Высотомер

Первый шаг на пути к осознанию высоты состоит в уверенности, что ваш высотомер работает исправно

Проверьте свой визуальный высотомер перед посадкой в самолет, чтобы убедиться в том, что он включен (если электронный) или обнулен, а также периодически посматривайте на него в процессе набора высоты в целях контроля его работы. Если вы не уверены в том, что высотомер работает правильно, сверьте его с любым другим устройством в самолете. Если показания отличаются, найдите причину. Возможно, устройство калибровки (если оно имеется) было сбито, а может быть, сели батарейки, или прибор попросту неисправен. В последнем случае лучше всего не совершать прыжок, а остаться в самолете или же уделить больше внимания остальным способам определения высоты.

В случае исправного высотомера хорошим упражнением может стать периодическая проверка высоты во время подъема с выглядыванием в окно для получения картинки поверхности земли в целях тренировки глазомера. Это также полезное времяпрепровождение для наблюдения пейзажа за окном и определения положения относительно аэродрома. Ваши глаза, как правило, не настолько точны, как высотомер, но они могут дать общее представление о высоте для сравнения с показаниями прибора и подстрахуют в случае его поломки. Кроме того, это поможет быть осведомленным в высоте в случае возникновения проблем с самолетом — ведь варианты ваших действий будут меняться в зависимости от высоты возникновения неполадок.

Подобные упражнения на сравнение высот можно выполнять и на коммерческих рейсах авиакомпаний, когда вам доступны дисплеи с точными высотами во время перелета (но помните, что в герметичных салонах и кабинах наши высотомеры работают некорректно).

Проверьте высоту в момент подготовки к отделению. Это позволит вам точно знать высоту отделения, которая может отличаться от привычной. После отделения продолжайте периодически смотреть на высотомер в течение всего свободного падения. Используйте для этого другого рода «внутренние часы» — таймер, который рассчитывает, сколько времени прошло с тех пор, как вы проверили высоту. Проверка высоты каждые 10 секунд — отличное задание, для выполнения которого можно использовать дополнительные возможности, возникающие в процессе прыжка. Например, если вы подошли к своему слоту в формации, но вынуждены ждать кого-то еще — у вас достаточно свободного времени, чтобы взглянуть на высотомер.

Особенности эксплуатации и настройки

Если не являетесь лётчиком, не имеете отношения к авиации, то можете смело пролистать эту часть и перейти к рассмотрению мобильных приложений.

• Обязательно нужно узнать погоду, уточнить информацию о давлении. Делается это предварительно до взлёта;
• Полученные значения вводятся в аппарат-высотомер, чтобы откалибровать его, оптимально настроить;
• Дальше всё рассчитывает автоматически, но при снижении диспетчер оповещает о текущем давлении в пределах посадочной зоны. А пилот вносит коррективы в прибор;
• При достижении 1000 метров происходит переключение на радарный альтиметр, высота измеряется с помощью радиоволн.

Полезный контент:

• Как зайти в Рекавери меню на Андроид на разных устройствах
• net ERR INSECURE RESPONSE — что это за ошибка в браузере
• Гироскоп — что это за датчик?
• NFC – что это, как работает и для чего нужен

Измерение давления воздуха

Чтобы измерить давление воздушного столба используют барометры. Они могут быть по своим конструктивным особенностям самыми разнообразными, от простых изделий, до высокотехнологичных приборов http://www.asu-kip.ru/products/ .

Ртутные

Данный вид относится к жидкостным. В трубке шкалы используется ртуть, которая поднимаясь под воздействием внешнего давления воздуха, указывает его значение (в мм рт. ст., барах или Па) на градуированной шкале. Несмотря на свою простоту, являются достаточно точными, поэтому используются на метеорологических станциях. По ним сверяются остальные приборы. Кстати, при их эксплуатации всегда вводят поправку на силу тяжести, создаваемую земной поверхностью и на инструментальную неточность.

