Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung eines Druckes, insbesondere ein Pitotrohr, aufweisend ein Rohr mit einer ersten Öffnung und eine erste

Druckmesseinrichtung zur Bestimmung eines auf die erste Öffnung wirkenden Druckes.

Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung einer solchen Vorrichtung.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung eines Druckes mit einer Vorrichtung, welche ein Rohr mit einer ersten Öffnung und eine erste

Druckmesseinrichtung aufweist.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zur Druckmessung bekannt geworden. Dabei dienen Vorrichtungen mit einem in Richtung einer Strömung orientierten Rohr mit einer Öffnung, sogenannte Pitotrohre, üblicherweise dazu, einen Staudruck bzw. Gesamtdruck in der Strömung zu messen. Eine gleichzeitige Messung des

Gesamtdruckes und eines statischen Druckes ermöglicht eine Bestimmung einer

Geschwindigkeit der Strömung, weswegen Pitotrohre bei Flugzeugen zur

Geschwindigkeitsmessung eingesetzt werden. Dabei ist das Pitotrohr derart an einer Außenseite des Flugzeuges angeordnet, dass die Strömung während eines Fluges im Wesentlichen frontal auf die Öffnung des Rohres trifft, um den Staudruck zu messen. Zur Messung des statischen Druckes kann neben einer ersten Öffnung eine weitere mit einem Drucksensor verbundene zweite Öffnung vorgesehen sein, welche häufig senkrecht zur ersten Öffnung ausgerichtet ist, sodass die Strömung etwa parallel zu einer Ebene der zweiten Öffnung ist. Eine solche zweite Öffnung wird auch Statik-Port genannt.

Es hat sich gezeigt, dass bei derartigen Vorrichtungen insbesondere die frontal zur Strömung ausgerichtete Öffnung häufig durch Partikel, gefrierenden Regen, unterkühltes Wasser, Verschmutzungen und dergleichen verstopft wird, wodurch eine Messung des Staudruckes und der Geschwindigkeit des Flugzeuges nicht mehr möglich sind.

Um ein Zufrieren des Pitotrohres bei hohen Fluggeschwindigkeiten und niedrigen

Temperarturen in großen Flughöhen zu verhindern, werden Pitotrohre des Standes der Technik häufig mit Heizungen ausgestattet. Ferner ist aus dem Dokument WO 2013/0282200 A1 eine Vorrichtung zur Anordnung in der Öffnung bekannt geworden, um ein Eindringen von Verunreinigungen in ein Pitotrohr zu verhindern. Aus dem

Dokument DE 10 2012 209 352 A1 ist eine Vorrichtung zur Reinigung und Entfernung von das Pitotrohr blockierenden Partikeln bekannt geworden. Hierzu wird bei einer Blockade ein Kolben oder dergleichen durch die endseitige Öffnung des Pitotrohres bewegt, wobei jedoch eine Reinigung des Pitotrohres eine Unterbrechung der Geschwindigkeitsmessung erfordert.

Nachteilig bei den Vorrichtungen des Standes der Technik ist, dass ein Blockieren des Rohres nicht zuverlässig verhindert werden kann, wodurch es immer wieder zu Ausfällen der Geschwindigkeitsmessung bei Flugzeugen kommt. Dies ist besonders ungünstig, da Piloten bei schlechten Sichtverhältnissen gänzlich auf zuverlässige Daten von

Messinstrumenten des Flugzeuges angewiesen sind und viele Entscheidungen in

Extremsituationen auf Basis einer gemessenen Geschwindigkeit getroffen werden. So kann ein Ausfall der Geschwindigkeitsmessung auch nur für wenige Minuten selbst bei großer Flughöhe aufgrund der hohen Geschwindigkeit einen Flugzeugabsturz auslösen. Aufgrund von Auswertungen von Flugdatenschreibern werden mehrere Flugzeugabstürze der jüngsten Vergangenheit auf eine durch ein blockiertes Pitotrohr verfälschte

Geschwindigkeitsmessung zurückgeführt. Ein auch nur temporärer Ausfall der

Geschwindigkeitsmessung, beispielsweise zur Reinigung des Pitotrohres, ist daher jedenfalls zu vermeiden.

Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher eine zuverlässige und unterbrechungsfreie Messung eines Druckes möglich ist, indem ein Blockieren des Rohres verhindert wird.

Ferner soll ein Verfahren der eingangs genannten Art zur kontinuierlichen Druckmessung angegeben werden. Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Pumpe, vorgesehen ist, um in einem im Rohr befindlichen Medium einen zur ersten Öffnung hin abnehmenden Druck zu erzeugen, wobei die Vorrichtung derart ausgelegt ist, dass wenn das Rohr mit einem Medium gefüllt ist, auf welches ein zur ersten Öffnung hin abnehmender Druck wirkt, mit der ersten Druckmesseinrichtung ein auf die erste Öffnung wirkender Druck mittelbar über das Medium messbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Druckmessung, wobei ein Verstopfen des üblicherweise zylindrischen und starren Rohres auf einfache Weise dadurch verhindert wird, dass durch die erste Öffnung kontinuierlich ein Medium transportiert wird, da im Unterschied zu Pitotrohren des Standes der Technik mittels der Fördereinrichtung im Pitotrohr ein Druck bereitgestellt werden kann, welcher höher als der auf die erste Öffnung wirkende Staudruck ist.

Ein sich dadurch ergebender Druckunterschied zwischen Druck im Rohr, welcher mit der üblicherweise als Drucktransmitter ausgebildeten ersten Druckmesseinrichtung gemessen wird, und auf die erste Öffnung wirkendem Umgebungsdruck bzw. Staudruck führt somit zu einem Transport des Mediums aus dem Rohr durch die erste Öffnung. Dadurch werden auf die erste Öffnung auftreffende und diese blockierende Partikel, Eiskörner und dergleichen vom Medium sofort entfernt. Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass dabei ein auf die erste Öffnung wirkender Staudruck über das Medium auch im Inneren des Rohres gemessen werden kann, weil das Medium den an der ersten Öffnung anliegenden Staudruck an die erste Druckmesseinrichtung überträgt, sodass im

Unterschied zu Vorrichtungen des Standes der Technik gleichzeitig eine Druckmessung und eine Reinigung der ersten Öffnung möglich sind. Dadurch ist eine

unterbrechungsfreie Messung möglich. Als erste Öffnung wird eine Grenzfläche bzw. durchlässige Verbindungsfläche zwischen einem Inneren des Rohres und einer

Umgebung verstanden, auf weiche im Wesentlichen der Staudruck wirkt. Ein mit der Fördereinrichtung auf das Medium aufgebrachter statischer Druck ist somit an der ersten Öffnung weitgehend, normalerweise vollständig, abgebaut. Das Medium weist bei einem Austritt aus der Öffnung gegenüber einer Umgebung in der Regel nur einen sich aus einer Austrittsgeschwindigkeit ergebenden dynamischen Druck auf, welcher auch als

Beschleunigungshöhe bezeichnet wird. Üblicherweise ist die Öffnung als Bohrung ausgebildet.

Dabei versteht es sich, dass der im Rohr über das Medium mittelbar gemessene Druck höher ist als der an der ersten Öffnung anliegende Druck. Eine Umrechnung von gemessenem Druck des Mediums im Rohr auf den an der ersten Öffnung anliegenden Druck bzw. Staudruck ist jedoch auf einfache Weise möglich. Beispielsweise kann ein Druckverlust zwischen Messposition im Rohr und erster Öffnung rechnerisch oder empirisch, beispielsweise durch Versuche zur Druckverlustermittlung, für bestimmte Strömungsverhältnisse bestimmt werden, sodass gegebenenfalls abhängig von verschiedenen Faktoren wie Viskosität, Temperatur und Geschwindigkeit eine eindeutige Zuordenbarkeit von gemessenem Druck des Mediums im Rohr zu einem Staudruck an der ersten Öffnung vorliegt. Es versteht sich, dass auch eine Geschwindigkeit, mit welcher das Medium an der ersten Öffnung aus dem Rohr strömt, bei Umrechnung von

gemessenem Druck auf Staudruck zu berücksichtigen ist, wenngleich ein Einfluss derselben auf den Druckverlust üblicherweise von untergeordneter Bedeutung ist. So wirkt neben einem Rohrleitungsdruckverlust, einem geodätischen Höhenunterschied zwischen erster Öffnung und erster Druckmesseinrichtung, aus Trägheitskräften resultierendem zusätzlichen Druck und dem Staudruck auch die Beschleunigungshöhe bezogen auf die Austrittsgeschwindigkeit über das Medium auf den von der ersten Druckmesseinrichtung gemessenen Druck.

