Высотомер это: Высотомер (альтиметр). Виды и работа. Применение и особенности

Содержание

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

Высотомер, или альтиметр – это пилотажный прибор, предназначенный для определения высоты полета. Он является стационарным оборудованием любого летательного аппарата, а также используется альпинистами.

Назначение высотомера

Альтиметр является важным навигационным прибором. Его наличие позволяет пилоту правильно заходить на посадку. Не имея информацию о высоте сложно рассчитать угол и опуститься на посадочную полосу, чтобы избежать с ней столкновения. Внедрение высокоточных альтиметров в авиацию значительно снизило долю крушений при посадке. Также высотомеры позволяют поддерживать оптимальную высоту, на которой во время полета создается минимальное воздушное сопротивление, что позволяет экономить топливо.

Знать высоту необходимо и при сбросе парашютистов, поскольку если подняться слишком низко, парашют не успеет в достаточной мере затормозить снижение парашютиста. Когда же самолет поднимается чрезмерно высокого, то разреженный воздух за бортом может вызвать у человека потерю сознания.

Данные о высоте необходимы и для воздушных шаров, дельтапланов, парапланов и прочих аппаратов. Не зная высоту можно подняться выше положенного уровня, где сложно дышать, присутствует сильный ветер или двигаются перелетные птицы.

Типы альтиметров по устройству и принципу работы
Существует несколько типов высотомеров:
  • Барометрические.
  • Радиоволновые.
  • GPS.
  • Гамма-лучевые.

Во время полета получение данных о фактической высоте очень важно для безопасности движения. Именно поэтому на борту самолетов и вертолетов зачастую устанавливается сразу несколько типов высотомеров, работающих по разным принципам. Это дает возможность получать более точные данные, и при необходимости пользоваться тем устройством, которое в определенный момент работает с минимальной погрешностью. В каждом из перечисленных типов альтиметров имеются слабые стороны, когда их точность поддается сомнению. К примеру, одни высотомеры работают плохо над горной местностью, а другие ошибаются с высотой при полете на значительном отдалении от земли.

Барометрический высотомер

Это механическое устройство, работающее по принципу барометра. Оно высчитывает высоту по давлению атмосферы. Применяемый принцип измерения обоснован изменением атмосферного давления в зависимости от высоты. Чем выше над землей, тем оно ниже.

По факту прибор измеряет только непосредственное давление на высоте полета, а уже его механизм переводит данный показатель в приблизительные метры над землей. Чувствительной частью устройства является герметично запаянная коробка с мембраной. В зависимости от давления, мембрана меняет свое положение, тем самым передает механическое воздействие на привязанный к ней механизм. Тот в зависимости от создаваемого давления, отодвигает стрелку указателя высоты в ту или иную сторону на шкале.

Такие приборы подходят для установки на легких самолетах и вертолетах, летающих низко над землей. Шкала высотомера обычно разделена на 10 пронумерованных секторов. Каждый из них равен высоте в 1 км, а его деление соответстветствует 100 или 200 м. Редко можно встретить барометрический высотомер на 20 км.

На фоне надежности и простоты такого устройства все же нужно выделить и его недостатки:
  • Необходимость ручной регулировки давления перед каждым вылетом.
  • Приблизительная точность.

Чтобы высотомер работал хотя бы приблизительно точно, необходимо настроить на его шкале текущее атмосферное давление на земле. Информация об этом сообщается наземными службами. Обычно пилотам предоставляются показания давления в аэропорту или аэродроме где будет осуществляться посадка. По мере перелета прибор может подстраиваться более точно, если диспетчер сообщит об изменениях давление на точке.

Также выпускаются небольшие ручные альтиметры, работающие по принципу барометра. Они предназначены для определения высоты парашютистов. Персональные устройства обычно носят на руке вместо часов.

Радио-альтиметр

Работает по принципу схожему с радаром. Он отправляет в сторону земли радиосигналы, те отражаются и возвращаются в сторону борта самолета. Устройство их улавливает и анализирует время, которое потребовалось сигналу, чтобы дойти до земли и возвратиться. Имея информацию о скорости волны и времени, затраченного на движение в две стороны, можно определить фактическую высоту воздушного судна.

Радио-высотомер позволяет определить реальную высоту полета, а не относительную. Это более сложный прибор, не требующий особого внимания от пилота. Он работает полностью автоматически и не нуждается в настройке.

Недостатками такой конструкции можно назвать только несколько моментов:
  • Сложное строение, что снижает надежность аппарата.
  • Потеря точности при полете на больших высотах, в связи с затуханием волн.
  • Практическая бесполезность в горной местности.
  • Вредность отправляемых коротковолновых импульсов.

Генерируемый радио-высотомером сигнал вредит биосфере, поскольку его коротковолновый импульс очень мощный. Такие устройства производят для полетов на высоте до 30 км. К сожалению, даже самые мощные из них при движении над горной местностью получают искаженный сигнал, поскольку он отражается от поверхностей находящихся под углом. Наибольшая точность возможна только при полете над равниной.