В зависимости от устройства ртутного барометра выделяют:

— Чашечный тип. Чаще всего в него встраивают дополнительно термометр, который также может быть ртутным или спиртовым. Точность такого прибора достигает 0,1 мм ртутного столба. — Сифонно-чашечный и сифонный. Их принципы работы схожи. В конструкции имеется коленная трубка с перетекаемой жидкостью. Один конец ее запаян, а другой остается открытым. Благодаря специфики ртути, как металла, достигается высокий показатель точности – 0,05 мм рт.ст.

Основанные на работе жидкости

Здесь используется принцип уравновешивания жидкости в двух переливающихся сосудах. Но в качестве жидкого вещества не используется ртуть, а применяется, например, подкрашенная спиртовая жидкость.

Благодаря большой погрешности, их использование на сегодняшний день практически сведено к минимуму.

Анероиды

Более сложная конструкция, включающая в себя металлическую коробку с полостью, внутри которой создается вакуум. В зависимости от изменения положения пластины, регулируется направление стрелки, указывающее на шкале значение давления воздуха.

Их используют в походных условиях, но перед этим сверяют и выставляют по более точному ртутному барометру.

Альтиметр

Это так называемый анероидный высотометр. Он измеряет атмосферное давление в зависимости от высоты над поверхностью уровня моря. Ведь, в смысл 1 атмосферы вкладывается понятие давление воздушного столба ровно на уровне моря. Чем выше человек поднимается в горы, тем меньшее давление оказывается атмосферой. Ведь в этом случае слой воздуха становится тоньше ровно на ту величину, на которую поднялся человек над поверхностью водной глади.

Альтиметры имеют одновременно 2 шкалы – на одной отображается давление, тогда как вторая указывает высоту. Устанавливают альтиметр на летательных аппаратах, где шкала преобразована в циферблат. Именно по такому прибору определяется высота полета.

Барограф

Также такой аппарат называют барометром самописцем. Его основная особенность заключается в том, что он непрерывно регистрирует атмосферное давление, то есть по нему можно сориентироваться в степени его изменения с течением времени. Электронный

Прибор наиболее точный и современный. В нем применяется принцип анероида. Но полученные с гибкой пластины и гофра данные передаются не на стрелку, а отображаются с помощью цифровой кодификации сигнала на жидкокристаллическом табло.

Важно понимать, что и этот точный прибор изначальной выставляется и градуируется по ртутному барометру. Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил

Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Источник

GPS

Для определения высоты могут использоваться также GPS-приёмники. Принцип действия основан на одновременном измерении расстояния до нескольких (как правило — от четырёх до шести) вещающих спутников, находящихся на известных и специально корректируемых орбитах. На основании математических вычислений прибор определяет точку в пространстве — координаты φ, λ — широту и долготу места на модели поверхности Земли, а также высоту Н относительно уровня моря модели и\или высоту над эллипсоидом (наиболее распространённый в GPS технике эллипсоид это WGS84). Минимальное число спутников, необходимое для расчёта высоты, равно трём. Только координат — двум. Для определения времени достаточно сигнала одного спутника. Большее число спутников позволяет увеличивать точность вычисления параметров.
С точки зрения истинности определения абсолютной высоты имеет преимущество как перед барометрическими, так и перед радиотехническими высотомерами, так как не зависит ни от атмосферного давления, ни от измерения расстояния до физического рельефа местности.

Тем не менее, надо помнить, что на скоростях спуска сильно проявляется доплеровский эффект, да и на вычисление параметров приёмнику нужно некоторое время (до секунды), что приводит к отставанию вычисленной координаты от реальной. Специальные парашютные высотомеры ведущих фирм имеют коррекцию на скорость, однако, так как скорость вычисляется по тем же сигналам, точность GPS приборов в условиях прыжка всё равно остаётся довольно низкой. Например, в автомобилях со встроенной системой GPS, приёмник получает сигнал от автомобильного датчика скорости и использует его для коррекции своих показаний. Их достоинство — низкая цена и вес. Использование для бейсджампинга и прочих маловысотных прыжков не рекомендуется. Кроме того, из-за отражений GPS сигнала от скал или опор показания GPS высотомера могут стать вовсе непредсказуемыми. Для бейсджампинга рекомендуются барометрические высотомеры, механические или электронные.

