Барометрический Высотомер Используемый В Авиации



барометрический высотомер используемый в авиации

Как измерить относительную высоту при помощи приборов

Автор статьи

03 июня

Понятие относительная высота обозначает превышение определенной точки поверхности над другой точкой, которое рассчитывается как разность между абсолютными высотами данных объектов. При этом, для определения абсолютной высоты любого предмета на планете, за начало отсчёта принимается уровень Мирового океана (уровень моря). Задача производимых расчётов – определить, насколько одна точка располагается ниже или выше другой.

Знание параметров относительной высоты объекта носит первостепенную роль для обеспечения качества в выполнении картографических, строительных и ландшафтных работ, а также жизненно важную значимость в авиации в условиях нулевой видимости.

Устройства для определения относительной высоты

Широкая сфера и характер применения показателей относительной высоты обуславливает появление специальных измерительных приборов с абсолютно разным принципом устройства. Среди них:

Нивелир

Самый распространённый прибор для измерения относительной высоты называется нивелир . Существует три вариации нивелира: оптический, цифровой и лазерный. Каждый из них позволяет решить определенного рода задачу:

  • Основное направление использования лазерного нивелира – построение уровня в ходе ремонтных работ
  • Оптический нивелир – наиболее популярный инструмент в строительстве, который позволяет произвести высокоточные измерения на открытом пространстве
  • Цифровой нивелир – совмещает в себе функции лазерного и оптического устройства с полностью автоматизированным режимом их исполнения.

Определение относительной высоты с помощью нивелира выполняется путём визирования точки и отсчитывания её высоты над поверхностью земли согласно делениям отвесно приставленной нивелирной рейки. Этот прибор используется в геодезии, картографии и строительстве.

Барометрический альтиметр (высотомер)

В основе действия альтиметра барометрического типа лежит измерение показателей атмосферного давления по мере увеличения или уменьшения высоты. Сила давления вызывает смещение стрелок на цифровой шкале прибора, что позволяет определить относительную высоту его нахождения с погрешностью до 10 м.

Барометрический альтиметр стал международным стандартом и с успехом применяется на всех воздушных судах. Относительная высота полета в этом случае определяется как разность давлений в атмосфере между точкой нахождения альтиметра и давлением на поверхности, высоту до которой нужно выяснить.

Барометрический альтиметр #8211 прибор для измерения больших высот. Активно используется в геологии, альпинизме, авиации.

Парашютный альтиметр

Благодаря небольшому размеру и возможности крепления на руку, парашютный альтиметр применяется для отслеживания высоты при спуске на раскрытом парашюте.

Барометрический высотомер

Опубликовано 14.01. Ведущий Антон Степанов

Барометрический высотомер – это измерительный прибор, который используется в основном в авиации, как пилотажно-навигационное устройство. Его так же называют барометрическим альтиметром и служит он для определения относительной и абсолютной высоты полета. Т.е. высоты относительно определенной точки отсчета (например, уровня аэропорта) или относительно уровня моря, для абсолютной высоты. Вообще он представляет собой барометр-анероид, шкала которого градуирована не по давлению, а по высоте.

Как же он работает? Известно, что атмосферное давление падает при наборе высоты. Зная давление, скажем на поверхности земли и замеряя его на высоте полета, мы можем получить их разность, которая будет указывать на расстояние между двумя этими точками, то есть высоту. Данные о давлении на уровне аэродрома или уровне моря должны быть получены по радиосвязи от наземных служб и введены в прибор вручную. Очень важно сделать это правильно, поскольку от этого зависит точность показаний прибора. Кроме того, в зависимости от погодных условий, атмосферное давление на уровне моря меняется между 950 и 1050 миллибар. Даже в стабильный день, атмосферное давление плавает #177 1 миллибар из-за температуры воздуха, что соответствует изменению высоты #177 8 метров. Значит прибор нужно периодически перекалибровывать.

Почему бы лётчикам просто не воспользоваться радио высотомером, работающим по принципу радиолота? Тогда они без подстроек всегда будут знать высоту над точкой, которую они в данный момент пролетают. Такой прибор на большинстве самолетов тоже имеется и его показания, конечно тоже очень важны. Но он показывает истинную высоту полета. А она для каждого воздушного судна будет разная, в зависимости от того летит оно над возвышенностью или напротив, низменностью. Хотя при этом два самолета могут находиться на одном уровне друг с другом. Вот почему нужен барометрический высотомер, измеряющий относительную высоту. После начала взлета, пилоты всех самолетов выставляют нулевую высоту по изобаре 760 мм р.с. Это создает единую для всех систему отсчета и всем судам, а так же диспетчерам позволяет иметь правильное представление о местоположении воздушных судов.

Высотомер так же используют альпинисты, геологи. Они могут корректировать его показания находясь в точках, высота которых заведомо известна.

