Por que os tubos de pitot em aeronaves de combate supersônico são tão longos?

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Tenho notado que em aeronaves de combate o tubo de pitot para a frente (montado no nariz) é geralmente muito longo, da ordem de meio metro a mais de um metro em algumas aeronaves. Por que eles são tão longos? Certamente o corpo da aeronave não está perturbando o ar na frente da nave, nem durante o vôo subsônico ou supersônico.

Exemplo, de um AIDC F-CK-1:

Exemplo, de um Mirage III:

Note que não consegui encontrar nenhuma boa foto do Mirage em que todo o tubo de Pitot se encaixasse na foto!

    
por dotancohen 24.06.2014 / 08:31

2 respostas

O comprimento não é necessário para o vôo supersônico, mas para o vôo subsônico em altos ângulos de ataque. Devido à alta varredura das asas, um alto ângulo de capacidade de ataque coincide com configurações supersônicas.

No fluxo subsônico, o ar à frente da aeronave é influenciado pelo campo de pressão da aeronave, e em altos ângulos de ataque e altas cargas de asas isso alcança um pouco mais. O tubo pitot só pode medir a pressão total quando aponta para a direção do fluxo. À frente da aeronave, o ângulo de fluxo local aumenta quanto mais perto você estiver da aeronave, e isso aumenta os erros de medição, porque agora o tubo pitot fica em um ângulo oblíquo em relação ao fluxo de ar. Um tubo pitot mais longo alcança mais longe em um fluxo ainda relativamente não perturbado, portanto, é necessária uma compensação menor para se chegar a bons valores para pressão total e estática. No teste de voo inicial, o tubo de pitot é novamente muito mais longo, porque os fatores de compensação ainda não estão estabelecidos.

    
24.06.2014 / 22:38

Na verdade, a aeronave está distorcendo o fluxo de ar na sua frente. Conforme a velocidade aumenta, a onda de choque se forma e a aeronave começa a experimentar cada vez mais arrasto sônico.
Os longos pitots perfurarão através desta camada limite espessa, no fluxo de ar mais suave na frente, dando leituras corretas.

A Physics Central tem algumas fotos de Schlieren do efeito. Ao romper a "barreira do som", a onda de choque se separa, o que causa a explosão sônica. Mas uma área de ar distorcido permanece.
A imagem abaixo mostra o efeito em um lançador espacial, a torre de escape saindo através da onda de choque separadora.

    
24.06.2014 / 08:50