Als Fördereinrichtung kann grundsätzlich jede Einrichtung eingesetzt werden, mit welcher ein zur ersten Öffnung hin abnehmender Druck auf ein im Rohr befindliches Medium aufbringbar ist bzw. mit welchem eine definierte Fördermenge eines Mediums durch die erste Öffnung aus dem Rohr erreichbar ist. Beispielsweise kann die Fördereinrichtung durch ein unter einem Überdruck stehendes Reservoir gebildet werden, welches über ein insbesondere druckreduzierendes Ventil mit dem Rohr verbunden ist. Die

Fördereinrichtung wirkt somit auf das Rohr und ist derart mit dem Rohr verbunden, dass ein Medium durch die Fördereinrichtung in das Rohr transportiert und durch die erste Öffnung aus dem Rohr bewegt werden kann. Üblicherweise ist mit der Fördereinrichtung dem Rohr ein Medium an einem der ersten Öffnung gegenüberliegendem Ende zuführbar.

In der Regel nimmt ein statischer Druck im Medium von der Fördereinrichtung zur ersten Öffnung hin ab, wodurch eine Bewegung im Medium erreicht wird. Hierzu sind die

Fördereinrichtung und die Vorrichtung in der Regel derart aufeinander abgestimmt, dass mit der Fördereinrichtung über einen definierten Druckbereich dem Rohr zumindest jene Menge des Mediums zugeführt werden kann, welche das Rohr durch die erste Öffnung aufgrund des Druckunterschiedes verlässt. Es versteht sich, dass beispielsweise bei einer kleineren ersten Öffnung eine geringere Förderleistung der Fördereinrichtung erforderlich ist, um eine Füllung des Rohres bzw. einen gewünschten Druckunterschied zwischen einem Inneren des Rohres und einem Äußeren des Rohres bzw. einem Staudruck der Umgebung aufrechtzuerhalten. Eine besonders genaue Bestimmung des Druckes ist bei gleichzeitig robuster Ausführung möglich, wenn die Fördereinrichtung als Pumpe, insbesondere als Zahnradpumpe, ausgebildet ist. Zahnradpumpen haben sich bewährt, um eine besonders genau definierte Fördermenge zu erreichen und einen ausreichend großen Druckunterschied bereitstellen zu können. Durch eine konstante Fördermenge ergibt sich ein besonders genau definierter Druckunterschied bzw. Druckverlust zwischen Druck am Drucktransmitter und an der ersten Öffnung anliegendem Staudruck, sodass eine besonders genaue mittelbare Druckmessung über das Medium möglich ist. Dabei wird der Staudruck an der ersten Öffnung durch Subtraktion des definierten Druckunterschiedes von dem mit der ersten Druckmesseinrichtung gemessenen Druck bestimmt.

Die erste Druckmesseinrichtung kann beispielsweise ein Drucksensor sein, insbesondere ein piezoelektrischer Sensor, welcher in das Rohr oder in ein mit dem Innenraum des Rohres verbundenes Volumen ragt, welches mit dem Medium gefüllt ist, wenn durch die Fördereinrichtung ein zusätzlicher Druck auf das im Rohr befindliche Medium aufgebracht wird.

In einer besonders einfachen Ausführung kann die erste Druckmesseinrichtung auch einen eine Leistung der Fördereinrichtung aufnehmenden Sensor umfassen oder durch diesen gebildet werden, da eine Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung bei gleichbleibender Fördermenge, also einem gleichbleibenden durch die erste Öffnung aus dem Rohr geförderten Massenstrom bzw. Volumenstrom, abhängig von einer

Druckdifferenz ist, welche bei Förderung des Mediums zu überwinden ist. Eine gleichbleibende bzw. konstante Fördermenge kann beispielsweise mit einer bei konstanter Drehzahl betriebenen Zahnradpumpe und einem flüssigen Medium erreicht werden.

Alternativ oder ergänzend kann zur Druckbestimmung auch bei bekannter bzw.

gleichbleibender Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung eine Fördermenge gemessen werden, da diese bei konstanter Leistungsaufnahme mit zunehmender durch die Fördereinrichtung zu überbrückender Druckdifferenz abnimmt. Die erste Druckmesseinrichtung kann daher auch einen Durchflussmengenmesser aufweisen oder aus einem solchen bestehen. Günstig ist es, wenn ein Druck von einem Bereich, aus welchem die Fördereinrichtung das Medium entnimmt, beispielsweise einer Umgebung oder einem Reservoir, bekannt ist, da dann über Leistungsdaten der Fördereinrichtung auf einen an der ersten Öffnung anliegenden Druck geschlossen werden kann.

Das Medium kann grundsätzlich jedes Medium sein, welches durch das Rohr gefördert werden kann und ein Entfernen von die erste Öffnung blockierenden Partikeln und dergleichen ermöglicht. Üblicherweise wird ein flüssiges oder gasförmiges Medium eingesetzt, da ein solches Medium mit geringem Widerstand gefördert werden kann. Insbesondere wenn als Medium Luft eingesetzt wird, kann ein zusätzliches Reservoir für das Medium entfallen und Umgebungsluft gefördert werden. Besonders dann, wenn das Medium ein Gas ist, vorzugsweise Luft, ist es günstig, wenn eine Einrichtung zum Erwärmen des Mediums, insbesondere eine Heizeinrichtung, vorgesehen ist. Üblicherweise wird das Medium während eines Transportes durch die Vorrichtung abgekühlt, wenn die Vorrichtung an einem Flugzeug betrieben wird, welches eine entsprechend hohe Flughöhe erreicht. Die Abkühlung kann zu einem Kondensieren eines Bestandteiles des Gases, insbesondere von Wasser, in der Vorrichtung und gegebenenfalls zu einer Blockade der Vorrichtung durch ein Kondensat führen. Um dies auf einfache Weise zu verhindern, ist mit Vorteil eine Einrichtung zum Erwärmen des Mediums vorgesehen, sodass eine Abkühlung des Mediums bei einem Transport durch die Vorrichtung nicht zu einem Unterschreiten eines Taupunktes führt, an welchem Bestandteile des Mediums kondensieren.

Es versteht sich, dass eine Leistung der Heizeinrichtung, welche in der Regel als ungeregelte Wderstandsheizung ausgebildet ist, je nach zu erwartenden Bedingungen in Bezug auf Temperatur und Feuchtigkeit des eingesetzten Gases gewählt wird.

Üblicherweise wird eine Heizeinrichtung eingesetzt, welche eine Leistung von 10 Watt bis 200 Watt, insbesondere etwa 100 Watt, aufweist, um auch die Vorrichtung selbst zu erwärmen. Dadurch kann auch gewährleistet werden, dass an einer Außenseite der Vorrichtung gefrierendes Wasser auf einfache Weise geschmolzen und somit von der Vorrichtung gelöst wird. Für ein Erwärmen des gasförmigen Mediums ist bereits eine wesentlich geringere Leistung ausreichend, beispielsweise eine Leistung von 0,01 Watt.

Bei Einsatz eines gasförmigen Mediums kann eine besonders genaue Messung dann erfolgen, wenn eine Temperatur des gasförmigen Mediums mit hoher Genauigkeit bekannt ist, da sich die Temperatur gemäß der allgemeinen Gasgleichung unmittelbar auf Druck und Volumen auswirkt. Mit Vorteil werden daher von der Druckmesseinrichtung ermittelte Daten in Verbindung mit Daten betreffend die Temperatur des Mediums ausgewertet, um auf den Druck an der ersten Öffnung zu schließen. Daten betreffend eine Temperatur des Mediums können bei gleichzeitiger Erwärmung des Mediums, vorzugsweise auf eine konstante Temperatur, dann besonders einfach und mit hoher Genauigkeit bereitgestellt werden, wenn die Aufheizung der Luft mittels einer

normalerweise elektrisch betriebenen Mini-Aufheizstation in einem Inneren eines

Flugzeuges erfolgt, an welchem die Vorrichtung angeordnet ist. Üblicherweise wird die Luft dabei auf eine Temperatur von etwa 50 °C bis 1000 °C, insbesondere etwa 100 °C, aufgeheizt, um bei einem Transport der Luft durch die Vorrichtung ein Unterschreiten des Taupunktes und ein Kondensieren von Wasser in der Vorrichtung zu vermeiden. Eine Leistung der Mini-Aufheizstation für die Luft im Flugzeug ist dabei derart bemessen, dass ein Taupunkt der Luft bis zu einem Austritt derselben aus der Vorrichtung bei erwarteten Außentemperaturen von beispielsweise minus 70 °C nicht unterschritten wird.