Прибор градуируется в метрах или футах. Имеет две стрелки, как на часах. Каждый сектор для одной означает 100м, а для другой — 1000м. А создал барометрический альтиметр Пауль Коллсман в начале 20го века. До этого авианавигация вслепую была практически невозможна.

Определение высоты полета

timsz Старожил

Ranger_avv Молодой гироскопист

timsz.

1.1 Баровысотомер-измеряет высоту относительно некоторого заданного уровня (уровень моря, высота аэродрома). Если мерится относительно уровня моря (760 мм), то высота-абсолютная. Погрешность зависит от высоты полета и температуры воздуха. Так что окружающая среда влияет. Погрешность порядка 10 метров. Имеет большое запаздывание при быстрых маневрах в вертикальной плоскости могут возникать значительные постепенно затухающие ошибки

1.2 Радиовысотомер. Измеряет высоту непосредственно до земной поверхности, применяется в первую очередь при полете на малых высотах. Погрешность ЕМНИП, около 1м.

1.3 Спутниковая навигация, измеряет поверхность относительно используемого эллипсоида используемого как модель Земли. Точность определения зависит от состояния ионосферы и числа наблюдаемых спутников. Теоретически может использоваться для эшелонирования, на практике это сложнореализуемо.

1.4 Инерциальное измерение высоты- изменение высоты вычисляется путем двойного интегрирования сигнала вертикального акселерометра (грубое упрощение). Из-за ошибок акселерометра и погрешностей расчета g в конкретном месте система неустойчива. Максимальное время измерения не более 10-12 минут. Автономно не используется. Высоту измеряет от эллипсоида.

1.5. Бароинерциальный метод. Используется барометрический датчик демпфируемый вертикальным каналом инерциалки. Высота определяется баровысотомером, а ошибку вертикальной скорости компенсируется значением инерциальной вертикальной скорости. Точность составляет те же 10 метров, но при этом значительно уменьшено запаздывание и ошибка при маневрах.

---------- Добавлено в 13:32 ----------

timsz.

1.1 Баровысотомер-измеряет высоту относительно некоторого заданного уровня (уровень моря, высота аэродрома). Если мерится относительно уровня моря (760 мм), то высота-абсолютная. Погрешность зависит от высоты полета и температуры воздуха. Так что окружающая среда влияет. Погрешность порядка 10 метров. Имеет большое запаздывание при быстрых маневрах в вертикальной плоскости могут возникать значительные постепенно затухающие ошибки

1.2 Радиовысотомер. Измеряет высоту непосредственно до земной поверхности, применяется в первую очередь при полете на малых высотах. Погрешность ЕМНИП, около 1м.

1.3 Спутниковая навигация, измеряет поверхность относительно используемого эллипсоида используемого как модель Земли. Точность определения зависит от состояния ионосферы и числа наблюдаемых спутников. Теоретически может использоваться для эшелонирования, на практике это сложнореализуемо.

1.4 Инерциальное измерение высоты- изменение высоты вычисляется путем двойного интегрирования сигнала вертикального акселерометра (грубое упрощение). Из-за ошибок акселерометра и погрешностей расчета g в конкретном месте система неустойчива. Максимальное время измерения не более 10-12 минут. Автономно не используется. Высоту измеряет от эллипсоида.

1.5. Бароинерциальный метод. Используется барометрический датчик демпфируемый вертикальным каналом инерциалки. Высота определяется баровысотомером, а ошибку вертикальной скорости компенсируется значением инерциальной вертикальной скорости. Точность составляет те же 10 метров, но при этом значительно уменьшено запаздывание и ошибка при маневрах.

Высотомер и высота полета самолета.

Привет, друзья!

Начиная со второй половины 60-х в Советском Союзе была довольно популярна песня, написанная Александрой Пахмутовой и Николаем Добронравовым и называвшаяся «Обнимая небо#8230 ». Исполнял ее тогда замечательный певец Юрий Гуляев. Многие люди старшего поколения (особенно из авиационной среды) эту песню помнят и любят.

Хорошая такая, задушевная мелодия . Но дело, вобщем-то, сейчас не в ней. А вспомнил я ее потому, что когда думал о теме новой статьи, в голове проскочила ассоциация с интересными словами из текста этой песни: «Есть одна у лётчика мечта #8211 высота, высота.»

Вот эти-то слова меня, можно сказать, и зацепили . Сайт существует уже больше года, пишутся статьи, говорили мы о скорости полета уже неоднократно, low pass даже вспомнили, а о таком (любому понятно ) важнейшем параметре, как высота полета самолета почему-то забыли.

Вернее не забыли, а забыл, потому что вопрос «почему» должен, конечно, адресовываться ко мне . Вот не знаю#8230 Упустил из виду и все#8230 . Однако сейчас мы этот пробел быстренько восполним.

