در دنیای هوانوردی، یکی از مهم‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری سرعت هواپیما لوله پیتوت (Pitot Tube) است. این لوله بخشی از سیستم‌های اندازه‌گیری فشار دینامیکی و استاتیکی در هواپیما است و اطلاعات حیاتی برای نمایش سرعت هوایی (Airspeed) فراهم می‌کند. با این حال، شرایط جوی خاص مانند پرواز در هوای سرد، مناطق دارای رطوبت بالا و شرایط یخبندان می‌توانند باعث یخ بستن لوله پیتوت شوند که این موضوع می‌تواند مشکلات جدی برای عملکرد هواپیما ایجاد کند.
در این مقاله، به بررسی عملکرد لوله پیتوت، دلایل یخ زدن آن، تأثیرات احتمالی بر سیستم‌های ناوبری و اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از این مشکل می‌پردازیم.
۱. لوله پیتوت چیست و چگونه کار می‌کند؟
۱.۱. عملکرد لوله پیتوت
لوله پیتوت یک دستگاه ساده اما بسیار مهم در هوانوردی است که به طور مستقیم سرعت هوا را اندازه‌گیری می‌کند. این سیستم بر پایه‌ی تفاوت بین فشار دینامیکی (Dynamic Pressure) و فشار استاتیکی (Static Pressure) کار می‌کند.
• فشار دینامیکی: فشاری است که در اثر برخورد هوا با لوله پیتوت ایجاد می‌شود.
• فشار استاتیکی: فشاری است که در اثر وزن هوا در ارتفاعات مختلف ایجاد شده و در محیط اطراف هواپیما بدون وابستگی به حرکت آن وجود دارد.
۱.۲. اجزای سیستم لوله پیتوت
سیستم لوله پیتوت از بخش‌های زیر تشکیل شده است:
• لوله پیتوت (Pitot Tube): این لوله معمولاً در قسمت جلویی هواپیما نصب می‌شود و وظیفه دریافت جریان هوا و اندازه‌گیری فشار کل را دارد اما در هواپیماهای فوق سبک و سبک بر روی بال هواپیما نصب می شود و در قسمتی که تحت تاثیر جریان هوای ملخ قرار نگیرد.
• پورت‌های استاتیکی (Static Ports): این پورت‌ها در دو طرف بدنه‌ی هواپیما قرار گرفته‌اند و فشار استاتیکی محیط را اندازه‌گیری می‌کنند.
• نمایشگر سرعت هوا (Airspeed Indicator): این دستگاه اختلاف بین فشار کل و فشار استاتیکی را اندازه‌گیری کرده و آن را به سرعت هوا تبدیل می‌کند.
۲. دلایل یخ زدن لوله پیتوت
۲.۱. شرایط جوی نامساعد
پرواز در شرایط آب و هوایی سرد و مرطوب، مانند طوفان‌های یخی، مه غلیظ و ارتفاعات بالا، باعث افزایش خطر یخ‌زدگی لوله پیتوت می‌شود. زمانی که دمای هوا زیر نقطه انجماد باشد و قطرات ریز آب در اتمسفر وجود داشته باشد، این قطرات بر روی سطح لوله پیتوت نشسته و منجمد می‌شوند.
۲.۲. نقص در سیستم گرمایش پیتوت (Pitot Heat System Failure)
در بسیاری از هواپیماها، سیستم گرم‌کننده‌ی لوله پیتوت (Pitot Heater) برای جلوگیری از یخ زدن تعبیه شده است. اگر این سیستم به درستی کار نکند یا در هنگام پرواز فراموش شود که فعال گردد، خطر یخ‌زدگی افزایش می‌یابد.باید ذکر شود که تا کنون درهواپیماهای فوق سبکی الزامی به نصب این آپشن وجود نداشته و متقاضیان می توانند بر أساس نیاز به صورت سفارشی از این سیستم بهره مند شوند.
۲.۳. ارتفاعات بالا و کاهش دما
با افزایش ارتفاع، دما کاهش یافته و شرایط برای یخ زدن تجهیزات حساس‌تر می‌شود. در ارتفاعات بالاتر از 10,000 فوت، حتی بدون بارش یا رطوبت آشکار، امکان تشکیل یخ بر روی سطوح خارجی هواپیما از جمله لوله پیتوت وجود دارد.
۳. تأثیرات یخ‌زدگی لوله پیتوت بر عملکرد هواپیما
۳.۱. نمایش نادرست سرعت هوایی (Airspeed Misreading)
اگر لوله پیتوت مسدود شود، نمایشگر سرعت هوا ممکن است اطلاعات نادرستی نشان دهد که بسته به شرایط، این خطا به روش‌های مختلفی بروز می‌کند:
الف. اگر فقط لوله پیتوت مسدود شود ولی پورت‌های استاتیکی باز باشند
• سرعت هوایی در ارتفاع ثابت باقی می‌ماند و تغییر نمی‌کند، حتی اگر سرعت واقعی تغییر کند.
• هنگام صعود، نمایشگر ممکن است سرعت بیشتر از مقدار واقعی نشان دهد.
• هنگام کاهش ارتفاع، نمایشگر ممکن است سرعت کمتر از مقدار واقعی نشان دهد.
ب. اگر لوله پیتوت و خروجی درین آن مسدود شود اما پورت استاتیکی باز بماند
• فشار داخل لوله ثابت می‌ماند و نمایشگر سرعت هیچ تغییری نشان نمی‌دهد، حتی اگر هواپیما کاهش یا افزایش سرعت داشته باشد.
ج. اگر هم لوله پیتوت و هم پورت‌های استاتیکی مسدود شوند
• در این حالت نمایشگر سرعت، مقادیری غیرعادی و نادرست را نشان خواهد داد که می‌تواند برای خلبان بسیار گمراه‌کننده باشد.
۳.۲. احتمال ورود به پرواز پرسرعت یا واماندگی (Overspeed & Stall)
خطاهای نمایشگر سرعت می‌توانند موجب شوند که خلبان درک نادرستی از سرعت واقعی هواپیما داشته باشد و در نتیجه اقدامات اشتباهی انجام دهد:
• اگر هواپیما سرعت کمتری از مقدار واقعی نشان دهد، خلبان ممکن است به اشتباه نیروی پیشران را افزایش دهد و به سرعت بیش از حد (Overspeed) برسد.
• اگر هواپیما سرعت بیشتری از مقدار واقعی نشان دهد، خلبان ممکن است بدون دلیل سرعت را کاهش دهد و وارد حالت واماندگی (Stall) شود.
۴. راهکارهای جلوگیری از یخ زدن لوله پیتوت
۴.۱. چک کردن سیستم‌های جایگزین
در برخی از هواپیماهای پیشرفته، سیستم‌های جایگزین (Alternate Static Source) برای مواقعی که پورت‌های استاتیکی مسدود شوند، تعبیه شده است. بررسی سلامت این سیستم می‌تواند در مواقع اضطراری از بروز حادثه جلوگیری کند.
۴.۲. بررسی وضعیت آب و هوایی پیش از پرواز
خلبانان باید شرایط جوی مسیر پرواز را به دقت بررسی کنند و در صورت پیش‌بینی یخبندان، اقدامات لازم برای جلوگیری از یخ‌زدگی سیستم‌ها را انجام دهند.
لوله پیتوت یکی از مهم‌ترین ابزارهای اندازه‌گیری سرعت در هواپیما است و یخ زدن آن می‌تواند منجر به عدم نمایش صحیح سرعت، افزایش خطر واماندگی یا ورود به پرواز پرسرعت شود. برای جلوگیری از این مشکلات، خلبانان باید همواره سیستم گرم‌کننده‌ی پیتوت را بررسی و فعال کنند، شرایط جوی را قبل از پرواز بسنجند و در شرایط یخبندان اقدامات لازم را انجام دهند.
رعایت این موارد می‌تواند از وقوع حوادث خطرناک جلوگیری کرده و امنیت پرواز را تضمین کند. در آموزشگاه خلبانی پرسان کلیه ی نکات کلیدی و ضروری به دانشجویان و متقاضیان خلبانی آموزش داده می شود.