Alternativ oder ergänzend zu einer elektrischen Aufheizung der Luft kann auch ein wärmeres, in einer Umgebung der Vorrichtung vorhandenes Fluid zur Aufheizung genutzt werden. Beispielsweise kann bei Einsatz der Vorrichtung an einem Flugzeug eine Zapfluft eines Triebwerkes zur Aufheizung eines durch die Vorrichtung zu transportierenden Mediums eingesetzt werden. Dabei kann die Zapfluft auch mit dem in der Vorrichtung eingesetzten Medium, beispielsweise Umgebungsluft, Kabinenluft oder Abluft, vermengt werden. Alternativ kann auch ausschließlich Zapfluft oder erwärmte Luft aus einem Innenraum des Flugzeuges als Medium eingesetzt werden. Da Zapfluft je nach

Triebwerkstyp eine Temperatur von mehr als 900 °C aufweisen kann, kann dadurch eine hohe Temperatur des Mediums auf einfache Weise erreicht werden, wodurch

insbesondere eine Enteisung der Vorrichtung bzw. Freihaltung der Vorrichtung von Eis auf einfache Weise sichergestellt werden. Eine besonders einfache und kompakte Ausbildung der Vorrichtung ergibt sich, wenn die Heizeinrichtung als Heizpatrone ausgebildet ist, welche in die Vorrichtung eingeschrumpft ist, sodass die Luft bei einem Transport durch die Vorrichtung erwärmt werden kann. Dies führt auch zu einem günstigen Wärmeübergang zwischen der Heizeinrichtung und der Vorrichtung. Alternativ kann die Heizeinrichtung beispielsweise auch als konische, einschraubbare Heizpatrone oder als Hohlpatrone ausgebildet sein. Um ein geringes Gewicht der Vorrichtung zu erreichen, wird üblicherweise eine Heizpatrone eingesetzt, welche nur ein- und ausgeschalten werden kann. Alternativ kann eine Ansteuerung der Heizpatrone auch mit Phasenanschnittsteuerung erfolgen, um ein geringes Gewicht bei änderbarer Leistung der Heizpatrone zu erreichen, sodass diese für eine definierte

Temperaturerhöhung der Vorrichtung bzw. des Mediums geregelt betrieben werden kann.

Mit Vorteil werden drei Heizpatronen eingesetzt, wobei eine Heizpatrone in einem Bereich einer Rohrspitze, eine Heizpatrone in einem Bereich eines Grundkörpers der Vorrichtung und eine Heizeinrichtung in einem Inneren eines Flugzeuges zur Aufheizung des

Mediums angeordnet ist.

Eine genaue Druckmessung wird auf einfache Weise möglich, wenn ein Bereich des Rohres zwischen der ersten Druckmesseinrichtung und der Fördereinrichtung vollständig mit einem Medium gefüllt ist. Dadurch kann ein Druck von der Fördereinrichtung bis zur ersten Druckmesseinrichtung über das Medium übertragen werden. Weil auf das Medium zusätzlich ein durch die erste Öffnung in ein Inneres des Rohres wirkender Druck wirkt, kann so mit der ersten Druckmesseinrichtung der auf die erste Öffnung wirkende Druck mittelbar gemessen werden. In der Regel ist das Rohr gänzlich mit einem durch die Fördereinrichtung geförderten Medium gefüllt, sodass das Medium kontinuierlich an der ersten Öffnung aus dem Rohr austritt.

Um ein Messergebnis mit hoher Genauigkeit zu erreichen, ist normalerweise vorgesehen, dass mit der ersten Druckmesseinrichtung ein Druck im Medium in einem Bereich zwischen der Fördereinrichtung und der ersten Öffnung messbar ist. Bevorzugt ist die erste Druckmesseinrichtung hierzu entlang einer Strömungsrichtung des Mediums zwischen der Fördereinrichtung und der ersten Öffnung angeordnet, sodass das

Messergebnis nicht durch lokale und gegebenenfalls diskontinuierliche Strömungen verfälscht wird. Ein Messen eines Druckes ist mit der Vorrichtung grundsätzlich auch dann möglich, wenn ein kompressibles Medium wie ein Gas, beispielsweise Luft, eingesetzt wird. Zur

Erreichung einer hohen Messgenauigkeit hat es sich als günstig erwiesen, dass das Medium eine Flüssigkeit ist, insbesondere eine Frostschutzflüssigkeit. Ein Einfrieren der ersten Öffnung kann somit auch bei sehr niedrigen Temperaturen und hohen

Fluggeschwindigkeiten auf besonders einfache Weise vermieden werden. Eine konkrete Wahl einer Frostschutzflüssigkeit ergibt sich je nach einer erwarteten Einsatztemperatur. Bei Einsatz der Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung an einem Flugzeug mit einer Einsatzflughöhe von mehr als 10000 m hat sich eine Frostschutzflüssigkeit mit einem Gefrierpunkt von weniger als minus 60 °C bewährt, insbesondere Isopropanol.

Üblicherweise weist die Vorrichtung eine Datenerfassungseinrichtung zur kontinuierlichen Erfassung von mit der ersten Druckmesseinrichtung gemessenen Daten auf. Dadurch kann eine Blockade der ersten Öffnung auf einfache Weise durch einen über einem Grenzwert liegenden Druckanstieg in der Leitung ermittelt werden. Insbesondere wenn eine Flüssigkeit als Medium eingesetzt wird, kann eine Blockade der ersten Öffnung auf besonders rasche Weise, üblicherweise innerhalb weniger Millisekunden, meist innerhalb einiger Mikrosekunden, durch einen Druckanstieg innerhalb kurzer Zeit im Rohr ermittelt werden. Eine somit detektierte Blockade der ersten Öffnung kann beispielsweise genutzt werden, um auf einen Ausfall einer Geschwindigkeitsmessung hinzuweisen, für welche der Staudruck gemessen wird. Dadurch wird bei Einsatz in einem Flugzeug ein Risiko reduziert, dass auf falschen Messwerten basierende Entscheidungen getroffen werden. Zur Bestimmung des Grenzwertes, ab welchem eine Druckänderung als Blockade der ersten Öffnung interpretiert wird, kann eine Druckänderung bei maximal erwarteten Geschwindigkeitsunterschieden in einer Strömung berechnet oder gemessen werden. Bei Einsatz der Vorrichtung auf einem Flugzeug mit einer Flüssigkeit als Medium hat sich eine Druckänderung von mehr als 0,38 bar/s, welche auch als Drucksteigerungsgradient bezeichnet werden kann, als Indiz für eine plötzliche Blockade des Rohres herausgestellt. Dies entspricht einer Geschwindigkeitsänderung von 200 km/h innerhalb von 0, 131 Sekunden, welcher beispielsweise bei einem Flug von einer Luftschicht mit 100 km/h Rückenwind in eine andere Luftschicht mit 100 km/h Gegenwind möglich ist.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass die Fördereinrichtung einerseits mit dem Rohr und andererseits mit einem Reservoir verbunden ist. Das Reservoir kann so beispielsweise vor einem Flug mit einem Medium wie einer Frostschutzflüssigkeit gefüllt werden, welches während eines Einsatzes, beispielsweise während eines Fluges bei Verwendung der Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung an einem Flugzeug, mittels der

Fördereinrichtung für eine Staudruckmessung durch das Rohr und die erste Öffnung gefördert wird. Üblicherweise weist das Reservoir ein Entlüftungsventil auf. Das

Entlüftungsventil kann so ausgelegt sein, dass im Reservoir ein statischer Druck einer die Vorrichtung umströmenden Strömung anliegt. Eine Leistung der Fördereinrichtung steigt dann mit zunehmender Geschwindigkeit bzw. zunehmendem Staudruck, gegen welchen die Fördereinrichtung das Medium durch das Rohr und die erste Öffnung fördert. Es kann auch vorgesehen sein, dass über das Entlüftungsventil im Reservoir ein konstanter oder definierter Druck bereitgestellt wird.