Не знаю, что там за мечта у летчика из песни на самом деле, но без высоты полета не бывает. Как известно, «рожденный летать ползать не может» (помните летчика Крошкина из фильма «Беспокойное хозяйство», переиначившего знаменитую фразу горьковской «Песни о соколе»?).

Итак, высота полета самолета. и как ее измеряют#8230 Ну, что такое высота в данном случае, я думаю, не вопрос . Любой скажет, что это расстояние по вертикали от летящего самолета до точки на земной поверхности, выбранной за нулевую (точку отсчета). Некоторый вопрос заключается в том, что это за точка.

Сам принцип измерения высоты с развитием авиации совершенствовался (что естественно ), и сейчас способов измерения существует несколько. Когда-то давно в морском деле существовал такой измерительный инструмент, как лот. По сути дела простая веревка с грузом на конце, по длине которой можно было судить о глубине места (нечто схожее с высотой ). Лот уже давно превратился в эхолот .

Понятно, что для воздушных путешествий веревка, как измерительный инструмент, так сказать, малоприемлема . Однако способ измерения, возникший на заре развития авиации (история которой гораздо короче истории морского флота), существует и по сей день. Этот способ барометрический .

Основан он на естественном явлении падения атмосферного давления с высотой. Падает оно в соответствии с условным распределением давления, температуры и плотности воздуха в атмосфере. Это распределение называется Международной  стандартной атмосферой (МСА или ISA в английском).

Остается только, учитывая закономерности этого явления, отобразить его визуально, то есть, например, в виде указательной стрелки, перемещающейся по шкале, проградуированной в единицах высоты (метры или футы), и готов прибор, показывающий высоту полета самолетавысотомер. Второе его название – альтиметр (в латинском altus #8211  высоко), используемое чаще за рубежом, а у нас почему-то считающееся устаревшим.

В принципе высотомер был готов еще в 1843 году, когда французский ученый Люсьен Види ( Lucien Vidie ) изобрел всем известный барометр-анероид. Тогда, конечно, вряд ли кто задумывался о его применении в авиации. Но когда самолеты начали летать, как говорится, в полную силу, он оказался как нельзя кстати. Ведь ртутный барометр (имеющий еще более почтенный возраст) с собой в кабину не возьмешь .

Он хоть и более точен, но, понятно, для летательного аппарата (за исключением, быть может, воздушного шара) громоздок и неудобен. А вот компактный и чувствительный анероид вполне подходит, несмотря на определенные ошибки в измерениях.

Ошибок на самом деле хватает, как впрочем у любого аналогового прибора. Есть инструментальные из-за несовершенства изготовления прибора, есть аэродинамические из-за неточности измерения давления, особенно на высоте, есть и методические из-за того, что прибор не может, естественно, находясь на высоте в полете, учитывать изменения давления у земли, а также изменение температуры у земли, которая влияет (и ощутимо) на величину давления. Однако все эти ошибки уже давно научились учитывать.

Высотомер — это есть, по сути своей, барометр-анероид. Атмосферное давление подводится к его герметичному корпусу от ПВД (приемник воздушных давлений). а в самом приборе чувствительная анероидная коробка, деформируясь, реагирует на его изменения, передавая эту свою реакцию через специальную кинематическую систему (ее еще называют передаточно-множительный механизм ) на указательную стрелку, двигающуюся по шкале, что и видит экипаж в кабине летательного аппарата.

Схема высотомера ВД-20.

Все барометрические высотомеры (как наши, так и зарубежные) имеют принципиально одинаковую конструкцию, но разных вариаций хватает в зависимости от типа воздушного судна, порядка использования и дополнительных функций.

Первые высотомеры. использовавшиеся на старых самолетах оказались не очень-то удобны для визуального использования. Их лицевая панель была очень похожа на современные автомобильные спидометры. Стрелка была одна с пределом измерения от 0 до 1000. Причем полный круг она не описывала (как стрелка скорости у автомобильного спидометра).

А под этой стрелкой находились окошки с цифрами в них, в точности, как у автомобильного одометра. только показывали они, естественно, не пройденное расстояние, а тысячи футов (метров) высоты. То есть летчик по стрелке определял десятки и сотни метров высоты, а по цифровым окошкам тысячи.

Обычные барометрические указатели высоты полета самолета (высотомеры ) все двухстрелочные (встречаются и трехстрелочные). Их циферблат похож на циферблат часов, только количество цифровых секторов не двенадцать, а десять.  Длинная стрелка (минутная ) делает один оборот при изменении высоты на 1000 м, при этом короткая (часовая ) перемещается только на один цифровой сектор.

То есть малая стрелка отсчитывает километры высоты (то есть, по сути дела, полную высоту), а большая – метры, причем эти стрелки могут работать как на одной шкале, так и каждая на своей.

Высотомер ВД-10.

