那皮托管加熱後溫度也不是普通的低呢!
我們那位參予IDF設計的教授又說啦：
曾經在一次的IDF設備測試中也把加熱器打開
而他的一位同事正好把一件外套掛在皮托管上
等到發現時那件外套毀了
那皮托管呢.....
也跟著報銷去啦!!
皮托管對於飛機的重要性
就如同機翼之於飛機
目前為止仍沒有其他東西可以取代他
而它從以前到現在的改變
大概就是體積上的變化而已吧!
基本應用的原理仍是千古不變的!
小小皮托管也是有大大學問
下次搭飛機時
不妨在候機室裡透過落地窗
看看這個小英雄吧!
延伸閱讀：
一位長榮航空的A330飛行員寫的文章，有關飛行前飛行員要做的機外檢查，裡頭會有許多機外的皮托管及其他測量器的照片!
http://tw.myblog.yahoo.com/seanliao71-myblog/article?mid=2062&prev=2222&next=1693
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