Mit Vorteil erfolgt bei einer Messung eine kontinuierliche Förderung des Mediums durch das Rohr und die erste Öffnung einer Strömungsrichtung eines das Rohr umströmenden Mediums entgegengesetzt, dessen Geschwindigkeit gemessen wird. Wird die Vorrichtung beispielsweise mit einem Flugzeug bewegt, erfolgt eine Förderung in jener Richtung, in welche die Vorrichtung bewegt wird, jedoch mit einer gegenüber der Vorrichtung erhöhten Geschwindigkeit, bei Einsatz auf einem Flugzeug also in Flugrichtung. Um dabei einen Verbrauch des Mediums zu minimieren, ist in der Regel vorgesehen, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass bei einer Druckmessung nur eine geringe Menge des

Mediums gefördert wird. Dies kann einerseits dadurch erreicht werden, dass ein Druck des Mediums im Rohr nur geringfügig über einem auf die erste Öffnung wirkenden Staudruck liegt, da eine Geschwindigkeit, mit welcher das Medium durch die erste Öffnung aus dem Rohr strömt, insbesondere durch einen Druckunterschied zwischen Druck an der Fördereinrichtung und an der ersten Öffnung anliegendem Druck sowie einen Druckverlust im Rohr bestimmt wird. Andererseits kann ein geringer Verbrauch des Mediums auch dadurch erreicht werden, dass das Rohr einen sich zur ersten Öffnung hin verringernden Innendurchmesser aufweist. Üblicherweise beträgt ein Innendurchmesser des Rohres im Rohr für eine einfache Herstellung etwa 3 mm und reduziert sich im Bereich der Rohrspitze auf etwa 0, 1 mm. Verfahren zur Herstellung entsprechend kleiner Bohrungen sind bekannt.

Für einen besonders geringen Verbrauch des Mediums hat es sich als günstig erwiesen, wenn ein minimaler Durchmesser des Rohres weniger als 20 mm, mit Vorteil weniger als 5 mm, bevorzugt weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,5 mm, insbesondere 0,01 mm bis 0,2 mm, beträgt. Weiter ist dadurch auch ein Einsatz einer Fördereinrichtung mit geringer Leistung möglich, um einen kontinuierlichen Überdruck im Rohr

aufrechtzuerhalten. Üblicherweise weist das Rohr den minimalen Durchmesser im

Bereich der ersten Öffnung auf. Bevorzugt ist die erste Öffnung mit dem minimalen Durchmesser ausgebildet. Dadurch wird ein niedriger Energieverbrauch der Vorrichtung erreicht. Neben einem geringem Verbrauch des Mediums wird mit einer derartigen Ausbildung auch auf einfache Weise verhindert, dass große Fremdkörper in ein Inneres des Rohres eindringen können.

Zur genauen Geschwindigkeitsmessung ist es günstig, wenn das Rohr einen sich zur ersten Öffnung hin verjüngenden Außendurchmesser aufweist. Üblicherweise ist eine Rohrspitze des Rohres etwa konisch ausgebildet. Dadurch werden Beeinflussungen einer Strömung im Bereich der ersten Öffnung weitgehend vermieden, wodurch eine günstige Anströmwinkelunabhängigkeit erreicht wird. Bevorzugt weist das Rohr einen zylindrischen Querschnitt auf. Es versteht sich jedoch, dass das Rohr grundsätzlich auch mit einem beispielsweise rechteckförmigen oder ellipsenförmigen Querschnitt ausgebildet sein kann.

Die Vorrichtung kann auch zur Bestimmung eines Geschwindigkeitsprofiles in einer Strömung eingesetzt werden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass mehrere

erfindungsgemäße Vorrichtungen derart in der Strömung verteilt angeordnet werden, dass ein Geschwindigkeitsprofil der Strömung, also eine räumliche Geschwindigkeitsverteilung, mittels der Vorrichtungen gemessen werden kann. Um mit der Vorrichtung nicht nur einen Staudruck, sondern zur Geschwindigkeitsmessung auch einen statischen Druck messen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Statikleitung mit einer zweiten Öffnung und eine zweite Druckmesseinrichtung zur Bestimmung eines auf die zweite Öffnung wirkenden Druckes aufweist, wobei die zweite Öffnung in einer von der ersten Öffnung verschiedenen Ebene liegt, insbesondere in einer zu einer Ebene der ersten Öffnung etwa senkrechten Ebene. Beide Öffnungen ragen in der Regel in ein Medium, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll. Somit wirkt eine Strömung, in welcher die Vorrichtung positioniert ist, nur auf eine Öffnung bzw. trifft frontal nur auf die erste Öffnung, während mit der zweiten Öffnung über die Statikleitung ein statischer Druck gemessen werden kann. Es versteht sich, dass zur Messung des zweiten Druckes auch nur eine zweite Druckmesseinrichtung vorgesehen sein kann, mit welcher ein statischer Druck in einer die Vorrichtung umströmenden Strömung gemessen werden kann, beispielsweise ein auf eine parallel zur Strömung ausgerichtete Fläche wirkender Drucksensor, vorzugsweise eine piezoelektrischer Sensor.

Um ein Einfrieren bzw. Verstopfen der Statikleitung zu verhindern, ist mit Vorteil eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Pumpe vorgesehen, um in einem in der

Statikleitung befindlichen Medium einen zur zweiten Öffnung hin abnehmenden Druck zu erzeugen, wobei die Vorrichtung derart ausgelegt ist, dass wenn die Statikleitung mit einem Medium gefüllt ist, auf welches ein zur zweiten Öffnung hin abnehmender Druck wirkt, mit der zweiten Druckmesseinrichtung ein auf die zweite Öffnung wirkender Druck mittelbar über das Medium messbar ist. Analog zur mittelbaren Bestimmung des auf die erste Öffnung wirkenden Druckes ist auch hierbei der im Medium gemessene Druck in der Statikleitung auf einen auf die zweite Öffnung wirkenden statischen Druck umzurechnen. Eine Zuordnung von gemessenem Druck in der Statikleitung und an der zweiten Öffnung anliegendem Druck kann wieder empirisch oder rechnerisch erfolgen. Es können für das Rohr und die Statikleitung getrennte Fördereinrichtungen und Druckmesseinrichtungen vorgesehen sein. Jedoch ist es auch möglich, dass mit einer einzigen Fördereinrichtung ein Druck auf ein Medium im Rohr und ein Druck auf ein Medium in der Statikleitung aufgebracht wird. Auch kann eine einzige Druckmesseinrichtung zur Messung des Druckes in der Statikleitung und im Rohr vorgesehen sein. Die erste

Druckmesseinrichtung entspricht in dem Fall der zweiten Druckmesseinrichtung.

Um mit dem Rohr und der Statikleitung eine Geschwindigkeit einer die Vorrichtung umströmenden Strömung zu messen, ist normalerweise vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Messung eines Differenzdruckes zwischen erstem Druck und zweitem Druck ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise durch eine Membran erfolgen, auf weiche einerseits ein auf das Rohr wirkender Druck und andererseits ein auf die Statikleitung wirkender Druck wirkt, wenn eine durch eine Druckdifferenz hervorgerufene Durchbiegung der Membran gemessen wird. Die Durchbiegung ist dann proportional zu einem

Differenzdruck zwischen Staudruck und statischem Druck bzw. einer Geschwindigkeit.

Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine zweite Druckmesseinrichtung zur Messung eines Druckes in der Statikleitung vorgesehen ist. Zur Bestimmung einer Geschwindigkeit ist bei dieser Ausführung rechnerisch eine Differenz zwischen an der ersten Öffnung bestimmtem Druck und an der zweiten Öffnung bestimmtem Druck zu bilden. Bei dieser Ausführung liegen zusätzlich zur Druckdifferenz statischer Druck und Staudruck in absoluten Werten vor.

Eine konstruktiv einfache Ausführung ergibt sich, wenn eine Sammelleitung vorgesehen ist, auf weiche die Fördereinrichtung wirkt, wobei die Sammelleitung mit dem Rohr und/oder mit der Statikleitung über schaltbare Ventile verbunden ist. Dadurch kann auf einfache Weise eine zusätzliche Fördereinrichtung für die Statikleitung entfallen.

Staudruck und statischer Druck können dann mittels der Ventile gleichzeitig oder abwechselnd gemessen werden.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass ein auf das Rohr wirkender, vorzugsweise zuschaltbarer Druckspeicher vorgesehen ist. Durch den Druckspeicher können bei einem Eindringen von Eiskörnern oder dergleichen auftretende Druckspitzen gepuffert bzw. abfangen werden, sodass Beschädigungen aufgrund eines unzulässig hohen Druckes an der Vorrichtung vermieden werden.

Die Vorteile der Vorrichtung können besonders gut umgesetzt werden, wenn die

Vorrichtung zur Bestimmung einer Geschwindigkeit verwendet wird. Aufgrund des robusten mit der Vorrichtung umsetzbaren Verfahrens ist dabei eine Verwendung sowohl an stehenden als auch an sich in einer Strömung bewegenden Gegenständen wie Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugen möglich. Besonders bevorzugt wird die Vorrichtung zur Messung eines Staudruckes bei einer Geschwindigkeitsmessung verwendet, wobei auch eine Messung eines statischen Druckes erfolgt, um aus einer Differenz zwischen statischem Druck und Staudruck die Geschwindigkeit zu bestimmen.