Пределы измерения у приборов могут быть различны. Например, высотомеры ВД-10. ВД-17 измеряют высоты до 10-ти тысяч метров и устанавливаются в основном на самолеты, максимальная высота полета которых не очень велика. А такие, как например ВД-20 (стоит на ТУ-134. ТУ-154 ), ВД-28 (стоит на МИГ-29 ), ВДИ-30 (стоит на МИГ-23) имеют пределы измерения большие, соответствующие цифрам в их наименовании. То есть 20, 28 и 30 км высоты соответственно. Буквы во всех их названиях означают « высотомер двухстрелочный ».

Высотомер ВД-28.

Бывают и однострелочные, когда в наличии только одна, большая стрелка, но тогда на циферблате обязательно есть окошко в котором полная высота представлена цифрами (подобно вышеописанным старым высотомерам, но в более удобном виде ). Таков, например, высотомер УВИД-15(Ф). Буква Ф означает «футовый». Это связано с тем, что высота в России и некоторых других странах из меряется в метрах, а во стальном мире в футах (1 фут равен 0,3048 м). Поэтому и приборы могут быт градуированы в метрах или в футах.

Или вот еще один высотомер, не наш, западный. Марки не знаю, но это и неважно. Важно другое. На нем, как вы видите аж три окошка с цифрами.

Альтиметр с окошками Колсманна.

Окошки эти (точнее два нижних) называют окнами Колсманна по имени американского изобретателя Пауля Колсманна ( Paul Kolsmann. эмигрировал в Америку из Германии в 1923 году ), занимавшегося авиационными приборами. Он-то как раз эти окна и придумал. Для чего?

На самом деле – это очень важная вещь в деле контроля высоты полета самолета. и на каждом высотомере есть как минимум одно окно Колсманна. Кроме того все эти приборы имеют специальную кремальеру. кинематически связанную со шкалой, которая видна в этом окне. Шкала эта подвижна и на ней нанесены цифры, представляющие собой величину атмосферного давления.

Это давление может быть представлено на приборах в различных единицах измерения. В России используются миллиметры ртутного столба, в Америке и Канаде та же величина в дюймах ( inch-ах. один дюйм (inch) равен 2,54 см), в Европе и других странах – в гектопаскалях (или миллибарах, что то же самое ).

В том «западном» высотомере это давление показано для удобства сразу в двух окошках (Колсманна). В левом в гектопаскалях, в правом в дюймах.

Для любого измерительного прибора, чтобы он осуществлял свои функции, требуется наличие нуля, точки отсчета. Для высотомера. соответственно, тоже должна быть какая-то начальная ( нулевая) высота. А так как прибор барометрический. то эта высота должна соответствовать определенному начальному давлению, например, давлению того места откуда начинается полет. Вот это самое начальное давление как раз и устанавливается на высотомере в окошке Колсманна.

Хотя на самом деле таких «начальных давлений» в практике полетов существует несколько. Поэтому и определений высот полета самолета тоже несколько. Первая – это, пожалуй, истинная высота Нист.. Это реальная высота полета, отсчитываемая от точки поверхности местности, над которой в данный момент пролетает самолет. Международное обозначение AGL (Above Ground Level).

Высотомер. как барометрический прибор, не меряет реальную высоту непосредственно. Он делает это косвенно, измеряя разность давлений между начальным давлением и давлением на той высоте, на которой он находится. Получаем так называемую барометрическую высоту. Она может довольно сильно отличаться от реальной высоты AGL. Все зависит от величины давления, установленной на высотомере.

Виды высот полета самолета.

Далее высота относительная Нотн.. Она отсчитывается от некоего условного уровня, обычно от уровня аэродрома, с которого взлетает (или на который садится) самолет. В международном обозначении эта высота #8211   height и ей соответствует давление QFE (Q -code F ield E levation), то есть давление на уровне порога ВПП.

Еще одна высота это абсолютная Н абс .. Это высота полета самолета, отсчитываемая от условного (среднего) уровня моря. Международное обозначение – altitude. Этой высоте соответствует давление QNH (Q -code N autical H eight) означающее давление в данной точке земной поверхности, приведенное к уровню моря.

На всякий случай скажу, что значит «приведенное к уровню моря» (упрощенно ). Имеем вышеупомянутое давление в данной точке поверхности. Допустим, это давление на пороге ВПП, то есть QFE. Превышение (абсолютная высота) этой точки над уровнем моря известно (обычный топографический параметр ).

Кроме того, известна зависимость падения давления с высотой. Например, для небольших высот принято, что изменение высоты на 11,2 м соответствует изменению давления на 1мм рт. ст. (так называемая барометрическая ступень ) или подъем на высоту 800 м соответствует падению давления на 100 гПА.

