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ピトー管（/ ˈpiːtoʊ /ピー・トー、ピトープローブとも呼ばれる）は流体の流速を測定する装置である。フランスの技術者アンリ・ピトーが水道橋の工事中に発明し、1732年に発表された[ 1 ]。 1858年にヘンリー・ダーシーによって現代の形に改良された[ 2 ]。航空機の対気速度[ 3 ]、船舶の水上速度、産業における液体、空気、ガスの流速の測定に広く用いられている。
ピトー管の基本構造は、流れてくる流体に直接向けられた管で構成されています。管内の圧力は、流体が流れて止まり、外部に逃げ出せなくなることで測定できます。この圧力は流体の停滞圧であり、全圧、あるいは（特に航空分野では）ピトー圧とも呼ばれます。
測定された全圧だけでは、流体流速（航空における対気速度）を直接決定することはできません。しかし、測定された静圧も併せて用いることで、ベルヌーイの式を用いて流体流速を決定することができます。ベルヌーイの式は次のようになります。
これは次のように書くこともできます
これを流速について解くと、
どこ
この方程式は、非圧縮性として扱える流体にのみ適用されます。液体はほぼすべての条件下で非圧縮性として扱われます。気体も特定の条件下では非圧縮性として近似できます。
動圧とは、静圧と全圧の差のことです。動圧は、密閉容器内のダイヤフラムを用いて測定されます。ダイヤフラムの一方の側の空気が静圧で、もう一方の側の空気が全圧である場合、ダイヤフラムのたわみは動圧に比例します。
航空機では、機体側面の静圧ポートを用いて静圧を測定できます。測定された動圧は、航空機の指示対気速度を決定するために使用できます。上述のダイヤフラム機構は、対気速度計に組み込むことができ、機械式レバーによって動圧を対気速度に変換します。
ピトー管と静圧管を別々に使う代わりに、ピトー静圧管（プラントル管とも呼ばれる）を使うこともできる。これは、ピトー管と同軸で、直接の気流の外側に側面に穴が開いた2本目の管があり、静圧を測定するためのものである。[ 4 ]
液柱マノメーターを使用して圧力差を測定する場合、
どこ
したがって、
ピトー静圧システムは、航空機の対気速度、マッハ数、高度、高度傾向を測定するために航空でよく使用される圧力感知計器のシステムです。ピトー静圧システムは一般的に、ピトー管、静圧ポート、およびピトー静圧計器で構成されています。[ 5 ]対気速度など、ピトー静圧システムから得られる情報は安全上重要な情報であるため、ピトー静圧システムの読み取り値の誤差は非常に危険です。
民間航空機の事故やインシデントのいくつかは、ピトー静圧システムの故障に起因することが判明している。例としては、オーストラル航空2553便、ノースウエスト航空6231便、ビルゲンエア301便、および2機のX-31のうちの1機が挙げられる。[ 6 ]フランス航空安全局BEAは、エールフランス447便が大西洋に墜落した原因の一つとして、ピトー管の着氷を挙げた。[ 7 ] 2008年、エア・カリブは、 A330でピトー管の着氷による不具合が2件発生したと報告した。[ 8 ]
ビルゲンエア301便はピトー管の故障により致命的な被害を受けたが、調査官らはピトー管内部に昆虫が巣を作ったことが原因だと疑っており、最も疑わしいのは黒と黄色のドロバチ（Sceliphron属）である。
アエロペルー航空603便は、清掃員が静圧ポートをテープで塞いだままにしたため、ピトー静圧システムが故障し、乗客に致命的な被害をもたらした。
産業界では、測定対象となる流速は、風速計による測定が困難なダクトやチューブ内を流れる流速であることが多い。このような測定において、最も実用的な機器はピトー管である。ピトー管はダクトの小さな穴を通して挿入され、ピトー管はU字管水圧計やその他の差圧計に接続され、ダクト付き風洞内の流速を測定する。この技術の用途の一つとして、空調空間に供給される空気量を測定することが挙げられる。
ダクト内の流体流量は、以下の式から推定できます。
航空分野では、対気速度は通常ノットで測定されます。
風速の速い気象観測所では、ピトー管を改造してピトー管静風速計と呼ばれる特殊なタイプの風速計を作成します。[ 9 ]
多くの現代のキャブレターでは、吸気口にあるピトー管が燃料フロート室に空気を供給することで、外気圧や吸気静圧の代わりに、空気/燃料比をより適切に制御するようになっている。
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