Grundsätzlich kann die Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung in einer beliebigen Strömung eingesetzt werden. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn bei einem Flugzeug mit einer Geschwindigkeitsmesseinrichtung zur Bestimmung einer

Geschwindigkeit unter Messung eines Staudruckes die Geschwindigkeitsmesseinrichtung eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist. Üblicherweise wird das außenseitig am Flugzeug angeordnete Pitotrohr erfindungsgemäß ausgebildet, sodass eine

Geschwindigkeit des Flugzeuges unter Transport eines Mediums durch die erste Öffnung möglich ist. Dadurch kann ein Blockieren eines üblicherweise auf Flugzeugen zur Geschwindigkeitsmessung eingesetzten Pitotrohres auf einfache Weise verhindert und dennoch eine zuverlässige Geschwindigkeitsmessung gewährleistet werden.

Insbesondere um ein Zufrieren der ersten Öffnung zu vermeiden, hat es sich bei Einsatz der Vorrichtung auf einem Flugzeug bewährt, dass eine Frostschutzflüssigkeit als Medium eingesetzt wird.

Zur Messung einer Fluggeschwindigkeit eines Flugzeuges ist es von Vorteil, dass das Rohr in Flugrichtung orientiert bzw. ausgerichtet und durch eine Konsole mit dem

Flugzeugrumpf verbunden ist. Dabei ist in der Regel vorgesehen, dass die Konsole etwa senkrecht zum in Flugrichtung orientierten Rohr ausgerichtet und an einem hinteren Ende des Rohres mit dem Rohr und dem Flugzeugrumpf verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine etwa L-förmige Ausbildung eines außerhalb des Flugzeugrumpfes liegenden Teiles der Vorrichtung.

Es hat sich gezeigt, dass sich an der Konsole bei entsprechenden Wetterbedingungen Eiskristalle anlagern, wodurch sich auch dicke Eisanlagerungen bilden können. Um zu verhindern, dass solche Eisanlagerungen bis in einem Bereich einer Spitze des Rohres ragen und somit die erste Öffnung verstopfen, ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Abstand von der Konsole zur ersten Öffnung 5 cm bis 30 cm, insbesondere 10 cm bis 20 cm, vorzugsweise etwa 12 cm bis 15 cm, beträgt.

Die weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei ein auf die erste Öffnung wirkender Druck mit der ersten

Druckmesseinrichtung mittelbar über ein im Rohr befindliches Medium gemessen wird, welches mit einer Fördereinrichtung, insbesondere einer Pumpe, durch die erste Öffnung aus dem Rohr gefördert wird. Dadurch ist ein Verstopfen des Rohres auf einfache Weise verhindert, wodurch eine zuverlässige Geschwindigkeitsmessung gewährleistet werden kann. Üblicherweise wird das Verfahren mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umgesetzt.

Besonders günstig ist es, wenn das Medium während einer Messung des Druckes insbesondere kontinuierlich durch die erste Öffnung gefördert wird, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von weniger als 50 km/h, mit Vorteil 1 m/h bis 50 m/h, mit Vorteil 5 m/h bis 20 m/h, insbesondere 10 m/h bis 15 m/h. Dadurch ist ein gleichzeitiges Austragen von Verunreinigungen und Messen einer Geschwindigkeit möglich. Eine kontinuierliche und mit gleichbleibender Geschwindigkeit erfolgende Förderung hat weiter den Vorteil, dass für eine mittelbare Druckmessung günstige, stabile Bedingungen im Rohr vorliegen. Aufgrund der relativ geringen Geschwindigkeit, mit welcher das Medium durch die erste Öffnung ausgetragen wird, ergibt sich bei entsprechend kleinem Durchmesser der ersten Öffnung, normalerweise weniger als 1 mm, ein geringer Verbrauch des Mediums von beispielsweise etwa 0,0015 ml/min. Es kann jedoch je nach Witterung auch günstig sein, eine höhere Menge durch die Öffnung mittels der üblicherweise zwangsfördernden Pumpe zu transportieren. Beispielsweise kann für eine Enteisung der ersten Öffnung eine Frostschutzflüssigkeitsmenge von 0,374 ml/min oder mehr durch die erste Öffnung transportiert werden. In der Regel ist eine Steuerung vorgesehen, mit welcher die Menge je nach Witterungsbedingungen derart geregelt wird, dass bei geringem Verbrauch der Frostschutzflüssigkeit eine Vereisung der ersten Öffnung zuverlässig verhindert wird.

Ein zur Erreichung entsprechender Geschwindigkeiten benötigter Druck bzw. eine Leistung der Fördereinrichtung ergibt sich aufgrund weiterer Parameter wie einem Druckverlust im Rohr sowie einer erwarteten Druckdifferenz zwischen einem Bereich, aus welchem die Fördereinrichtung das Medium fördert, und erster Öffnung. Zur Entfernung von die erste Öffnung blockierenden Partikeln kann die Fördereinrichtung auch zur Aufbringung eines größeren Druckes ausgebildet sein, beispielsweise zur Aufbringung eines Druckes von1 bar bis 100 bar, insbesondere 5 bar bis 30 bar, auf ein im Rohr befindliches Medium. Üblicherweise wird als Material für das Rohr ein Metall,

vorzugsweise Titan, eingesetzt, sodass trotz eines hohen Druckes im Rohr zulässige Festigkeitsgrenzen nicht überschritten werden.

In der Regel ist das Rohr während der Messung vollständig mit dem Medium gefüllt, auf welches einerseits ein auf die erste Öffnung wirkender Druck und andererseits ein durch die Fördereinrichtung aufgebrachter Druck wirkt. Durch eine derartige, üblicherweise homogene Füllung des Rohres mit einem einzigen Medium, ist eine besonders gute Übertragung des auf die erste Öffnung wirkenden Druckes auf die erste

Druckmesseinrichtung gewährleistet. Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Medium eine Flüssigkeit ist, insbesondere eine Frostschutzflüssigkeit. Eine Wahl einer konkreten Frostschutzflüssigkeit ergibt sich je nach den konkreten Anforderungen, welche sich unter anderem aus einer

Strömungsgeschwindigkeit und einer Temperatur des die Vorrichtung umströmenden Mediums ergeben.

Bei einem Verfahren zur Messung einer Geschwindigkeit, wobei ein Staudruck und ein statischer Druck gemessen werden, hat es sich bewährt, dass der Staudruck nach einem erfindungsgemäßen Verfahren gemessen wird. Dadurch kann ein Ausfall der

Geschwindigkeitsmessung durch eine Blockade der ersten Öffnung auf einfache Weise verhindert werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen, auf weiche dabei Bezug genommen wird, zeigen:

Fig. 1 bis 3 ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetes Flugzeug in verschiedenen Ansichten;

Fig. 4 ein Detail einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 5 bis 7 Details weiterer erfindungsgemäßer Vorrichtungen.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Flugzeug 1 1 , welches mit einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung 1 ausgebildet ist. Wie ersichtlich weist die Vorrichtung 1 ein in Flugrichtung 22 orientiertes Rohr 2 mit einer endseitig auf einer Rohrachse liegenden ersten Öffnung 3 auf, welches mit einer als Zahnradpumpe 5 ausgebildeten Fördereinrichtung und über eine Sammelleitung 8 mit einer als Drucktransmitter ausgebildeten ersten

Druckmesseinrichtung 4 verbunden ist. Weiter ist eine Statikleitung 17 mit einer zweiten Öffnung 15 vorgesehen, wobei die zweite Öffnung 15 in einer Ebene liegt, welche etwa senkrecht zu einer Ebene liegt, in welcher die erste Öffnung 3 des Rohres 2 liegt.

Dadurch wirkt auf die erste Öffnung 3 ein Staudruck und auf die zweite Öffnung 15 ein statischer Druck, sodass über eine Differenzbildung eine Geschwindigkeit der Strömung ermittelt werden kann. Das Rohr 2 und die Statikleitung 17 sind mit einer Sammelleitung 8 verbunden, welche über die Fördereinrichtung mit einem Reservoir 6 verbunden ist, in welchem eine Frostschutzflüssigkeit 24 als Medium gespeichert ist. Um zu verhindern, dass sich bei Entnahme der Frostschutzflüssigkeit 24 aus dem

Reservoir 6 im Reservoir 6 ein Unterdruck bildet, weist das Reservoir 6 ein Be- und Entlüftungsventil 13 auf. Weiter ist zwischen dem Reservoir 6 und der Zahnradpumpe 5 ein Feinstfilter 21 vorgesehen, sodass Verunreinigungen aus dem Reservoir 6 nicht in das Rohr 2 gelangen können. Außer der Zahnradpumpe 5 wirkt auf die Sammelleitung 8 ein Druckspeicher 10, um bei einem Eindringen von Partikeln, Regentropfen und dergleichen auftretende Druckspitzen abfangen zu können.