Остается высоту нашей точки от уровня моря поделить на 11,2 (если за единицу измерения принимаем мм.рт.ст.) и полученное давление сложить с имеющимся (QFE, в данном случае). В итоге имеем давление в точке, если бы она находилась на уровне моря (то есть приведена к уровню моря).

Интересно, что средний уровень моря (международное обозначение MSL ) во ряде стран СНГ, в России и в Польше ведется с использованием Балтийской системы высот (то есть по уровню Балтийского моря в Кронштадте), а по стандартам ICAO с использованием системы WGS-84, которые не полностью совпадают.

Кроме того еще высоты полета самолета до 200 м именуются предельно малыми. от 200 до 1000 м малыми. от 1000 до 4000 м средними. от 4000 м до 12000 м большими и выше 12000 м – стратосферными .

Летчик, выруливая на взлетную полосу аэродрома с помощью вышеуказанной кремальеры устанавливает в окошке высотомера определенное давление, которое ему сообщает диспетчер (руководитель полетов). Для российских аэродромов – это давление QFE. то есть на высотомере при этом стоит высота, равная нулю.

Интересно, что так делается только в России (и в некоторых странах СНГ). В остальном мире перед вылетом на высотомере выставляется давление, приведенное к уровню моря, то есть QNH. И на высотомере у них уже до взлета стоит высота превышения аэродрома над уровнем моря (а вовсе не ноль, как у нас).

Далее самолет взлетает и в процессе полета летчик на определенных этапах полета выставляет на высотомере соответствующие давления, которые ему сообщает диспетчер (руководитель полетов). Сам этот порядок выставки строго регламентирован, потому что от  него напрямую зависит безопасность полетов.

В статье о TCAS я уже говорил, что воздушное пространство только кажется необъятным, хотя когда-то оно, конечно, таковым и было . Но сейчас самолетам в воздухе уже довольно тесно (особенно над Европой и Америкой) и, чтобы избежать никому ненужных встреч в воздухе, возрастает роль воздушного эшелонирования .

Оно бывает продольное, боковое и вертикальное. Нас сегодня интересует последнее, как непосредственно связанное с высотой полета самолета. Упрощенно суть вертикального эшелонирования такова. В некоторой области воздушного пространства через определенные интервалы по вертикали назначаются высоты, на которых должны находиться воздушные суда для того, чтобы гарантированно избежать опасного сближения (или даже столкновения) при пролете в относительной близости по отношению друг к другу.

Тут появляется еще одно определение высоты полета самолета. Это высота эшелона. Или просто эшелон (международное обозначение FL ). Но для того, чтобы самолеты, находящиеся на разных эшелонах, были гарантировано на достаточном высотном интервале друг от друга, нужно, чтобы их высотомеры работали одинаково, то есть, чтобы у всех у них изначально было установлено одно и то же давление. Тогда в любой заданной точке пространства высотомеры разных самолетов будут показывать одну и ту же высоту.

Есть одна такая величина давления, которая одинакова и постоянна во всем мире. Вот она-то и выставляется на высотомере для  полета воздушного судна на эшелоне. Это стандартное атмосферное давление 1013,2 гПа = 760 мм рт. ст. = 29,92 дюйма рт. ст. Международное обозначение QNE ). Оно, кстати, выставлено на высотомере, показанном выше, том самом с двумя окошками Колсманна.

Давление одинаковое, а схемы эшелонирования в разных странах могут быть разными. Иной раз мешанина еще та . При пересечении границ различных государств экипаж самолета действует по указанию диспетчера, и по его же указанию может поменять эшелон.

То есть высота эшелона скорей всего не будет соответствовать истинной высоте полета и даже будет от него отличаться на сотни метров. Зато безопасное эшелонирование будет соблюдено. И даже, если самолет летит на самом нижнем эшлоне, он все равно находится достаточно далеко от земли (как минимум в 1500-1800 м). то есть ниже нижнего эшелона тоже существует своя зона полетов.

Схема высот с принципом перехода на эшелон и обратно.

А действия экипажа для перехода воздушного судна к полету на эшелоне таковы. Самолет взлетает с выставленной на его высотомере величиной давления, соответствующей QFE (у нас) либо QNH (у них). Далее в наборе он достигает определенной высоты, называемой высотой перехода (международное обозначение ТА ). При пересечении этой высоты экипаж выставляет на высотомере стандартное атмосферное давление 1013,2 гПа (QNE). После этого продолжается набор высоты, и самолет занимает свой эшелон согласно указаниям диспетчера.

При снижении тоже существует определенная условная высота, на которой уже происходит смена установленных на высотомере давлений с QNE на QFE или QNH. которые нужны экипажу для полета в районе аэродрома и захода на посадку. Эта высота называется эшелон перехода (международное обозначение TL ).

Высота перехода в России для каждого аэродрома своя, а за рубежом она в основном одинакова для всех пунктов взлета и посадки самолетов.

