Anwendung von Windrichtungs- und Windgeschwindigkeitssensoren im Luftfahrtbereich
Das „Staurohr“ am Flugzeug ist ein typischer Staurohr-Windgeschwindigkeitssensor und ein äußerst wichtiges Messinstrument am Flugzeug. Der Installationsort muss in einem Bereich außerhalb des Flugzeugs liegen, in dem der Luftstrom vom Flugzeug weniger beeinflusst wird, im Allgemeinen direkt vor der Nase, dem Seitenleitwerk oder den Flügelspitzen. Wenn das Flugzeug vorwärts fliegt, strömt der Luftstrom in das Staurohr, und der Sensor am Ende des Rohrs erfasst die Aufprallkraft des Luftstroms, also den dynamischen Druck. Je schneller das Flugzeug fliegt, desto größer ist der Staudruck. Wenn man den Druck bei ruhender Luft vergleicht, also den statischen Druck und den dynamischen Druck, kann man erkennen, wie schnell die Luft einströmt, also wie schnell das Flugzeug fliegt. Das Werkzeug zum Vergleichen der beiden Drücke ist ein hohler kreisförmiger Kasten mit gewellter Oberfläche, der aus zwei sehr dünnen Metallblechen oben und unten besteht und als Membrankasten bezeichnet wird. Der Kasten ist versiegelt, verfügt aber über ein Rohr, das mit dem Staurohr verbunden ist. Bei hoher Geschwindigkeit des Flugzeugs erhöht sich der Staudruck, der Druck im Balg steigt und der Balg wölbt sich. Ein aus kleinen Hebeln und Zahnrädern bestehendes Gerät kann die Verformung des Balgs messen und mit einem Zeiger anzeigen. Dies ist der einfachste Fluggeschwindigkeitsmesser für ein Flugzeug.
Der vom Staurohr gemessene statische Druck kann auch als Berechnungsgröße für den Höhenmesser verwendet werden. Wenn der Balg vollständig abgedichtet ist, entspricht der Druck im Inneren immer dem Druck der Bodenluft. Wenn das Flugzeug auf diese Weise in die Luft fliegt, steigt die Höhe und der vom Staurohr gemessene statische Druck nimmt ab, der Balg wölbt sich und die Höhe des Flugzeugs kann durch Messung der Verformung des Balgs gemessen werden. Diese Art von Höhenmesser wird als barometrischer Höhenmesser bezeichnet.
Die vom Staurohr gemessene Geschwindigkeit ist nicht die tatsächliche Geschwindigkeit des Flugzeugs relativ zum Boden, sondern nur die Geschwindigkeit relativ zur Atmosphäre und wird daher Fluggeschwindigkeit genannt. Bei Wind muss zusätzlich die Geschwindigkeit des Flugzeugs relativ zum Boden (sog. Bodengeschwindigkeit) zur Windgeschwindigkeit addiert (Fliegen mit dem Wind) bzw. von der Windgeschwindigkeit subtrahiert werden (Fliegen gegen den Wind).
Mit der Entwicklung moderner Wissenschaft und Technologie werden auch einige neue Windgeschwindigkeitssensoren wie Laser zur Windgeschwindigkeitserkennung eingesetzt. Man geht davon aus, dass in naher Zukunft verschiedene neue Windrichtungs- und Geschwindigkeitssensoren zunehmend in Baumaschinen, Eisenbahnen, Häfen, Docks, Kraftwerken, Meteorologie, Seilbahnen, Umwelt, Gewächshäusern, Landwirtschaft und anderen Bereichen eingesetzt werden.