Eine Verbindung der Sammelleitung 8 mit dem Rohr 2 und der Sammelleitung 8 erfolgt wie dargestellt über schaltbare Ventile 9. Dadurch kann die Frostschutzflüssigkeit 24 abwechselnd oder auch gleichzeitig durch das Rohr 2 und die Statikleitung 17 gefördert werden, um während einer Reinigung eine Druckmessung über die

Frostschutzflüssigkeit 24 zu ermöglichen. Dadurch kann beispielsweise vor einem Start auf einfache Weise überprüft werden, ob die erste Öffnung 3 und/oder die zweite

Öffnung 15 verstopft oder mit einem Klebeband abgeklebt sind. Während eines Fluges wird durch die zweite Öffnung 15 in der Regel nicht kontinuierlich, sondern nur vereinzelt, normalerweise in regelmäßigen Zeitabständen ein Medium zur Überprüfung einer möglichen Blockade gefördert, da ein Blockaderisiko an der zweiten Öffnung 15 aufgrund einer Ausrichtung derselben etwa parallel zur Strömung wesentlich geringer ist als an der ersten Öffnung 3. Die Vorrichtung 1 kann auch dann zur Messung der Geschwindigkeit eingesetzt werden, wenn beide Ventile 9 geöffnet sind, sodass die Sammelleitung 8 sowohl mit dem Rohr 2 als auch mit der Sammelleitung 8 in Verbindung steht. Der Staudruck bzw. Gesamtdruck wird mittelbar über die erste Druckmesseinrichtung 4 gemessen, welche mit der Sammelleitung 8 verbunden ist, während ein statischer Druck über eine mit der zweiten Leitung verbundene und ebenfalls als Drucktransmitter ausgebildete zweite Druckmesseinrichtung 4a gemessen wird. Es versteht sich, dass eine Messung eines Druckes auch indirekt über eine Messung einer Geschwindigkeit erfolgen kann, mit welcher das Medium bzw. die Frostschutzflüssigkeit 24 durch das Rohr 2 bzw. die Statikleitung 17 strömt.

Üblicherweise wird ein Druck im Rohr 2 kontinuierlich gemessen, beispielsweise mittels einer Datenverarbeitungsanlage wie einem Rechner. Dadurch kann auch ein Blockieren des Rohres 2 durch Eindringen eines Hagelkorns, eines Partikels oder dergleichen unmittelbar erfasst werden, da eine Blockade der ersten Öffnung 3 bei gleichzeitiger Förderung der Zahnradpumpe 5 einen extremen Druckanstieg innerhalb kurzer Zeit zur Folge hat. Über diesen Druckanstieg innerhalb kurzer Zeit, welcher auch als

Drucksteigerungsgradient bezeichnet wird, kann somit eine Blockade auf einfache Weise ermittelt werden, wenn der Drucksteigerungsgradient oberhalb eines definierten

Grenzwertes liegt. Es hat sich gezeigt, dass ein Drucksteigerungsgradient von mehr als 0,38 bar/s auf eine Blockade der ersten Öffnung 3 hinweist. Bei einer Blockade kann auch ein Druck im Rohr 2 auf etwa 280 bar ansteigen. Ein Rückfluss der

Frostschutzflüssigkeit 24 in das Reservoir 6 wird durch ein zwischen Fördereinrichtung und erster Öffnung 3 bzw. zwischen Fördereinrichtung und zweiter Öffnung 15

angeordnetes Rückschlagventil 20 auf einfache Weise verhindert.

Da im Unterschied zu herkömmlichem Pitotrohren bei Flugzeugen 1 1 bei einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in der Regel als Medium eine Flüssigkeit eingesetzt wird, welche kontinuierlich gefördert wird, können auf Druckmesseinrichtungen 4, 4a wirkende Massenkräfte der Flüssigkeit grundsätzlich nicht vernachlässigt werden. Eine rechnerische Korrektur eines Messergebnisses um Massenkräfte, welche auf die

Frostschutzflüssigkeit 24 und somit auf Druckmesseinrichtungen 4, 4a wirken, ist jedoch ohne Weiteres möglich. Hierzu kann bevorzugt vorgesehen sein, dass

Beschleunigungssensoren im Bereich der Vorrichtung 1 am Flugzeug 11 angeordnet sind, um Massenkräfte besonders genau berücksichtigen zu können. Weiter versteht es sich, dass die mit den Druckmesseinrichtungen 4, 4a gemessenen Drücke im Rohr 2 bzw. in der Statikleitung 17 nicht exakt dem Staudruck und dem statischen Druck entsprechen, sondern die Messergebnisse insbesondere um einen Druckverlust zwischen einer Messposition und erster Öffnung 3 bzw. zweiter Öffnung 15 korrigiert werden müssen. Eine Umrechnung von gemessenem Druck auf Staudruck bzw. statischen Druck kann basierend auf einer Leitungsberechnung oder basierend auf Kalibrierungsmessungen bei bekannter Strömungsgeschwindigkeit erfolgen. Im Unterschied zu Pitotrohren des

Standes der Technik ist eine Entwässerungsbohrung bei dem Rohr üblicherweise nicht vorgesehen, um einen Druck von der ersten Öffnung 3 zuverlässig zur ersten

Druckmesseinrichtung 4 zu übertragen.

Weiter ist in Fig. 1 ersichtlich, dass das Rohr 2 über eine Konsole 14 mit einem

Flugzeugrumpf verbunden ist, wodurch das Rohr 2 von einer Flugzeugrumpfwand 12 beabstandet ist. Um zu verhindern, dass eine auf der Konsole 14 während eines Fluges anwachsende Eisschicht die erste Öffnung 3 blockiert, ist ein Abstand 16 der ersten Öffnung 3 von der Konsole 14 von üblicherweise mehr als 5 cm, insbesondere 10 cm bis 12 cm, vorgesehen. Weiter kann das Rohr 2 mit einer sogenannten Anti-Eis-Beschichtung versehen und im Rohr 2 für eine Außenenteisung des Rohres 2 eine Heizung angeordnet sein.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird eine

Frostschutzflüssigkeit 24 als Medium eingesetzt. Bei einer bevorzugten, alternativen Ausführungsform der Erfindung wird Luft als Medium eingesetzt. Eine Vorrichtung 1 zur Umsetzung der Erfindung bei Einsatz eines Gases wie Luft als Medium entspricht weitgehend der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 1 , jedoch kann insbesondere das Reservoir 6 entfallen, wenn Umgebungsluft als Medium eingesetzt wird, sodass die Vorrichtung 1 leichter ausgebildet sein kann. Dadurch wird für einen Einsatz der

Vorrichtung 1 in einem Flugzeug 1 1 ein Gewichtsvorteil erreicht. Weiter ist auch ein Nachfüllen des Mediums nicht mehr erforderlich, sodass Kosten eines laufenden

Betriebes reduziert sind. Darüber hinaus ist eine zur Förderung eines gasförmigen Mediums erforderliche Leistung geringer als eine zur Förderung eines flüssigen Mediums erforderliche Leistung. Ferner kann eine Leitung zwischen der Fördereinrichtung und der ersten Öffnung 3 mechanisch sehr einfach ausgebildet sein.