GPS альтиметры

Являются самыми распространенными в современной авиации. Они работают по схожему принципу с радиотехническими, но отправляют сигналы не на землю, а на спутники. Те в свою очередь постоянно двигаются на заданной орбите, поэтому являются относительно стабильными. Получая отклик сигнала, GPS альтиметр путем математических вычислений определяет свои координаты и высоту. Чтобы рассчитать координаты высотомер должен связаться с двумя спутниками, а для измерения высоты с тремя.

GPS устройства имеют всего лишь пару недостатков:
  • Снижение точности при работе на скоростных истребителях.
  • Платное использование ресурса спутников.

Фактическая погрешность GPS альтиметров для гражданской авиации составляет до 10 м. При этом имеются устройства более высокого класса, работающие со спутниками по каналам L1. Отклонение у таких приборов всего пара сантиметров. Несмотря на совершенность технологии определения высоты по спутникам, подобное оборудование требует времени для получения сигнала. Тот двигается между передатчиком и приемником около секунды. Если летательный аппарат движется с малой скоростью, то такая задержка создает незначительную погрешность, но на истребителях гражданские высотомеры работают очень неточно.

Гамма-лучевой высотомер

Отправляет на поверхность радиоактивный изотоп, который отбивается и возвращается обратно. Фактически применяется похожий принцип, что и на радиотехническом альтиметре. Такое устройство может работать только на небольших высотах в несколько десятков метров. Отправляемые альтиметром изотопы практически не реагируют на различные преграды в виде пыли или газовых уплотнений, поэтому возвращаются без помех. Эти устройства совершенно непригодны для гражданской авиации. Они используются на космических кораблях в условиях вакуума.

Недостаток гамма-лучевых высотомеров очевиден:
  • Высокая стоимость.
  • Малый диапазон измерение высоты.
  • Радиоактивность.
Парашютные и туристические высотомеры

Надобность в альтиметре может возникнуть не только на борту самолета, но и в других случаях. Высотомеры необходимы для полетов на дельтаплане, воздушном шаре, параплане. Обычно такие альтиметры является частью многофункциональных устройств, которые помимо высоты также определяют вертикальную скорость движения, температуру, давление и т.д.

Однозадачные альтиметры, не обладающие другими функции, работают по барометрическому принципу. Зачастую гражданские версии такого устройства для парашютистов представляют собой подобие обыкновенных наручных часов. Они почти ничего не весят, и дают возможность определять высоту в полете даже до раскрытия парашюта.

Также необходимость в знании высоты может возникать во время горных подъемов. Специально для этого были разработаны туристические высотомеры, созданные для альпинистов. Подобные устройства производят в более широком изобилии, чем парашютные.

Их делают с разным форм-фактором под:
  • Компас.
  • Часы.
  • Ножик.

Самым распространенным является туристический высотомер в виде наручных часов. Часто это многофункциональный прибор, показывающий еще и время, давление, направление на север. Устройства в форме компаса или шайбы зачастую позволяют определять только высоту.

Туристические высотомеры, как и парашютные, обычно делаются противоударными. Они продолжают нормально работать в широком диапазоне температур. Их механизм защищен от промокания. При выборе туристического высотомера необходимо отталкиваться от того, на какую высоту планируется подниматься в горах. Большинство устройств имеют шкалу только на 2,5 км. Если потребуется поднять дальше, то стоит остановиться на альтиметре на 4 км.

Наиболее экзотическим альтиметром можно назвать туристический швейцарский нож, с встроенным высотомером, термометром, таймером и будильником. Это весьма полезное устройство, поскольку позволяет отказаться от множества тяжелого оборудования, что важно в походе.

Похожие темы:

Высотомер — это… Что такое Высотомер?

Двустрелочный высотомер

Высотомер (или альтиметр от лат. altus высоко) — пилотажно-навигационный прибор, указывающий высоту полёта. По принципу устройства высотомеры делятся на барометрические и радиотехнические (иначе радиовысотомер).

Барометрический высотомер

Радиовысотомер РВ-5, однострелочный высотомер УВИД и двустрелочный ВД-10 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 как разность давлений между точкой нахождения прибора и давлением воздуха на поверхности, высоту до которой необходимо измерить. 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.

Радиотехнический высотомер

Индикатор РВ-3 и табло «РВ-3 не пользоваться» на вертолёте Ми-2

Принцип действия РВ основан на измерении отрезка времени между посылкой и приёмом электромагнитных волн, 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 индикатора на приборной доске экипажа, на который передаются данные о текущей высоте. Радиовысотомеры делятся на РВ малых высот (например, отечественные РВ-3, РВ-5), которые предназначены для определения высот до 1500 метров и, как правило, работают в режиме непрерывной радиолокации, и высотомеры больших высот (более 1500 м, наподобие РВ-18, измеряющего высоты до 30 км), обычно работающие в импульсном режиме. Практически у всех РВ имеется сигнализатор малой высоты, подающий световой и звуковой сигнал при понижении высоты ниже заданной, установленной лётчиком.

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. В крене РВ показывает завышенную высоту, так как высота — вертикальный катет треугольника, а луч радиовысотомера в крене направлен по гипотенузе, поэтому при значительных кренах (более 15-20 градусов) может включаться предупреждающая световая сигнализация. Тангаж обычно не учитывается, так как у транспортных летательных аппаратов он редко превышает упомянутые 15-20°. Кроме того, вызывает вопросы экологичность радиоизмерений, так как для обеспечения требуемой точности необходимо применять коротковолновые мощные передатчики, несущие явную опасность[1] для биосферы.