Точность измерений при необходимости может достигать порядка нескольких сантиметров, при использовании закрытого военного канала L1, лицензию на который выдаёт министерство обороны США (не бесплатно и не всем), с применением дорогостоящего оборудования, и по этой причине в быту не применяются.[источник не указан 2581 день] Точность измерения бытовых приборов GPS в статике (отсутствии движения) — порядка 10 метров, что вполне достаточно для большинства задач ориентирования.[источник не указан 2581 день]

Звуковой высотомер

Звуковой высотомер — превосходный инструмент, напоминающий нам обо всех необходимых высотах: разбежка, открытие, принятие решения, контрольные точки. Однако он не дает возможности узнать промежуточные высоты в любой момент. Это отличное страхующее устройство — и только в таком качестве его и следует использовать. Не полагайтесь на один лишь высотомер. Высота постоянно уменьшается в процессе выполнения прыжка. И это невосполнимый ресурс. Потеря высоты зависит от скорости падения (т. е. типа прыжка) и стиля пилотирования купола.

Источник

houston.skydivespaceland.com

Перевод

Екатерина Северенкова

Барометрический высотомер

Радиовысотомер РВ-5, однострелочный высотомер УВИД и двустрелочный ВМ-15 на Ту-154М-100

Барометрический высотомер предназначен для определения барометрической высоты или относительной высоты полёта.
Принцип действия барометрического высотомера основан на измерении давления атмосферы. Известно, что с увеличением высоты уменьшается и текущее атмосферное давление. Данный принцип положен в основу прибора, который на самом деле измеряет не высоту, а давление воздуха. Конструктивно прибор состоит из запаянной коробочки с мембраной, изменение положения которой механически связано со стрелками, перемещающимися вокруг шкалы, проградуированной в цифрах. На машинах со сравнительно низким практическим потолком (на Ан-2 и большинстве других поршневых самолётов, на вертолётах) установлен двустрелочный высотомер ВД-10 или аналогичный зарубежный, подобный обычным часам — только циферблат разделён не на 12, а на 10 секторов, каждый сектор для большой стрелки означает 100 м, а для маленькой — 1000 м.

Аналогичный по конструкции высотомер ВД-20 (высотомер двустрелочный на высоту до 20 км), установленный, например, на Ту-134, имеет отдельную градуировку циферблата для короткой стрелки до 20 км. Примечательно, что данная конструкция стала де-факто международным стандартом. Другие высотомеры, например, УВИД-15, имеют лишь длинную стрелку (один оборот за 1000 м или 1000 фт высоты), а полная высота отображается цифрами в окне. Точность измерения барометрических высотомеров (допустимая погрешность измерений) определяется действующими стандартами и лежит, как правило, в пределах до 10 м.

Высота полёта воздушного судна над земной (либо водной) поверхностью вычисляется по разности давления воздуха в точке нахождения судна и давления на поверхности, над которой оно находится. Атмосферное давление на поверхности (как правило, в районе аэродромов посадки, горных массивов либо крупных опасных препятствий) сообщается экипажу наземными службами. Для правильного отображения высоты полёта на приборе необходимо вручную установить величину атмосферного давления на земле (или давление, приведённое к уровню моря). Неправильная установка экипажем такого давления при полётах с нулевой видимостью не раз становилась причиной авиакатастроф.

Нужно отметить, что в авиации могут применяться несколько вариантов установки давления барометрического высотомера. В России и некоторых странах СНГ при полетах ниже эшелона перехода (ниже нижнего эшелона) принято устанавливать давление аэродрома (при заходе на посадку и вылете) или минимальное давление на маршруте, приведённое к уровню моря (при полетах по маршруту). В большинстве стран мира ниже нижнего эшелона отсчет высоты выполняют по давлению, приведенному к уровню моря.