Da ein Volumen eines gasförmigen Mediums gemäß der allgemeinen Gasgleichung von einer Temperatur des Mediums abhängt, ist es bei Einsatz eines gasförmigen Mediums vorteilhaft, eine Temperatur des Medium während einem Transport durch die

Vorrichtung 1 zu bestimmen, insbesondere mittelbar oder unmittelbar zu erfassen, um über den durch den Drucktransmitter gemessenen Druck auf einen an der ersten

Öffnung 3 anliegenden Druck schließen zu können. Eine mittelbare Temperaturmessung kann beispielsweise bei bekannter Außentemperatur und bekannter Temperatur des gasförmigen Mediums an einem Punkt, beispielsweise nach einer als Kompressor ausgebildeten Fördereinrichtung, erfolgen, indem die Temperatur des Mediums an unterschiedlichen Positionen in der Vorrichtung 1 rechnerisch ermittelt wird, da physikalische Bedingungen wie Wärmeübergangskoeffizienten und dergleichen üblicherweise bekannt sind. Ein Verhalten der Vorrichtung 1 in einem Betrieb kann hierzu in einer Simulation oder einem instrumentierten Test ermittelt werden, sodass auch bei Einsatz eines gasförmigen Mediums über den an der Druckmesseinrichtung 4 gemessenen Druck auf den an der ersten Öffnung 3 anliegenden Druck geschlossen werden kann. Insbesondere ist dabei zu berücksichtigen, dass eine Geschwindigkeit und somit ein auf die erste Öffnung 3 wirkender Druck gegebenenfalls zu einer Temperatur-, Druck- und Dichterhöhung des gasförmigen Mediums zwischen der ersten Öffnung 3 und der Druckmesseinrichtung 4 führt, welche insbesondere durch die

Druckmesseinrichtung 4 gemessen werden können. Zur besonders genauen Bestimmung des auf die erste Öffnung 3 wirkenden Druckes ist es bei Einsatz von Luft als Medium günstig, wenn eine relative Luftfeuchtigkeit ermittelt wird. Auch wenn als Medium ein Gas wie Luft eingesetzt wird, kann eine Überprüfung auf Verstopfung bzw. Blockade auf einfache Weise erfolgen, indem vor dem Start ein an der Druckmesseinrichtung 4 anliegender Druck sowohl bei eingeschalteter als auch bei ausgeschalteter Fördereinrichtung gemessen wird. Sofern keine Verstopfung bzw.

Blockade vorliegt, sollte ein mit der Druckmesseinrichtung 4 gemessener Druck bei aktivierter Fördereinrichtung einem anliegenden statischen Druck samt einem

Druckverlust bei Transport des Mediums durch die Vorrichtung 1 und bei ausgeschalteter Fördereinrichtung nur dem statischen Druck entsprechen.

Eine Leistung der eingesetzten Fördereinrichtung wird in der Regel abhängig vom eingesetzten Medium derart gewählt, dass eindringende Feststoffe durch das mittels der beispielsweise als Pumpe oder Kompressor ausgebildeten Fördereinrichtung geförderte Medium sicher entfernt werden können. Wenn als Medium Luft eingesetzt wird, wird üblicherweise mittels einer als Kompressor ausgebildeten Fördereinrichtung ein zusätzlicher Druck von etwa 1 bar auf Umgebungsluft aus einem Inneren des Flugzeuges aufgebracht. Der Kompressor kann jedoch auch derart angesteuert werden, dass kontinuierlich eine definierte Luftmenge oder ein definiertes Luftvolumen gefördert werden, sodass eine Leistungsaufnahme des Kompressors abhängig von einem

Umgebungsdruck und einer Umgebungstemperatur ist. Für eine hohe Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessung hat es sich bewährt, dass kontinuierlich ein Luftvolumenstrom von 0,001 cn Vh bis 100000 cn Vh, vorzugsweise 1 cm ³ /h bis 10000 cn Vh, insbesondere 100 cnfVh bis 2000 cnfVh, gefördert wird. Dabei ist es zur Vermeidung einer Blockade besonders günstig, wenn die Luft durch eine erste Öffnung 3 ausströmt, welche durch vier oder fünf Bohrungen 18 gebildet wird, welche jeweils einen Durchmesser von etwa 0,05 mm aufweisen. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Flugzeuges 1 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Messung einer Geschwindigkeit. Wie dargestellt ist die Vorrichtung 1 in einem vorderen Bereich des Flugzeuges 1 1 angeordnet, wobei die erste

Druckmesseinrichtung 4 im Rohr 2 zwischen der Fördereinrichtung und der ersten Öffnung 3 positioniert ist. Bei einem dargestellten Steigflug des Flugzeuges 1 1 liegt die erste Öffnung 3 um einen zusätzlichen Betrag tiefer als die zur Messung eines an der ersten Öffnung 3 anliegenden Druckes vorgesehene erste Druckmesseinrichtung 4, sodass ein entsprechender Höhenunterschied bzw. daraus resultierende hydraulische Kräfte bei mittelbarer Ermittlung des an der ersten Öffnung 3 anliegenden Druckes berücksichtigt werden müssen. Aufgrund bekannter konstruktiver Abmessungen der Vorrichtung 1 sowie einer Messung einer Neigung des Flugzeuges 1 1 ist dies ohne Weiteres bei einer Umrechnung von gemessenem Druck auf an der ersten Öffnung 3 anliegenden Druck möglich. Fig. 3 zeigt schematisch das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ausgebildete Flugzeug 11 von einem Heck aus in Flugrichtung, wobei auch Flügel 23 des

Flugzeuges 1 1 dargestellt sind. Das Flugzeug 1 1 ist dabei geneigt dargestellt, um eine Linkskurve zu durchfliegen. Dabei auf die Frostschutzflüssigkeit 24 wirkende

Massenkräfte werden üblicherweise rechnerisch ermittelt, indem auf das Flugzeug 11 wirkende Beschleunigungen in sämtliche Richtungen gemessen und die gemessenen Beschleunigungen zur Berücksichtigung der Massen- bzw. Trägheitskräfte eingesetzt werden. Auch hierbei ergibt sich aufgrund einer Seitenneigung des Flugzeuges 1 1 ein zusätzlicher Höhenunterschied zwischen erster Druckmesseinrichtung 4 und erster Öffnung 3, welcher bei Ermittlung des an der ersten Öffnung 3 anliegenden Druckes zu berücksichtigen ist. Analoges gilt für einen Höhenunterschied zwischen zweiter

Druckmesseinrichtung 4a und zweiter Öffnung 15.

Fig. 4 zeigt eine Rohrspitze 7 eines Rohres 2 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Wie dargestellt ist das Rohr 2 mit einem zur Spitze abnehmenden Außendurchmesser ausgebildet, sodass eine etwa konische Rohrspitze 7 gebildet wird. Es versteht sich, dass die Rohrspitze alternativ auch quaderförmig, halbkugelförmig oder halbellipsoidförmig ausgebildet sein kann. Wenn die Rohrspitze 7 kegelförmig ausgebildet ist, wirkt diese wie ein Strömungsteiler, sodass anströmende Festkörperpartikel und dergleichen weniger leicht an der Vorrichtung 1 anhaften oder in die erste Öffnung 3 eindringen können. Eine genaue Messung ist möglich, wenn im Bereich der ersten Öffnung 3 ein Verhältnis von Außendurchmesser des Rohres 2 zu Innendurchmesser bzw. zu einem Durchmesser der ersten Öffnung 3 nur geringfügig größer als eins ist. Die dargestellte Rohrspitze 7 weist an der ersten Öffnung 3 einen Außendurchmesser von 0,5 mm auf, sodass ein Verhältnis von Außendurchmesser zu Innendurchmesser an der ersten Öffnung 3 fünf beträgt. In der Regel weist die Rohrspitze 7 einen Kegelwinkel von etwa 30° auf. Dadurch wird ein Verfälschen einer Strömung im Bereich der Spitze vermieden, sodass der im Bereich der ersten Öffnung 3 gemessene Staudruck im Wesentlichen dem tatsächlichen Staudruck entspricht.

Weiter ist ersichtlich, dass ein Innendurchmesser des Rohres 2 zur Spitze hin abnehmend ausgebildet ist, wobei die erste Öffnung 3 einen Durchmesser von nur 0, 1 mm aufweist, um ein Eindringen von großen Partikeln auf einfache Weise zu verhindern. Ferner ist dadurch gewährleistet, dass nur eine geringe Menge der Frostschutzflüssigkeit 24 zur Durchführung des Verfahrens benötigt wird, wobei die Frostschutzflüssigkeit 24 dennoch kontinuierlich durch die erste Öffnung 3 ausgetragen wird. In einem von der ersten Öffnung 3 mehr als etwa 8 mm beanstandeten Bereich weist das Rohr 2 einen

Innendurchmesser von etwa 3 mm auf. Ein besonders geringer Verbrauch wird erzielt, wenn die Frostschutzflüssigkeit 24 mit einer niedrigen Geschwindigkeit durch das Rohr 2 und die erste Öffnung 3 gefördert wird. Eine optimale Geschwindigkeit ergibt sich dabei aufgrund der bevorzugten Anforderung, dass zumindest jene Menge der Frostschutzflüssigkeit 24 gefördert wird, welche an der ersten Öffnung 3 verdunstet. Bei üblichen Frostschutzflüssigkeiten 24 führt dies zu einer Geschwindigkeit an der ersten Öffnung von 1 m/h bis 50 m/h, insbesondere 10 m/h bis 20 m/h. Mit Vorteil wird als Frostschutzflüssigkeit 24 Isopropanol eingesetzt, da diese Frostschutzflüssigkeit 24 aufgrund eines sehr niedrigen Gefrierpunktes für Flughöhen von mehr als 10000 m und entsprechende Geschwindigkeiten geeignet ist. Bei besonders ungünstigen Wtterungsbedingungen, beispielsweise bei Starkregen bei besonders niedriger Temperatur, kann eine Förderung der Frostschutzflüssigkeit 24 auch mit wesentlich höherer Geschwindigkeit von beispielsweise bis zu 50 km/h durch die erste Öffnung 3 erfolgen, um eine hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten. Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführung einer Rohrspitze 7 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 von vorne, das heißt aus einer Richtung, aus welcher eine Strömung auf die Rohrspitze 7 trifft. Wie ersichtlich ist die erste Öffnung 3 dabei nicht mit einem kreisrunden Durchmesser, sondern in Form eines Kreuzes ausgebildet. Das Kreuz wird dabei durch zwei sich schneidenden Schlitze 19 gebildet, welche eine Breite von etwa 0, 1 mm aufweisen. Die Schlitze 19 haben dabei eine Länge von etwa 3 mm. Dabei kann ein Staudruck auch bei geringfügig variierenden Anströmwinkeln mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Gleichzeitig wird ein geringer Verbrauch eines Mediums gewährleistet und ein Eindringen von Partikeln mit einem Durchmesser von mehr als 0, 1 mm verhindert.