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 среднего уровня моря модели (наиболее распространённая модель поверхности земли 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 отображения координат 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, т.к. 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 Base Jumping-a 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 Base Jumping-а 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 (приёмники TOPCON), и по этой причине в быту не применяются.[источник не указан 458 дней] Точность измерения бытовых приборов GPS в статике (отсутствии движения) — порядка 10 метров, что вполне достаточно для большинства задач ориентирования.[источник не указан 458 дней]

Гамма-лучевой высотомер

В конструкции высотомера используется источник гамма-излучения (обычно — изотопы 60Со, 137Сs). Приёмник фиксирует обратное фотонное излучение, отражённое от объектов подстилающей поверхности. ГЛВ обладают высокой точностью, устойчивы к воздействию различного рода помех, влияющих на точность измерений. Гамма-лучевые высотомеры используются на малых высотах (метры, десятки метров от поверхности). Основное применение — системы мягкой посадки космических кораблей. В частности, в КК «Союз» гамма-лучевой высотомер (шифр изделия «Кактус») установлен у днища спускаемого аппарата, и место его установки маркировано знаком радиационной опасности.

Заключение

Измерение высоты полёта воздушного судна — чрезвычайно важная и ответственная задача, связанная с обеспечением безопасности полётов. При этом подход к исполнению данной задачи должен быть комплексным, применяющим все известные способы определения истинного положения воздушного судна в пространстве. По этой причине на современных воздушных судах применяются все вышеперечисленные приборы, а экипажи проходят профессиональную подготовку для их грамотного совместного использования. Отказ хотя бы одного прибора, измеряющего высоту полёта, в авиации считается особым случаем и расценивается соответствующими службами как предпосылка к лётному происшествию.

Примечания

См. также

Литература

  • Оборудование самолётов. Волкоедов А. П., Паленый Э. Г., М., Машиностроение, 1980 г.
  • Радиооборудование самолётов Ту-134 и Ту-134А и его лётная эксплуатация. Кучумова И. П., М., Машиностроение, 1978 г.

Ссылки

Высотомер — Википедия

Трехстрелочный высотомер

Высотоме́р (или альтиме́тр от лат. altus высоко) — прибор, предназначенный для измерения высоты.[1] В случае пилотируемого летательного аппарата, высотомер является пилотажно-навигационным прибором указывающим высоту полёта. По принципу устройства высотомеры делятся на барометрические, радиотехнические (в том числе радиовысотомеры), инерциальные, ионизационные и прочие.[1]

В старину высотомером называли простейший угломерный инструмент для определения высоты светил (планет, звёзд).

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.

Радиотехнический высотомер

Индикатор РВ-3 и табло «РВ-3 не пользоваться» на вертолёте Ми-2

Принцип действия РВ основан на измерении отрезка времени между посылкой и приёмом электромагнитных волн, 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 индикатора на приборной доске экипажа, на который передаются данные о текущей высоте. Радиовысотомеры делятся на РВ малых высот (например, отечественные РВ-3, РВ-5), которые предназначены для определения высот до 1500 метров и, как правило, работают в режиме непрерывной радиолокации, и высотомеры больших высот (более 1500 м, наподобие РВ-18, измеряющего высоты до 30 км), обычно работающие в импульсном режиме. Практически у всех РВ имеется сигнализатор малой высоты, подающий световой и звуковой сигнал при понижении высоты ниже заданной, установленной лётчиком.

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. В крене РВ показывает завышенную высоту, так как высота — вертикальный катет треугольника, а луч радиовысотомера в крене направлен по гипотенузе, поэтому при значительных кренах (более 15-20 градусов) может включаться предупреждающая световая сигнализация. Тангаж обычно не учитывается, так как у транспортных летательных аппаратов он редко превышает упомянутые 15-20°. Кроме того, вызывает вопросы экологичность радиоизмерений, так как для обеспечения требуемой точности необходимо[источник не указан 671 день] применять коротковолновые мощные[источник не указан 671 день] передатчики, несущие явную опасность[2] для биосферы.

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]

Гамма-лучевой высотомер

В конструкции высотомера используется источник гамма-излучения (обычно — изотопы 60Со, 137Сs). Приёмник фиксирует обратное рассеяние, отражённое от атомов внутри подстилающей поверхности. Гамма-лучевые высотомеры используются на малых высотах (метры, десятки метров от поверхности). Основное применение — формирование исполнительного сигнала для системы мягкой посадки спускаемых аппаратов космических кораблей.[3] В частности, в КК «Союз» гамма-лучевой высотомер (шифр изделия «Кактус») установлен у днища спускаемого аппарата, и место его установки маркировано знаком радиационной опасности.

Заключение

Измерение высоты полёта воздушного судна — чрезвычайно важная и ответственная задача, связанная с обеспечением безопасности полётов. При этом подход к исполнению данной задачи должен быть комплексным, применяющим все известные способы определения истинного положения воздушного судна в пространстве. По этой причине на современных воздушных судах применяются все вышеперечисленные приборы, а экипажи проходят профессиональную подготовку для их грамотного совместного использования. Отказ хотя бы одного прибора, измеряющего высоту полёта, в авиации считается особым случаем и расценивается соответствующими службами как предпосылка к лётному происшествию.