Для полётов по воздушным трассам (выше высоты перехода) в авиации используется понятие эшелон, то есть условная высота, измеренная до изобары (условной линии постоянного давления) 760 мм рт. ст., она же 1013 мбар (гПа) или 29,92 дюйма рт. ст. Установка на всех воздушных линиях всеми без исключения воздушными судами одинакового давления на барометрических высотомерах создаёт единую для всех систему отсчёта, позволяющую осуществлять безопасное воздушное движение.
Снижение воздушного судна на посадку без достоверной информации об атмосферном давлении в районе аэродрома категорически запрещается.

По требованиям ИКАО на всех воздушных судах устанавливается т. н. диспетчерский высотомер (например, типа УВИД), который, помимо показа высоты на шкале, выдаёт сигнал высоты самолётному ответчику, благодаря чему авиадиспетчер может видеть на экране точную высоту воздушного судна.

Парашютный высотомер — это обычный барометрический высотомер с удобным креплением на руку. Предназначен для измерения и визуального контроля высоты в свободном падении и при спуске на раскрытом парашюте, а также для определения атмосферного давления. Имеет малый размер и массу (площадь циферблата в среднем не больше 10х10 см, масса не более 700 г). Корпус выполняется из ударостойкого материала. Также на парашюте нередко устанавливается автомат высоты (по конструкции — тот же высотомер), автоматически раскрывающий парашют на заданной высоте, если этого не сделал парашютист.

Существуют также электронные высотомеры, они не только измеряют высоту, но и сигнализируют на заданных высотах.

Каким образом измеряют высоту и скорость

Дата

Категория: Транспорт

Скорость и высоту полета измеряют приборами, которые называются указателями воздушной скорости и высотомерами. Для определения скорости измеряют разницу давлений воздуха, проходящего через трубку, названную трубкой Пито. Она укреплена на крыле или в носовой части корабля.

Анероидный барометр, связанный с трубкой, реагирует на подобные изменения давления тем, что расширяется либо сужается. Передаточный механизм передает движения барометра на шкалу индикатора, которая установлена на приборной панели в кабине пилота. Чем больше скорость самолета, тем больше разность давлений на двух концах трубки Пито.

Для измерения высоты пользуются двумя способами. Существует барометрический высотомер, или альтиметр, который просто меряет атмосферное давление за бортом. Естественно, что это давление меняется при подъемах или снижениях. Вакуумная анероидная коробка при изменениях давления меняет нагрузку на подсоединенную к ней пружину, что механизмом барометра-анероида передается дальше на измерительную шкалу высотомера. Другой тип альтиметра — радиовысотомер. Он посылает на землю радиоволну и определяет высоту по времени, которое требуется этой волне, чтобы дойти до поверхности и, отразившись от нее, вернуться обратно.

Маховой указатель воздушной скорости (указатель Маха)

Такой указатель измеряет скорость движущихся в воздухе объектов по отношению к скорости распространения звука в воздухе. Измеряется перепад давлений между открытым концом трубки Пито и в боковом патрубке постоянного давления. И все эти изменения давления отражаются на показаниях измерителя скорости.

Обозначения на рисунке сверху статьи:

1. Валик передаточного механизма

2. Шестерня 3. Коронная шестерня

4. Стопорный рычаг

5. Секторная шестерня

6. Вал-шестерня

Указатель воздушной скорости, он же указатель Маха, назван так в честь физика Эрнста Маха, который изучал распространение звука и установил, что его скорость на уровне моря примерно равна 760 милям в час.

Принцип устройства трубки Пито

Трубка Пито измеряет одновременно два давления: налетающего воздушного потока и статическое давление в боковине трубы, что соответствует давлению атмосферы на уровне трубки. Разница в отсчетах этих двух давлений выводится на приборную панель в значениях воздушной скорости.

Трубка Пито (приемник полного давления) расположена в носу или на конце крыла самолета

Высотомер (альтиметр)

В высотомере, работающем на принципе измерения атмосферного давления, используется воздушный барометр, который находится за бортом самолета. Показания высотомера в футах или метрах выводятся на приборную панель в кабине пилота. Перед полетом на таких высотомерах должно быть установлено нулевое значение высоты. Оно соответствует начальному давлению, которое меняется в зависимости от погоды.