Fig. 6 zeigt in einer Vorderansicht eine weitere alternative Ausführung einer Rohrspitze 7 eines Rohres 2 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Bei dieser Ausführung ist die erste Öffnung 3 durch mehrere Bohrungen 18 mit etwa kreisrundem Querschnitt gebildet, wobei jede einzelne Bohrung 18 einen Durchmesser von etwa 0,1 mm aufweist.

Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht einer weiteren alternativen Ausführung einer Rohrspitze 7. Dabei ist die erste Öffnung 3 ebenfalls durch mehrere Bohrungen 18 mit etwa

kreisrundem Querschnitt und einem Durchmesser von jeweils etwa 0,05 mm ausgebildet. Im Unterschied zu der in Fig. 6 dargestellten Rohrspitze 7 ist dabei jedoch keine mittige Bohrung 18 vorgesehen. Die Rohrspitze 7 ist in einer nicht dargestellten Draufsicht etwa halbkugelförmig und ein Übergang zu einem in Strömungsrichtung hinter der Rohrspitze 7 angeordneten, zylindrischen Teil der Vorrichtung 1 etwa ellipsoidförmig ausgebildet, wobei an die Bohrungen 18 anschließende Kanäle, welche die Bohrungen 18 mit der Druckmesseinrichtung 4 verbinden, in der Regel etwa senkrecht zu einer

halbkugelförmigen Oberfläche der Rohrspitze 7 verlaufen. Ein Wnkel zwischen den einzelnen Bohrungen 18 bzw. den an diese anschließenden Kanälen und einer

Längsachse des Rohres 2 bzw. einer Strömungsrichtung beträgt in der Regel etwa 20° bis 60°, insbesondere 25° bis 30°. Wenngleich diese Rohrspitze 7 somit keine Bohrung 18 aufweist, welche exakt senkrecht zu einer Strömungsrichtung der anströmenden Luft ist, kann dennoch ein in

Strömungsrichtung wirkender Druck bzw. eine Geschwindigkeit in Strömungsrichtung ermittelt werden. So kann über Druckverhältnisse an den vier seitlichen, nicht in

Strömungsrichtung orientierten Bohrungen 18, welche mit einer Druckmesseinrichtung 4 in Verbindung stehen, auf eine Geschwindigkeit in Strömungsrichtung bzw. einen

Gesamtdruck geschlossen werden. Hierzu können analytische Gleichungen bzw.

Zusammenhänge zwischen einer auf die Rohrspitze 7 wirkenden Strömung und

Strömungsbedingungen an den einzelnen Bohrungen 18 genutzt werden.

Zur Bestimmung eines Zusammenhanges bzw. einer Übertragungsfunktion einer auf die Rohrspitze 7 wirkenden Strömung, Strömungsbedingungen an den einzelnen

Bohrungen 18 und einem an der Druckmesseinrichtung 4 gemessenen Druck sind dem Fachmann verschiedene Berechnungsverfahren bekannt. Beispielsweise können hierzu ein als Verfahren von van der Hegge Zijnen bekanntes Verfahren sowie daraus bekannte Formeln zur Bestimmung von Drücken an unterschiedlichen Winkelpositionen einer Kugelsonde in einem Strömungsfeld eingesetzt werden. Mit diesem Verfahren ist insbesondere auch eine Bestimmung einer Geschwindigkeit des Strömungsfeldes mit einer Rohrspitze 7 möglich, welche keine mittige bzw. senkrecht zur Strömung

ausgerichtete Bohrung 18 aufweist. Des Weiteren können auch numerische Methoden eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine CFD-Simulation für unterschiedliche erwartete Bedingungen durchgeführt werden, um einen Zusammenhang zwischen einem Druck an der Druckmesseinrichtung 4 und einem Druck an der ersten Öffnung 3 bzw. einer zu bestimmen. Für eine einfache Umsetzung einer Geschwindigkeitsbestimmung mit einer Datenverarbeitungsanlage wie einem Computer können Ergebnisse der analytischen oder numerischen Berechnung auch in Tabellenform abgelegt werden, sodass einem mit der Druckmesseinrichtung 4 gemessenen Druck über eine oder mehreren Tabellen ein Druck an der ersten Öffnung 3 bzw. eine Geschwindigkeit zugeordnet werden kann. Über einen derartigen Zusammenhang kann auch ein

Anströmwinkel ermittelt werden, und zwar sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung.

Vorteil einer derart ausgebildeten Rohrspitze 7 ist, dass die erste Öffnung 3 wesentlich weniger leicht durch anströmende Festkörper blockiert wird, da keine einzige Bohrung 18 einen senkrecht zur Strömungsrichtung ausgerichteten Querschnitt aufweist. Um eine Anströmwinkelempfindlichkeit zu vermeiden, kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Bohrung 18 asymmetrisch angeordnet wird. Dadurch kann auch eine Bestimmung von Geschwindigkeit und Richtung einer anströmenden Strömung besonders einfach und genau über den mittels der Druckmesseinrichtung 4 gemessenen Druck erfolgen, da dann eine eindeutige Zuordnung von mit der Druckmesseinrichtung 4 gemessenem Druck und Geschwindigkeit sowie Richtung der anströmenden Strömung möglich ist.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist eine Messung eines Staudruckes kontinuierlich möglich, wobei gleichzeitig ein Eindringen von Fremdkörpern in das Rohr 2 bzw. eine Blockade des Rohres 2 durch Fremdkörper oder Eis vermieden ist. Durch Ausbildung der Vorrichtung 1 mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Messung eines statischen Druckes, welche vorzugsweise ebenfalls mit einem unter Druck stehenden Medium ausgebildet ist, kann eine zuverlässige Geschwindigkeitsmessung erfolgen. Bei Einsatz der Vorrichtung 1 an einem Flugzeug 11 kann somit ein Versagen der

Geschwindigkeitsmessung auf einfache und zuverlässige Weise verhindert werden, wodurch eine Sicherheit erhöht wird. Üblicherweise wird dabei kontinuierlich eine Frostschutzflüssigkeit 24 durch das Rohr 2, beispielsweise ein Pitotrohr eines

Flugzeuges 1 1 , entgegen einer Strömungsrichtung aus dem Pitotrohr durch die erste Öffnung 3 ausgetragen. Dabei dient das Medium einerseits einem Austragen von

Fremdkörpern im Rohr 2 und andererseits einer Übertragung des Staudruckes, sodass aufgrund eines im Rohr 2 gemessenen Druckes des ersten Mediums und einem bekannten Druck, welcher von der Fördereinrichtung auf das Medium aufgebracht wird, auf den Staudruck an der ersten Öffnung geschlossen wird. Sofern daher Partikel durch die erste Öffnung 3 in das Rohr 2 eindringen, werden diese durch die üblicherweise kontinuierlich geförderte Frostschutzflüssigkeit 24 abgebremst, in entgegengesetzter Richtung beschleunigt und aus dem Rohr 2 ausgetragen. Ein Austragen der Partikel kann dann mit einem von der Fördereinrichtung maximal erreichbaren Druck erfolgen. Daraus ergeben sich geringe Eindringtiefen der Partikel von üblicherweise weniger als 1 mm, wodurch das Rohr 2 bei einem Eindringen von Partikeln innerhalb von wenigen

Millisekunden wieder freigespült wird. Dadurch wird eine hohe Verfügbarkeit

gewährleistet.