Эшелон перехода обычно рассчитываются из соображений безопасности так, чтобы между ними был промежуток по высоте не менее 300 метров. Это нужно для того, чтобы самолеты, покидающие эшелон и совершающие переход на него не имели возможности столкнуться на реальной для них высоте. То есть должен быть, так сказать, запас на перестановку давления на альтиметре. А слой пространства между высотой перехода и эшелоном перехода так и называется переходный слой .

В этом слое разрешены только набор высоты и снижение, то есть переходные эволюции с высоты на эшелон и с эшелона на высоту. Горизонтальный полет в переходном слое запрещен.

Система перехода на эшелон и обратно.

В случае, если полет совершается на высотах ниже нижнего эшелона, то в районе аэродрома на высотомере выставляется давление QFE, а при дальнейшем следовании по маршруту используется минимальное из замеренного во всех точках следования давление, приведенное к уровню моря, то есть по сути дела это QNH. Такой режим полетов обычно используют маловысотные поршневые самолеты, летающие по правилам визуальных полетов (ПВП), а также вертолеты.

Существует еще и такой вариант, когда шкалы давлений высотомера не хватает.  Обычно это возможно в том случае, если аэродром высокогорный. Если он расположен достаточно высоко, то давление на пороге его ВПП может оказаться ниже «последней черты» шкалы прибора.

В таком случае перед вылетом с этого аэродрома экипаж устанавливает на своем высотомере давление порога ВПП, приведенное к уровню моря, то есть все то же QNH. А показания высотомера будут в этом случае что-то типа начальной точки или «условного нуля». То же самое происходит и при подлете к таком аэродрому. Диспетчер сообщит экипажу QNH и абсолютную высоту этого аэродрома, которая будет отображаться на шкале в момент посадки.

Однако для полетов с такого рода аэродромов существуют и специальные высотомеры. Например, высотомер ВД-20К. Он так и называется «высокогорный». У него на каждой высотной шкале существует подвижный маркер (кинематически связанный с кремальерой выставки давления). В случае работы с высокогорного аэродрома на высотомере выставляется абсолютная высота порога ВПП, сообщаемая диспетчером. Тысячи метров по внутренней шкале, сотни и десятки по внешней. Тогда при посадке высотомер покажет нулевую высоту.

Высотомер ВД-20К.

Вся эта система на первый взгляд кажется довольно сложной. Этакая каша с эшелонами, высотами, давлениями, переходами, различными определениями и вариантами полета#8230 Не все уж так элементарно . Но на самом деле и не все так плохо . Сам по себе принцип вертикального эшелонирования и правила его соблюдения достаточно стройны и хорошо отлажены.

Точное и своевременное выполнение всех необходимых действий – вопрос правильного обучения и постоянной практики, чем пилоты современной авиации и занимаются. А некоторую «кашу» в этом деле создают, как ни странно, границы между государствами. Для самолета они, вроде бы, преграды не составляют: перелетел и все. Но на деле не все так просто.

При пересечении границы далее приходится лететь по правилам, действующим в государстве, над которым летит самолет. А это значит, что возможно придется поменять высоту или эшелон, которые, кстати, могут выражаться в различных единицах измерения (в футах или в метрах). Сама система эшелонирования может быть другая и правила производства полетов могут отличаться и еще много чего другого .

Стремление к единому порядку и стандартизации конечно имеет место (страны Европы, Америка и Канада), например, стандарты ICAO. но всяких местных различий хватает. Россия, например, всего около года назад перешла на футовую систему нумерации эшелонов (до этого была метрическая по стандартам СССР), по принципу системы RVSM. но при этом полеты ниже эшелона перехода все равно выполняются по-старому.

А в Китае действует система RVSM (с 2007 года), но эшелоны нумеруются в метрах. Интересно, что когда у них была старая система метрического эшелонирования (до 2007 года), она все равно отличалась от принятой в СССР.

О системе RVSM я говорил в статье о ТСАS. Напомню, что это вновь вводимая система эшелонирования, в которой на определенном участке высот определены сокращенные интервалы между эшелонами. Это сделано для увеличения пропускной способности воздушного пространства. Вот так вот . Тесно в воздухе на самом-то деле#8230

Вобщем, во всем этом деле высотомеру принадлежит очень важная роль. Измерение и контроль высоты полета самолета вообще считается очень важной задачей, потому что от правильного ее выполнения напрямую зависит безопасность полетов. Исходя из этого на современном летательном аппарате средства измеряющие высоту полета (как и многие другие жизненно важные элементы) дублируются.

Самолет ТУ-154. Верхний прибор - радиовысотомер РВ-5, ниже УВИД-15, ниже - ВД-15. Слева пустое окно для указателя УВО-15М1 (на фото ниже).

