✅ Высотомер (альтиметр). Виды и работа. Применение и особенности

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.

Видео

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 явля

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.

Радиотехнический высотомер

Основная статья: Радиовысотомер

Принцип действия основан на измерении между посылкой и приёмом , отражённых от поверхности, до которой измеряется высота (земля либо вода). В отличие от барометрических высотомеров радиовысотомер измеряет истинную высоту полёта, поэтому не зависит от наличия информации о давлении воздуха, отличается также более высокой точностью. На практике радиовысотомеры используются на малых высотах, вблизи земной (либо водной) поверхности, потому как применение данной технологии с больших высот требует мощного источника излучений, а также аппаратуры, способной эффективно противостоять помехам. Конструктивно прибор состоит из СВЧ радиопередатчика, направленная антенна которого расположена «на брюхе» воздушного судна, приёмника отражённого сигнала, устройств обработки сигналов, а также — монитора на приборной доске экипажа, на который передаются данные о текущей высоте. К недостаткам прибора можно отнести выраженную направленность измерений (направление луча передатчика, направленного перпендикулярно вниз). По этой причине применение радиовысотомеров эффективно только в равнинной местности, и практически бесполезно в горных и сильно пересечённых районах. Кроме того, вызывает вопросы экологичность подобных измерений, так как для обеспечения требуемой точности необходимо применять коротковолновые мощные передатчики, несущие явную опасность для биосферы.

Какие виды бывают?

Существует несколько типов, базирующихся на разных механизмах измерения высоты:

  • Радарный. Применяется исключительно в авиационной отрасли. Он вычисляет время прохождения сигнала от самолёта до земли, на основании этих данных определяется уровень вертикального отдаления летательного средства от земной поверхности. Недостатком является то, что использование целесообразно на небольшой высоте, поскольку при увеличении этого показателя требуется более мощное оборудование для отправки волн, необходима дополнительная защита от искажений;
  • Анероидный. Совмещен с датчиком давления. Чем выше объект – тем меньше на него «давит» атмосфера. Прибор нуждается в предварительной калибровке, дабы отображались корректные результаты измерения. Подобными гаджетами пользуются парашютисты, прикрепляя девайс к руке. При этом может быть дополнительный функционал – подача вибросигнала разного типа, чтобы уведомлять о достижении той или иной высоты;

  • GPS-компоненты. Более профессиональные приборы, которые связываются с ближайшими спутниками, получают нужные данные, обрабатывают их и выводят результат на экран. Высокая точность, но зависит от проходимости сигнала, доступности оборудования. Чаще всего используется в комплексе с другими разновидностями для получения более детальной картины;

Высотомер в телефоне работает именно по этому принципу. Нужно активировать GPS, желательно подключиться к интернету (для быстрого поиска), в идеале – наличие датчика-барометра в смартфоне.

Общие принципы

Существуют три варианта значений давления, которое может быть установлено на высотомере.

QNH [Кю-Эн-Эйч]. Давление, приведенное к уровню моря. При установке этого давления на высотомере прибор будет показывать высоту полета воздушного судна относительно уровня Балтийского моря. Для того, чтобы определить реальную высоту полета воздушного судна над земной поверхностью, потребуется знать превышение рельефа земли над уровнем моря. Эти цифры печатают на любой топографической карте. Вычитая из высоты, отображаемой на высотомере, превышение рельефа местности над уровнем моря и получают истинную высоту полета над землей. Однако, поскольку рельеф под самолетом в процессе полета постоянно меняется, значение истинной высоты полета также изменяется и при пилотировании обычно не используется.

QFE [Кю-Эф-И]. Давление на ВПП аэродрома. При установке этого давления на барометрическом высотомере прибор будет показывать реальную высоту полета воздушного судна относительно ВПП аэродрома. Соответственно, если воздушное судно находится на ВПП перед взлетом или после посадки — высотомер будет показывать ноль. Поскольку ВПП аэродромов в большинстве случаев расположены на различной высоте относительно уровня моря, при одном и том же атмосферном давлении давление на этих ВПП также будет различаться.

QNE [Кю-Эн-И]. Стандартное давление. На высотомере устанавливается заранее определенное значение: 760 мм рт.ст., или 1013 гПа, или 29,92 д.рт.ст. При установке такого давления на высотомере отображаемая прибором высота никоим образом не будет привязана к реальной высоте полета. Смысл установки стандартного давления в том, что при полетах на большие расстояния экипажу не придется каждый раз переставлять давление при переходе из одной погодной зоны в другую. Но при этом у всех воздушных судов, установивших стандартное давление, будет единая точка отсчета высоты, и, соответственно, при полете на разных высотах будет обеспечиваться тот самый вертикальный интервал, ради которого все это и делается.

История создания

Прибор был изобретен Паулем Коллсманом, изначально работающим механиком авиационных устройств. В ту пору уже существовало множество различных устройств для помощи в управлении летательными аппаратами, но все же их было недостаточно для «слепого полета».

В 1928 году П. Коллсман уволился с постоянного места работы и основал собственную компанию KollsmanInstrumentCo. В том же году им был создан барометрический альтиметр, применяющийся и сегодня.

А в 1929 году состоялся первый так называемый «слепой полет» на 15 миль. Иллюминаторы в кабине пилота были плотно занавешены. Ориентироваться он мог только по показаниям приборов. Среди последних был альтиметр Коллсмана.

Вот и все, что мы хотели рассказать о приборе. Теп

Вот и все, что мы хотели рассказать о приборе. Теперь вы знаете, что это такое — альтиметр, его разновидности. А также практическое применение устройства.

Теги