Радиовысотомер

Существует два вида радиовысотомеров. Один определяет высоту по изменению частоты между посланной радиоволной и той, что пришла на борт, отразившись от поверхности (рисунок справа). Другой вид радиовысотомера определяет время между посланным и вернувшимся сигналом. Первого вида высотомеры в основном используются на малых высотах, а второго — для измерений на больших высотах.

Что такое барометрический высотомер

Барометрический альтиметр – специальное устройство, которое измеряет давление атмосферы для определения относительных и абсолютных высот.

Барометрический высотомер, как правило, определяет совсем не высоту, а атмосферное давление в текущий момент времени. Чтобы понять как работает современный альтиметр, необходимо прочитать следующий абзац.

Высота определяется по принципу того, что с повышением показателя высоты, давление атмосферы всегда пропорционально сокращается. По сравнению со спутниковым альтиметром, главное преимущество барометрического устройства в том, что его работа вообще не зависит от сигнала спутника.

Кроме того, спутниковые альтиметры для определения нулевой отметки применяют условную модель земли. А это может давать сильную погрешность в показаниях на разнообразных локальных участках местности. Барометрический высотомер этого недостатка лишен. Поэтому принцип общей работы такого высотомера намного лучше.

Барометрический альтиметр

С помощью данного прибора возможно определение относительной высоты полета. Это устройство работает за счет измерения давления в атмосфере. Всем известно, что с поднятием на высоту атмосферное давление уменьшается. Именно за счет данного принципа и работает высотомер. В действительности он измеряет не высоту, а давление атмосферного воздуха, на основе которого определяется высота.

Конструктивно альтиметр представляет собой запаянную коробку, которая имеет мембрану. С изменением давления мембрана меняет свое положение. К ней между мембраной и стрелкой прибора существует соединение. В силу этого малейшие изменения мембраны отображаются стрелкой на проградуированной шкале.

Такие высотомеры установлены на летательных аппаратах с небольшой максимальной высотой полета. Прибор имеет сходство с часами, поскольку он имеет круглую форму и две стрелки. Основным отличием является то, что табло разделено на 10 секторов. Одна из стрелок, перемещаясь на одно деление, отмечает высоту в 100 метров, а вторая, меньшая, отмечает изменение высоты на 1 километр.

Более современные барометрические высотомеры позволяют измерять высоту до 20 километров над уровнем моря. Нужно отметить, что эта конструкция неофициально считается стандартом в авиастроении. Также существуют альтиметры с одной стрелкой, полный оборот на 360 градусов отвечает одному километру высоты. 

Нужно отметить, что иногда необходима ручная настройка высотомера с учетом наземного давления на аэродромах, тем более когда они расположены в горных районах. Из-за неправильной настройки высотомера случилось много катастроф, риск увеличивается при нулевой видимости.

В странах СНГ принято устанавливать давление на приборе такое же, как и давление аэродрома, на который проводится посадка, это можно считать точкой отсчета. Западные страны в качестве точки отсчета высоты используют давление на уровне моря.

Еще одной точкой отсчета высоты является так называемая линия эшелона. Эшелон – это стандартное давление в 760 мм рт. ст., которое наступает на высоте. Это условная линия высоты с постоянным давлением. Данная условная линия отсчета высоты является стандартом для авиации всего мира. Нужно отметить, что посадка всех летательных аппаратов запрещена без уточнения атмосферного давления над аэродромом. Требования ИКАО гласят об обязательном наличии на борту диспетчерского альтиметра, который кроме показа высоты сигнализирует самолетному ответчику, все это позволяет авиадиспетчерам определить реальную высоту полета судна.

Существуют небольшие высотометры, которые используют десантники и парашютисты для прыжков. Данный прибор имеет небольшую массу и размер, корпус изготовлен из ударопрочного материала. Такие системы устанавливаются на парашютах. На данный момент используют и электронные приборы, которые сигнализируют о прохождении заданных высот.