В комплекте приборного оборудования практически всегда присутствует высотомер. использующий другой способ измерения высоты — радиотехнический. Он так и называется — радиовысотомер .

Он работает по принципу радиолокации. то есть замеряет время прохождения радиосигнала (СВЧ) от самолетной передающей антенны (расположенной обычно на нижней части фюзеляжа) до поверхности и обратно (отраженный сигнал) до самолетного приемника. Это, по сути дела, частный случай радиодальномера .

Радиовысотомер А-034-4-12.

В отличие от барометрического высотомера его показания не зависят от состояния атмосферы, никакое исходное давление ему для работы не нужно, и показывает он истинную высоту до поверхности, отличаясь к тому же большей точностью.

Единственно теоретически возможная неточность состоит в том, что сигнал от от передатчика направленный. А это значит, что при больших углах крена и тангажа (более 20 º )возможны ощутимые неточности в измерениях, потому как в этом случае сигнал попадает на поверхность под углом (как гипотенуза в прямоугольном треугольнике) и проходимое им расстояние оказывается больше, чем истинная высота полета.

Радиовысотомер представляет собой комплект электронной аппаратуры с антенной. В кабину экипажа на приборную доску выведен только индикатор, непосредственно показывающий высоту, а также обычно имеется система предупреждения об опасной высоте со звуковой и световой сигнализацией.

То есть радиовысотомер может входить в комплект систем предупреждения столкновения с землей (типа TAWS или ЕGPWS ) и являться их важной составляющей частью. Кроме того он существенно повышает возможность автоматизации процесса посадки.

На практике наибольшее применение получили так называемые высотомеры малых высот. Это приборы с частотной модуляцией сигнала, работающие в режиме непрерывной локации. С их помощью замеряются высоты примерно до 1500 м и используются они чаще всего при осуществлении захода на посадку. Как пример можно привести высотомеры РВ-3 (высота до 300 м ) и РВ-5 (высота до 750 м).

Но существуют также высотомеры больших высот. работающие в импульсном режиме (импульсная модуляция). Замеряемые высоты – до 30000 м. Как пример можно привести радиовысотомер РВ-18 (18000 м). Такие аппараты применяются главным образом в военной авиации, а также, кстати, в космонавтике. Они применялись, например, для осуществления посадок спускаемых аппаратов на Луну.

В настоящее время практически на каждом самолете (за исключением быть может легких поршневых) стоит как минимум один радиовысотомер. А зачастую их может быть и несколько. Причем они могут работать (как я уже сказал) в комплексе с другими самолетными системами.

Например, на самолете СУ-24 использовались два радиовысотомера. РВ-3МП – радиовысотомер малых высот и РВ-18А1 «Крона» #8211 больших высот. На СУ-24М они были заменены на один высотомер, который совместил их функции РВ-21 #8220 Импульс#8221 (А-035).

Этот высотомер стал в том числе частью прицельно-навигационной системы ПНС-24М «Тигр». а на моем любимом СУ-24МР -  навигационного комплекса НК-24МР .

То же самое можно сказать и про барометрические высотомеры. Они используются параллельно с радиовысотомерами и их тоже бывает иногда и больше одного (в зависимости от конструкции летательного аппарата).

На приборной доске они все представлены, причем одни из них представляют собой классические барометрические высотомеры, получающие воздушные сигналы от ПВД, а другие являются только указателями ( индикаторами ), уже не имеющие ничего общего с барометром . чаще всего это уже электромеханические приборы .

Указатель высоты УВ-30-3 от СВС-72.

Дело в том, что все более усложняющаяся практика самолетостроения превратила современные летательные аппараты в сложные технические комплексы. Системы управления, пилотажно-навигационные системы, системы вооружения (на военных самолетах), различные специализированные разведывательные комплексы.

Для своей работы все это оборудование требует исходных данных, в том числе и данные о воздушной обстановке (высота абсолютная и истнная, скорость приборная и истинная, число М и др.). Причем данные эти должны быть определенной точности и с учетом определенных условий, например, сжимаемости воздуха, температурного нагрева при торможении потока и т.д.

Обычные аэрометрические приборы не могут похвастаться достаточной точностью, кроме того большинство из них не выдают сигналов в электронной форме, которые требуются для специальных систем.

Для того, чтобы решить эти вопросы были созданы централизованные системы, которые измеряют (получая сигналы давления непосредственно от ПВД), обрабатывают и вычисляют (с учетом всех воздушных особенностей и поправок) параметры полета и окружающей воздушной обстановки. Все эти данные затем передаются на указатели в кабине (те, которые необходимы в полете) и в бортовые комплексы специализированного оборудования, обеспечивая их правильное функционирование.

Это могут быть централи скорости и высоты (ЦСВ) или же системы воздушных сигналов (СВС). Первые более упрощенного вида. Пример – централь ЦСВ-1М. Она занимается измерением и выдачей на указатели таких параметров, как относительная барометрическая высота, истинной воздушная скорость, число М, температура наружного воздуха, относительная плотность воздуха.