Примечания

См. также

Литература

  • Оборудование самолётов. Волкоедов А. П., Паленый Э. Г., М., Машиностроение, 1980 г.
  • Радиооборудование самолётов Ту-134 и Ту-134А и его лётная эксплуатация. Кучумова И. П., М., Машиностроение, 1978 г.

Ссылки

Высотомер — Википедия. Что такое Высотомер

Трехстрелочный высотомер

Высотоме́р (или альтиме́тр от лат. altus высоко) — прибор, предназначенный для измерения высоты.[1] В случае пилотируемого летательного аппарата, высотомер является пилотажно-навигационным прибором указывающим высоту полёта. По принципу устройства высотомеры делятся на барометрические, радиотехнические (в том числе радиовысотомеры), инерциальные, ионизационные и прочие.[1]

В старину высотомером называли простейший угломерный инструмент для определения высоты светил (планет, звёзд).

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.

Радиотехнический высотомер

Индикатор РВ-3 и табло «РВ-3 не пользоваться» на вертолёте Ми-2

Принцип действия РВ основан на измерении отрезка времени между посылкой и приёмом электромагнитных волн, 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 индикатора на приборной доске экипажа, на который передаются данные о текущей высоте. Радиовысотомеры делятся на РВ малых высот (например, отечественные РВ-3, РВ-5), которые предназначены для определения высот до 1500 метров и, как правило, работают в режиме непрерывной радиолокации, и высотомеры больших высот (более 1500 м, наподобие РВ-18, измеряющего высоты до 30 км), обычно работающие в импульсном режиме. Практически у всех РВ имеется сигнализатор малой высоты, подающий световой и звуковой сигнал при понижении высоты ниже заданной, установленной лётчиком.

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. В крене РВ показывает завышенную высоту, так как высота — вертикальный катет треугольника, а луч радиовысотомера в крене направлен по гипотенузе, поэтому при значительных кренах (более 15-20 градусов) может включаться предупреждающая световая сигнализация. Тангаж обычно не учитывается, так как у транспортных летательных аппаратов он редко превышает упомянутые 15-20°. Кроме того, вызывает вопросы экологичность радиоизмерений, так как для обеспечения требуемой точности необходимо[источник не указан 671 день] применять коротковолновые мощные[источник не указан 671 день] передатчики, несущие явную опасность[2] для биосферы.

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]

Гамма-лучевой высотомер

В конструкции высотомера используется источник гамма-излучения (обычно — изотопы 60Со, 137Сs). Приёмник фиксирует обратное рассеяние, отражённое от атомов внутри подстилающей поверхности. Гамма-лучевые высотомеры используются на малых высотах (метры, десятки метров от поверхности). Основное применение — формирование исполнительного сигнала для системы мягкой посадки спускаемых аппаратов космических кораблей.[3] В частности, в КК «Союз» гамма-лучевой высотомер (шифр изделия «Кактус») установлен у днища спускаемого аппарата, и место его установки маркировано знаком радиационной опасности.

Заключение

Измерение высоты полёта воздушного судна — чрезвычайно важная и ответственная задача, связанная с обеспечением безопасности полётов. При этом подход к исполнению данной задачи должен быть комплексным, применяющим все известные способы определения истинного положения воздушного судна в пространстве. По этой причине на современных воздушных судах применяются все вышеперечисленные приборы, а экипажи проходят профессиональную подготовку для их грамотного совместного использования. Отказ хотя бы одного прибора, измеряющего высоту полёта, в авиации считается особым случаем и расценивается соответствующими службами как предпосылка к лётному происшествию.

Примечания

См. также

Литература

  • Оборудование самолётов. Волкоедов А. П., Паленый Э. Г., М., Машиностроение, 1980 г.
  • Радиооборудование самолётов Ту-134 и Ту-134А и его лётная эксплуатация. Кучумова И. П., М., Машиностроение, 1978 г.

Ссылки

Альтиметр — прибор в самолете

 

Альтиметр, или как его принято называть  – высотомер, является пилотажно-навигационным прибором для измерения высоты полета. Все высотомеры подразделяются на два основных типа по своему строению, а именно на радиотехнические и барометрические приборы.

В старину в качестве высотомера использовали элементарные угломерные приборы, которые позволяли определять высоту по космическим телам, таким как звезды или планеты.

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.

Альтиметр 3434

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.

Альтиметр 34343

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.

Радиотехнический альтиметр

Высотометр радиотехнического типа позволяет отображать высоту полета за счет посыла электронной волны в направлении земли, после чего она отбивается и  принимается прибором на борту самолета. Анализируется время возвращения сигнала, определяется высота самолета над поверхностью земли. Основным отличием от барометрического высотомера является то, что определяется реальная высота, а не относительная. Кроме того, это устройство отображает высоту с большей степенью точности.

Все же на практике прибор эффективен на небольших высотах, поскольку для большой высоты необходим мощный излучатель сигналов и соответствующее оборудование для фильтрации и устранения помех.

Альтиметр 44545

Система состоит из передатчика типа СВЧ и антенны, которая расположена на нижней части фюзеляжа самолета. Также имеются отражатели и приемники сигналов, система обработки и отображения на приборной доске в кабине пилотов.  Радиотехнические альтиметры делятся на два типа. Первые работают на высотах до 1,5 километра в непрерывном режиме. Вторые работают в диапазоне от 1,5 и до 30 километров, но они функционируют в импульсном режиме. Все высотомеры имеют сигнальные системы малой высоты полета, которые звуком и светом сообщают о понижении высоты от предварительно заданной.

Недостатком данного прибора является то, что луч от передатчика направлен четко вниз. За счет этого эффективным радиотехнический альтиметр можно считать только на равнинной местности и совершенно бесполезным в горных районах. Кроме того, при большом крене машины прибор показывает завышенные показатели, что не отвечает действительности. Говоря о безопасности, необходимо отметить, что такие приборы подают мощные коротковолновые импульсы, которые наносят урон биосфере.

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.

альтиметр

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.

Гамма-лучевой альтиметр

Принцип работы данного прибора основан на излучении изотопов 137Сs или 60Со, которые посылаются на поверхность и отбиваются обратно. Подобный прибор используется на небольших высотах в несколько десятков метров. Основным преимуществом является стабильность лучей, на которые практически не влияют помехи. Такой высотомер был установлен на космическом корабле «Союз» и обозначался как изделие «Кактус». Система была установлена на днище корабля и имела соответствующее маркирование радиационной опасности.

В итоге нужно отметить, что высота полета очень важна, поскольку точное ее определение позволяет обеспечить безопасность полетов. В силу этого подход к определению высоты должен быть комплексным и летательные аппараты должны иметь сразу несколько высотомеров разной конструкции. Только таким образом можно достичь точности вычисления. Экипаж самолетов проходит глубокую подготовку по работе с приборами, что позволяет анализировать все показания системы. Отказ одного из приборов высоты во время полета приравнивается к летному происшествию. 

Значение слова ВЫСОТОМЕР. Что такое ВЫСОТОМЕР?

  • ВЫСОТОМЕ́Р, -а, м. Общее название приборов, служащих для измерения разности высот (точек земной поверхности, деревьев, полета летательных аппаратов и пр.).

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х
т. / РАН,
Ин-т лингвистич.
исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.;
Полиграфресурсы,
1999;
(электронная версия): Фундаментальная
электронная
библиотека


  • Высотоме́р (или альти́метр от лат. altus высоко) — прибор, предназначенный для измерения высоты. В случае пилотируемого летательного аппарата, высотомер является пилотажно-навигационным прибором указывающим высоту полёта. По принципу устройства высотомеры делятся на барометрические, радиотехнические (в том числе радиовысотомеры), инерциальные, ионизационные и прочие.

    В старину высотомером называли простейший угломерный инструмент для определения высоты светил (планет, звёзд).

Источник: Википедия


  • высотоме́р

    1. прибор для определения высоты полёта летательного аппарата; альтиметр ◆ ❬…❭ Я посмотрел на высотомер: двести метров, стрелка медленно ползла от цифры к цифре. Мы набирали высоту. ❬…❭ Сергей Иванов, «Марш авиаторов» // «Звезда», 2002 г. (цитата из НКРЯ)

Источник: Викисловарь

Делаем Карту слов лучше вместе




Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать
Карту слов. Я отлично
умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.


Насколько понятно значение слова усечение (существительное):

Кристально
понятно

Понятно
в общих чертах

Могу только
догадываться

Понятия не имею,
что это

Другое
Пропустить

Высотомер — Большая советская энциклопедия

I

Высотоме́р

авиационный, прибор для измерения высоты полёта летательного аппарата над землёй. Различают барометрические В. и Радиовысотомеры. Принцип действия барометрического В. основан на однозначной зависимости атмосферного давления от высоты полёта. Давление воспринимается анероидной коробкой В. Её деформация, пропорциональная изменению давления, а следовательно, и высоте полёта, посредством системы рычагов вызывает соответствующий поворот стрелок прибора. Шкала прибора градуируется в километрах, сотнях и десятках метров высоты. В. имеет кремальеру для принудительного поворота стрелок прибора. С её помощью прибор может быть установлен на показания абсолютной высоты (высоты относительно уровня, на котором давление 101325 н/м2= 760 мм рт. cт. и температура 15°С), относительной высоты (высоты относительно места взлёта) и истинной высоты (высоты над пролетаемой местностью).

Принцип действия радиовысотомера основан на измерении времени между посылкой и приёмом электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве с постоянной скоростью. Показания радиовысотомера соответствуют истинной высоте полёта.

А. Л. Горелик.

II

Высотоме́р

лесотаксационный, прибор для измерения высоты стоящих деревьев и их угла наклона. Подразделяются на механические, оптико-механические и оптические. В. механические, например, Макарова, позволяют определять высоты деревьев при предварительном измерении базиса (расстояние от дерева до таксатора) в 10 и 20 м другими мерными приборами; В. оптико-механические, например Блюме-Лейсс, — с предварительным измерением базиса в 15, 20, 30 и 40 м оптическим дальномером с переменным внешним базисом. Эти В. применяют при инструментально-глазомерной таксации. В. оптические, например, дальномер-высотомер лесной (ДВЛ), состоящие из В. и Дальномера с постоянным внутренним базисом, позволяют измерять высоты деревьев при базисе 10—40 м. ДВЛ — универсальный лесотаксационный прибор, которым, кроме высоты деревьев и их угла наклона, можно определять площади поперечных сечений стволов, диаметры деревьев на любой высоте, число стволов на определённой территории, отграничивать пробные площади. Оптические В., как более точные, применяются в научно-исследовательских работах и при измерительно-перечислительной таксации.

В. М. Павлов.


Источник:
Большая советская энциклопедия
на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. высотомер —
    ВЫСОТОМЕР -а; м. Прибор для измерения высоты полёта летательного аппарата. Барометрический, лазерный в. В. показывал сто метров.
    Толковый словарь Кузнецова
  2. высотомер —
    орф. высотомер, -а
    Орфографический словарь Лопатина
  3. высотомер —
    Высотомер, высотомеры, высотомера, высотомеров, высотомеру, высотомерам, высотомер, высотомеры, высотомером, высотомерами, высотомере, высотомерах
    Грамматический словарь Зализняка
  4. ВЫСОТОМЕР —
    ВЫСОТОМЕР (альтиметр) — прибор, указывающий высоту полета летательного аппарата. Барометрическим высотомером измеряют высоту относительно места вылета, радиовысотомеры — высоту над пролетаемой территорией.
    Большой энциклопедический словарь
  5. высотомер —
    Выс/от/о/ме́р/.
    Морфемно-орфографический словарь
  6. высотомер —
    ВЫСОТОМЕР, а, м. Прибор для измерения высоты полёта. | прил. высотомерный, ая, ое.
    Толковый словарь Ожегова
  7. высотомер —
    сущ., кол-во синонимов: 5 альтиметр 6 высотометр 2 гипсометр 2 радиовысотомер 2 светолокатор 2
    Словарь синонимов русского языка
  8. высотомер —
    (альтиметр), прибор для определения высоты полёта летательного аппарата. Различают барометрические высотомеры и радиовысотомеры…
    Техника. Современная энциклопедия
  9. высотомер —
    -а, м. Общее название приборов, служащих для измерения разности высот (точек земной поверхности, деревьев, полета летательных аппаратов и пр.).
    Малый академический словарь
  10. высотомер —
    высотомер м. Прибор для определения высоты высота I 2. полёта летательного аппарата; альтиметр.
    Толковый словарь Ефремовой
  11. Высотомер —
    (альтиметр) прибор для измерения высоты полёта. Различают радиовысотомеры, измеряющие высоту над поверхностью, и барометрические высотомеры, измеряющие высоту над условным уровнем, характеризуемым заданным значением барометрического давления.
    Авиационный словарь
  12. высотомер —
    ВЫСОТОМ’ЕР, высотомера, ·муж. (·геод. ). Прибор для измерения высоты.
    Толковый словарь Ушакова
  13. высотомер —
    ВЫСОТОМЕР см. АЛЬТИМЕТР. (Терминология спорта. Толковый словарь спортивных терминов, 2001)
    Словарь спортивных терминов

Определение

в кембриджском словаре английского языка

Утверждается, что данные радиолокационного высотомера могут использоваться для отслеживания изменений топографии ледников, связанных с изменением климата и нагонами.

Такие изменения в структуре снега важны, поскольку они могут повлиять на показания радиолокационного высотомера .

Эти примеры взяты из Cambridge English Corpus и из источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

Еще примеры
Меньше примеров

Высота в каждой точке измерялась высотомером .Третий источник данных, также получаемых с поля, получен со спутника высотомера .

Однако только спустя почти 10 лет эта теория воплотилась в жизнь с первыми миссиями радиолокатора с высотомером .Радиовысотомер — это средство, которое рассматривается в первую очередь как дополнение к другим системам при заходе на посадку и посадке в плохих погодных условиях.

Пилоты увидели бы ту же информацию на своем радаре , высотомер , но даже в этом случае самолет все еще продолжал набирать высоту только слегка.,

определение высотомера по The Free Dictionary

Здесь было все еще холодно, но без сырости облаков, и в ярком солнечном свете ее настроение поднималось с подъемной стрелкой высотомера. Глядя на облака, находившиеся теперь далеко внизу, девушка испытывала ощущение неподвижной зависания посреди неба; но жужжание пропеллера, дуновение ветра, высокие фигуры, которые поднимались и падали под стеклом спидометра, говорили ей, что ее скорость была потрясающей.2017), но мы гораздо лучше понимаем эру высотомеров, во многом благодаря миссии GRACE и сети профилирующих буев Argo для измерения теплосодержания с учетом неизбежного запаздывания во времени обработки, времени реакции, радиолокационных обзорах и т. Д. Я бы, вероятно, установил свой альтиметр так, чтобы он показывал около 3230 футов, когда контроллер сообщил, что видит 3200 футов. Например, комбинированная настройка данных лазерного альтиметра CE-1 и данных изображения CCD может эффективно улучшить пространственное разрешение модели топографии [8, 9 ].В такой группировке оценивается эффективность автономного определения орбиты с использованием оптических изображений, данных альтиметра и данных межспутникового диапазона. Altimeter и его партнер в этой работе, PAR Capital Management, Inc. Попытка поглощения совета директоров PAR и Altimeter является несвоевременным и непродуманным, по словам пилотов, которые вместе с Уолл-стрит подвергают сомнению мотивы своих действий. Именно это мы делаем, вращая ручку окна Коллсмана и устанавливая барометрическое давление на уровне моря — мы исправляем наблюдал давление на известной высоте, и показания показывали высоту на высотомере.Эта высота будет отличаться от истинной высоты, если это стандартный день и нет ошибок прибора. Пилоты используют местную настройку высотомера (основанную на изменении атмосферного давления) для калибровки перед полетом. Высотомер будет работать под названием Altimeter, компанией Prophet, и продолжит предоставлять лучшие в своем классе исследования в области цифровой трансформации, социального бизнеса и управления, клиентского опыта, больших данных и Интернета вещей. Летные приборы классифицируются на основе высотомера, гироскопа, автопилота, магнитного компаса, и датчики.«Теперь, когда мы сделаем поправку на то, сколько движения суши на датчике приливов, или сколько она движется вверх и вниз, мы смогли получить лучшую картину действительно небольших неточностей в записи высотомера».
,

Как работают высотомеры — Объясните, что материал

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 20 января 2020 г.

Дамы и господа, сейчас мы идем на высоте 10 000 метров. В следующий раз ты услышишь
ваш пилот произносит такие слова, перестаньте задавать себе один вопрос:
откуда они знают? Не то чтобы самолет был похож на машину,
легко может отслеживать, как далеко его колеса прокатились по
земля.Действительно, нет простого способа узнать, как далеко вы пролетели.
все (если вы не знаете свои уравнения движения).
Как же тогда пилот измеряет высоту самолета в воздухе? Просто!
С помощью удобного гаджета под названием высотомер . Давай ближе
посмотрите, что это такое и как они работают!

Фото: Популярный у парашютистов высотомер Альти-2 МА2-30
аналоговый (стрелочный и циферблатный) дисплей. Его носит морской пехотинец, который собирается сбросить парашют с высоты 10 000 футов.Однако не все хотят носить альтиметр постоянно, и часы с альтиметром
цифровые ЖК-дисплеи, например, производства Suunto, более популярны среди туристов и альпинистов. Некоторые используют встроенные барометры; другие полагаются на GPS. Фото Lance Cpl. Харли Робинсон любезно предоставлен Корпусом морской пехоты США.

Почему высота имеет значение?

Фото: Управление самолетом — сложная операция. Альтиметр, который измеряет вашу высоту над уровнем моря, — лишь один из десятков инструментов, за которыми нужно следить, особенно если вы летите низко.Но насколько низко слишком низко? Этот самолет готовится сбросить припасы над лесом в Японии, и точное измерение высоты абсолютно необходимо. Фото MSGT Вэл Гимпис любезно предоставлено ВВС США.

Вам может показаться неважным, знают ли пилоты, как высоко они находятся в воздухе.
летать; в конце концов, они всегда могут заглянуть в окно! Но
измерения высоты (ваша высота над уровнем моря) намного больше
важнее для пилота, чем вы думаете. Некоторые из гор Земли
диапазоны на удивление высоки, и их труднее пропустить в плохую погоду, чем
вы могли предположить.Гора Эверест, например, потрясающая
8,8 км (5,5 миль) над уровнем моря, летит на высоте 10 000 метров.
(6,2 мили) не дает так много места для маневра. То есть
другие самолеты, которых следует избегать. И летать на самом деле эффективнее
на больших высотах, где воздух тоньше и преодолевает воздух
сопротивление расходует меньше топлива. В общем, есть много веских причин
для высокого полета. Но какова именно высота?

Существует два основных способа точного измерения высоты. Один — измерить давление воздуха.
и вычислить высоту от этого.Другой — направить радиолуч вниз
от вашего самолета и времени, которое потребуется, чтобы снова отразиться.

Высотомеры давления — подробный обзор

Фото: Барометр — это более сложная версия барометра-анероида, подобного этому. Вместо того, чтобы показывать давление на циферблат, он показывает высоту — но это нормально, потому что между ними существует точная корреляция.

Почему у нас давление воздуха? Гравитация Земли притягивает все к себе — и
все включает даже самые маленькие вещи, которые вы можете себе представить, например, молекулы воздуха.Если вы — молекула воздуха у земли, у вас есть множество других молекул воздуха над вами, толкающих и сдавливающих вас;
выше — меньше молекул и меньше толчка. Вот почему давление воздуха выше всего у поверхности Земли и постепенно систематически падает по мере того, как вы поднимаетесь вверх. Следовательно, измерение давления воздуха (по крайней мере теоретически) является простым и эффективным способом измерения
высота над уровнем моря.

