Het meten van snelheid in de lucht

Het is belangrijk om tijdens het vliegen je snelheid te weten. Niet alleen is dat nuttig voor je navigatie, maar een vliegtuig blijft alleen vliegen als het voldoende snelheid houdt. Tijdens de grondrol in je take-off controleer je dus ook over de snelheidsmeter een indicatie geeft (“Airspeed is alive”). Maar hoe wordt die snelheid eigenlijk gemeten?

In de lucht kun je de snelheid niet direct meten. Die moet je berekenen met een formule: je neemt twee maal de dynamische luchtdruk, deelt dat door de luchtdichtheid en van die uitkomst neem je de wortel. De luchtdichtheid verschilt per hoogte, dus worden snelheidmeters gecalibreerd op zeeniveau.

De dynamische luchtdruk kun je niet meten, maar je kunt hem wel afleiden: je meet de totale luchtdruk en je meet de statische luchtdruk. De statische luchtdruk is de omgevingsdruk, onafhankelijk van de snelheid. Aan de zijkant van het vliegtuig vind je de statische poort, die deze druk meet.

Loodrecht op de vliegrichting van het vliegtuig is een pitot buis gemonteerd. Deze zie je op de foto rechtsboven, evenwijdig met de vleugel. In deze buis wordt de totale druk gemeten. De dynamische druk kan nu berekend worden door de statische druk (gemeten via de static port) af te trekken van de totale druk (gemeten in de pitot buis).

De snelheidsmeter geeft nu de snelheid aan die het vliegtuig vliegt. Of toch niet? Wat je ziet is de “Indicated Airspeed (IAS)”. Hoe hoger je vliegt, des te lager de luchtdichtheid. Je snelheidsmeter is echter gecalibreerd op de luchtdruk op zeeniveau. Als je hoger vliegt dan zeeniveau, zal je “True Airspeed (TAS)” dus hoger zijn dan wat de snelheidsmeter aangeeft. Temperatuur is ook nog van invloed op je TAS. Voor de vliegeigenschappen (stallspeed etc) maakt dit niet uit, maar het is wel van belang bij navigaties.

Omdat snelheid zeer belangrijk is tijdens het vliegen moet je altijd zorgen dat de static port en pitot buis vrij zijn van vervuiling. De pitot buis kun je verwarmen zodat hij niet kan dichtvriezen in vochtig en koud weer. Het dichtzitten van pitot buis of static buis zorgt voor een verkeerde aflezing van je snelheid. Met de formules hierboven kun je zelf beredeneren wat de snelheidsindicatie in welk geval doet. Het is een goede oefening om dit eens te doen!

Een voorbeeld: Je vliegt met 100 knopen IAS op 200 voet en de pitot buis vriest dicht. Wat gebeurt er met je snelheidsindicatie? En wat gebeurt er als je stijgt naar 3000 voet? En wat als je versnelt op 2000 voet?
Doordat de pitot buis dichtvriest, blijft de gemeten totale druk gelijk. De snelheidsindicatie (afhankelijk van de dynamische druk = totale druk – statische druk) blijft dus in eerste instantie gelijk.

Zodra je gaat stijgen, neemt de statische druk af. De totale druk is nog steeds gelijk. De berekende dynamische druk neemt dus toe: de snelheidsmeter zal dus een hogere snelheid aangeven dan dat je daadwerkelijk vliegt. Zeer gevaarlijk als je langzaam vliegt: je kan dichter bij stallspeed zitten dan dat je denkt.

Terug op 2000 voet, 100 knopen: je versnelt. Maar de pitot buis is dichtgevroren, dus de gemeten totale druk verandert niet. De statische druk blijft op 2000 voet gelijk, dus de IAS blijft 100 knopen. Eenzelfde oefening kun je doen voor dalen en vertragen, en ook voor het verstoppen van de statische druk.