GPS-высотомер

В авиации высоту можно вымерять с помощью современных GPS-приемников. Этот прибор работает за счет посыла сигналов на несколько спутников, которые находятся на постоянных орбитах движения. Математические вычисления прибора позволяют точно определить координаты летательного аппарата и его высоту. Высота измеряется относительно модели земли типа WGS84. Нужно отметить, что прибор GPS работает со спутниками. Так с помощью связи с двумя спутниками можно установить точные координаты. Чтобы определить высоту полета, необходима связь с тремя спутниками. Работа высотомера GPS имеет значительно больше преимуществ, нежели барометрические и радиотехнические приборы, поскольку определение высоты не зависит от показателей давления, пересеченной местности и крена летательного аппарата.

Все же некоторые недостатки существуют и в таких приборах. При использовании на скоростных истребителях очень быстрое снижение не позволяет приборам отображать реальные показатели. В подобной ситуации вычислительному прибору необходимо время на отправление и получение сигнала от спутника, подобные задержки могут достигать одной секунды. Более новые модели GPS-альтиметров имеют возможность учитывать скорость снижения, что делает их более точными.

Для небольших высот более точными и надежными являются все же барометрические и радиотехнические высотомеры, поскольку на них не влияет отражение сигналов от поверхности и помех от наземных электрических систем.

Бытовые GPS-системы, которые используются в автомобилях или мобильных телефонах, могут иметь отклонение от точности на 10 метров, этого достаточно для эффективного ориентирования на местности. Военные и спецслужбы США используют закрытый и более точный канал GPS под названием L1, который позволяет измерять точность высоты до нескольких сантиметров.

Принцип

Как следует из названия, радар ( ра Dio д etection й г anging) является принципом фундамента системы. Система передает радиоволны на землю и измеряет время, за которое они отражаются обратно в самолет. Высота над землей рассчитывается на основе времени распространения радиоволн и скорости света . Радиолокационным высотомерам требовалась простая система для измерения времени пролета, которую можно было отображать с помощью обычных инструментов, в отличие от электронно-лучевой трубки, обычно используемой в ранних радиолокационных системах.

Для этого передатчик отправляет частотно-модулированный сигнал, частота которого изменяется во времени, повышаясь и понижаясь между двумя частотными пределами, F _min и F _{max в} течение заданного времени, T. В первых модулях это было достигнуто с помощью LC. бак с подстроечным конденсатором, приводимым в движение небольшим электродвигателем. Затем выходной сигнал смешивается с несущим радиочастотным сигналом и отправляется на передающую антенну.

Поскольку сигналу требуется некоторое время, чтобы достичь земли и вернуться, частота принятого сигнала немного задерживается по сравнению с сигналом, отправляемым в этот момент. Разницу в этих двух частотах можно извлечь в смесителе частот , и поскольку разница в двух сигналах возникает из-за задержки, достигающей земли и обратно, результирующая выходная частота кодирует высоту. Выходные данные обычно составляют порядка сотен циклов в секунду, а не мегациклов, и могут легко отображаться на аналоговых приборах. Этот метод известен как радиолокатор непрерывного действия с частотной модуляцией .

Радиолокационные высотомеры обычно работают в диапазоне Е , К группы , или, для более продвинутых измерения уровня моря, S группы . Радиолокационные высотомеры также обеспечивают надежный и точный метод измерения высоты над водой при полетах по протяженным морским путям. Они критически важны для использования при работе на нефтяных вышках и обратно.

Высота, указанная устройством, не соответствует высоте, указанной стандартным барометрическим высотомером. Радарный высотомер измеряет абсолютную высоту — высоту над уровнем земли (AGL). Абсолютную высоту иногда называют высотой, потому что это высота над подстилающей поверхностью.

С 2010 года все коммерческие радиолокационные высотомеры используют линейную частотную модуляцию — непрерывную волну (LFM-CW или FM-CW). По состоянию на 2010 год около 25 000 самолетов в США имели хотя бы один радиовысотомер.