Кабина МИГ-25РУ. 1 - барометрический указатель УВбСК, 2 - радиовысотомер, 3 - указатель высоты УВО-М1 в системе СВС.

Тоже ТУ-154, те же высотомеры плюс под буквой В указатель высоты УВО-15М1б (от системЫ СВС-ПН-15-4Б).

Приборная доска бомбардировщика ТУ-160. 1 - высотомер ВМ-15, 2 - указатель высоты УВО-М1 (от СВС), 3 - радиовысотомер.

Системы СВС более сложные, повышенной точности и расширенным кругом выполняемых задач. Например, система СВС-П-72. устанавливавшаяся ни самолетах МИГ-29. определяет (вычисляет) такие параметры полета, как Нотн, Набс, число М, истинную и приборную скорость, температуру и плотность воздуха.

Разведчик СУ-24МР. 1 - радиовысотомер РВ-21, 2 - указательвысоты УВО-М1 от СВС-ПН-5-3, 3 - высотомер ВД-28.

Часть этих параметров система индицирует на указателях в кабине самолета. Кроме того все они, так сказать, расходятся по потребителям . Что-то идет в регистратор параметров полета (черный ящик ), что-то в пилотажно-навигационный (или прицельно-навигационный) комплекс, в бортовую вычислительную машину ( БЦВМ ), а что-то, в частности высота ( Набс. ), поступает на самолетный ответчик. В этом случае отметка самолета на экране воздушной обстановки у диспетчера имеет данные о высоте полета самолета .

Отметки самолетов на эране радара диспетчера. Данные о высоте (в футах, плюс два нуля) - нижние левые трехзначные цифры.

По требованиям ICAO все воздушные суда должны передавать в автоматическом режиме данные о своей высоте. Если эти данные не формируются системой СВС (если ее нет на борту), то на борту должен быть высотомер (так называемый диспетчерский), который кроме визуальных показаний на циферблате также преобразует измерения барометрической высоты в электрический сигнал, который потом через самолетный ответчик получает диспетчер и видит у себя на экране воздушной обстановки.

Таковы (примерно ) два основных способа измерения высоты полета самолета. Существуют, однако, и другие, хотя конкурентами для двух первых они не являются . Например, акустический способ. использующий принцип эхолокации. Тот самый, который в природе используют летучие мыши. На этом принципе как раз и работает вышеупомянутый эхолот .

Сейчас определенную популярность приобрел способ измерения высоты с помощью GPS-технологий. Приемник этой системы, как известно, в зависимости от количества вещающих спутников может вычислить координаты тела в пространстве. Одна из координат – это высота над средним уровнем моря (в вышеупомянутой системе координат WGS84 ).

Такого рода высотомеры используются сейчас на некоторых самолетах (в основном малой авиации), а также в качестве парашютных высотомеров для спортивных прыжков с парашютом. Однако, широкой практикой это на стало, потому что для вычисления нужно время (около секунды) и выдаваемый сигнал на больших скоротях спуска уже не соответствует действительному (несмотря на введение коррекции на скорость).

Вернемся, однако, к началу . Высота полета самолета #8230 С одной стороны романтика, а с другой очень важный параметр, как с технической стороны, так и для безопасности. Высотомер – прибор, без которого не обходится ни один самолет.

На каждом летательном аппарате есть барометрический высотомер. На подавляющем большинстве современных самолетов и вертолетов есть радиовысотомеры (сейчас это актуально и для малой авиации). Кроме того, если на летательном аппарате присутствует система типа СВС. то наверняка есть еще и указатель высоты. работающий от нее. Вобщем, высотомеров хватает, и лишнее дублирование в этом смысле «лишним» не бывает .

Правда, на современных лайнерах пилотские кабины ощутимо изменились . Они теперь все стали «гладкие», простых циферблатов практически не увидишь, сплошные экраны, так сказать, «голая цифра». Удобно это с точки зрения эксплуатации или нет – не мне судить . Тем более, что принципы полетов остались такими же. Все те же высоты и эшелоны, все те же давления. И высотомеры все теже, быть может с несколько измененным внешним видом.

Кабина А320-214. Гладкая.

А вот это кабина ИЛ-86. Все по-старому.

Пожалуй, на сегодня все. Надеюсь всем все было понятно. Если есть какие-то неясности, пишите, обязательно разберемся .

Источники: http://podskajem2.com/kak-nazyvaetsya-pribor-dlya-izmereniya-otnositelnojj-vysoty/, http://www.chipdip.ru/video/id000293240/, http://aviaforum.ru/threads/opredelenie-vysoty-poleta.26955/, http://avia-simply.ru/visotomer-i-visota-poleta-samoleta/






Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением