Kuidas Pitoti toru voolu mõõdetakse?

Pitot’ toru voolu mõõdetakse sellesse siseneva õhurõhu ja atmosfääri kindlaksmääratud õhutiheduse põhjal selle konkreetsel kõrgusel ja õhutemperatuuril. Need võrrandid põhinevad Bernoulli põhimõtetel mõõdukatel kiirustel, mis peavad jääma alla ülehelikiiruse. Pitoti toru voolu täpsust võivad mõjutada ka muud tegurid, nagu jää kogunemine või külgtuul. Kuigi teoreetiliselt saab Pitoti torusid kasutada mis tahes vedeliku voolukiiruse mõõtmiseks, kasutatakse neid tänapäeval kõige sagedamini õhusõidukites, et määrata õhu kiirust lennu ajal. Henri Pitot’le omistatakse Pitoti toru leiutamine 1732. aastal Prantsusmaal Seine’i jõe voolusurvet uurides ning Prantsuse teadlane Henry Darcy muutis selle konstruktsiooni lennukite kasutamiseks 19. sajandi keskel.

Rõhu mõõtmise vormina ei mõõda Pitoti torud keskmist kiirust, vaid selle asemel voolu üht kiiruspunkti. Vedeliku voolukiirust ei saa mõõta ainult Pitot’ toru vooluga õhusõidukitel, kuna kiiruse arvutamiseks on vaja mõõta ka välist staatilise õhurõhku. Seetõttu arvutavad need seadmed välja nn stagnatsioonirõhu või rõhu, mida avaldab õhk, kui see siseneb Pitot’ torusse ja väljub rõhuanduriga ühendatud aukude kaudu teises otsas. Staatiline rõhk arvutatakse staatiliste portide abil, mis on tavaliselt paigaldatud lennuki kere küljele, samas kui Pitoti toru vool põhineb Pitoti torul, mis on sageli paigaldatud lennuki ninast välja ulatuvale poomile.

Pitot’ toru voolu korral arvutatakse stagnatsioonirõhk, lisades standardse atmosfääri staatilise rõhu Pitot’ toru sisemusse avaldatavale dünaamilisele rõhule. Pitoti toru tagaküljel on avade rõngas ja keskne väljalaskeava, mis on mõlemad ühendatud rõhuanduriga. Kui õhk nendest aukudest väljub, kasutab andur rõhkude erinevusi dünaamilise õhurõhu arvutamiseks. Bernoulli võrrand väidab, et staatiline õhurõhk pluss dünaamiline õhurõhk võrdub kogu õhurõhuga, mis antud juhul on Pitoti toru stagnatsioonirõhk.

Kui on teada nii stagnatsioonirõhk kui ka kohalik õhutihedus, saab Bernoulli võrrandite abil arvutada lennuki kiiruse, mida Pitot’ toru vool läbib. Kuigi see on ideaalsetes tingimustes usaldusväärne, põhjustavad madalad õhukiirused Pitot’ toru voolus sageli nii väikseid rõhumuutusi, et rõhuandur ei suuda sageli neid täpselt arvutada, mille tulemuseks on valed kiiruse näidud. Mitu surmaga lõppenud õhuõnnetust, mis on seotud Pitoti toru vigaste voolunäitudega, on toimunud ka siis, kui need olid jäätunud, muutes õhuvoolu, nii et selliste tragöödiate vältimiseks on nüüd Pitoti torudesse integreeritud sisseehitatud jäätõrjesoojendid. Reguleerimist saab teha ka ainulaadsete tingimuste jaoks, nagu madal õhukiirus või ülehelikiirusel lend, nii et Pitot’ torud loovad täpsed näidud.