피토관 유속(동압) 계산기

흐름을 정면으로 막아 세운 지점의 압력(전압)에서, 흐름을 그대로 둔 지점의 압력(정압)을 뺀 값입니다. 흐르던 공기가 막혀 멈추면서 운동에너지가 압력으로 바뀐 만큼이라, 이 차이로 거꾸로 유속을 구할 수 있습니다. 피토관은 이 두 압력을 동시에 재는 계측기입니다.

같은 동압이라도 공기가 옅으면(밀도가 낮으면) 그만큼 더 빨리 흘러야 같은 압력을 만들어 내기 때문입니다. v=√(2·동압/밀도) 식에서 밀도가 분모에 있어, 고도가 높아질수록(밀도가 낮아질수록) 같은 동압에서 계산되는 유속이 빨라집니다.

이 계산식은 공기가 압축되지 않는다(밀도가 일정하다)고 가정합니다. 실제로는 유속이 빨라질수록 공기가 스스로 압축되어 밀도가 변하는데, 이 오차가 마하 0.3(음속의 30%) 부근부터 눈에 띄기 시작해 음속에 가까워지면 무시할 수 없어집니다. 항공기 설계에서 널리 쓰이는 경험적 경계값입니다.

이 도구의 범위를 벗어난 것입니다. 초음속(마하 1 이상)에서는 피토관 앞에 충격파가 서서 정면 압력이 다르게 형성되고, 이때는 레일리 피토관 식으로 계산해야 합니다. edu/normal-shock에서 그 영역을 다룹니다. 마하 0.3~1 사이(천음속)는 두 계산 모두 정확하지 않은 회색지대입니다.

원리는 같지만 실제 항공기 계기(대기속도계)는 압축성 보정과 계기 오차 보정을 추가로 거칩니다. 이 도구는 순수한 비압축성 피토관 원리만 보여주는 교육용 계산기이며, 실제 항공 계기 눈금과는 차이가 있습니다.