Высотомеры на борту большинства самолетов на самом деле являются барометрами-анероидами.
(приборы для измерения давления), которые были откалиброваны (отмечены
со шкалой), поэтому они показывают высоту, а не давление.Как обычно
барометры-анероиды, они состоят из полой герметичной коробки, которая
расширяется (при падении давления) или сжимается (при повышении давления).
По мере того, как коробка меняет размер в очень малых количествах, сложная система
рычаги и шестерни увеличивают его движения и заставляют вращаться указатель на циферблате, отмеченном измерениями высоты. Привет, крошечные изменения
в атмосферном давлении становятся точными измерениями высоты.

Фото: Как работает высотомер: это типичный высотомер 1930-х годов Виктора Карбонара из Bendix Aviation Corporation.Глядя сбоку, вы можете увидеть герметичный, заполненный воздухом ящик (красный), который расширяется или сжимается в зависимости от изменений давления. Его движения усиливаются системой рычагов и рычагов (синие) и зубчатым механизмом (зеленый), который управляет стрелками высотомера. Теперь, глядя на диаграмму справа, мы можем увидеть, как высота отображается перемещением указателей на циферблате (коричневый), откалиброванных в сотнях и тысячах футов. Эта диаграмма взята из патента США № 2099466: Альтиметр, любезно предоставленного Управлением по патентам и товарным знакам США.

Высотомеры, работающие таким образом, измеряют высоту путем измерения давления по сравнению с
на уровне моря, но это не единственное, что вызывает давление
вариации на Земле. Давление воздуха постоянно колеблется по
Поверхность Земли из-за изменений погоды, поэтому разница в температуре и давлении должна быть
допускается, если высотомеры на основе давления должны работать точно.
Еще одним недостатком высотомеров на основе давления является то, что они не учитывают опасные препятствия, такие как здания и линии электропередач.(Вы можете больше узнать об этом и о том, как безопасно использовать высотомеры на практике, в Справочнике пилотов FAA по авиационным знаниям, «Глава 8: Летные приборы».)

Кто их придумал?

Высотомеры

были изобретены в 1920-х годах инженером немецкого происхождения.
Пол Коллсман, которому в апреле 1936 г. был выдан патент США № 2 036 581: индикатор горизонтального полета. Самый первый из них дебютировал 24 сентября 1929 г.
«Полет по приборам» генерал-лейтенанта Джеймса Х.«Джимми» Дулиттл.

Радиовысотомеры

Радиовысотомеры

не страдают этими проблемами. Они проще и работают аналогично радару.
(системные самолеты, корабли и другие транспортные средства используют для навигации): они просто стреляют лучом
Радиоволны спускаются с самолета и ждут возвращения отражений.
Поскольку радиоволны распространяются со скоростью света (300 000 км или 186 000
миль в секунду), требуется всего несколько сотых секунды для
радиолуч, чтобы совершить путешествие на 20 000 метров или около того к Земле
поверхность и обратно.Самолет умножает луч и вычисляет его
высота в километрах путем умножения времени в секундах на 150 000
(это 300000, разделенные на два: не забывайте, что луч прошел вдвое дальше
как собственная высота идет до земли и обратно). Радио высотомеры
намного быстрее и точнее, чем приборы для измерения давления, и
широко используется в высокоскоростных самолетах или в самолетах, которым необходимо летать на
особенно малые высоты, например, реактивные истребители.

Фото: Как работает радиовысотомер.Скорость света примерно в миллион раз выше, чем крейсерская скорость обычного самолета (v), поэтому радиосигнал, отражающийся от земли и обратно, проходит расстояние примерно в два раза превышающее высоту самолета (2h). Это означает, что вы можете определить высоту, умножив время прохождения сигнала от передатчика (красный кружок) до приемника (оранжевый кружок) на половину скорости света. Теоретически, чем быстрее летит самолет, тем менее точны измерения, потому что луч радиосвязи должен двигаться дальше; на практике скорость света настолько превосходит скорость самолета, что любая ошибка минимальна.

Высотомеры GPS

Есть еще как минимум два способа измерения высоты, но они не используются широко.
самолеты. Один из методов — использовать GPS (глобальная система позиционирования) сигналов от
навигационные спутники в космосе. Примерно так же, как сигналы GPS
с трех спутников можно использовать для определения вашего местоположения на
Поверхность Земли (как описано в нашей основной статье о том, как работает GPS),
использование сигналов от четырех и более спутников позволяет рассчитать
ваш рост над Землей.К сожалению, высота GPS
измерения не так точны, как на обычных высотомерах, поэтому
они вряд ли в ближайшее время заменят существующие технологии в самолетах.

Фото: Эти топографические карты поверхности Марса были составлены.
в 2001 году космическим зондом НАСА MOLA с использованием лазерной альтиметрии. Красные, оранжевые и желтые области — горы;
зеленые, синие и фиолетовые области — кратеры. Фото любезно предоставлено Лабораторией реактивного движения НАСА (NASA-JPL).

Высотомеры лазерные

Другой способ измерения высоты — это сияние лазерными лучами инфракрасного света.
вниз с самолета, вертолета или спутника и вычисление времени
чтобы вернуться, очень похоже на использование радио и радара.Отраженный луч
собраны зеркалами и
линзы и сфокусировались на
детектор фотоэлементов
чувствителен к инфракрасному свету. Когда самолет летит, он
систематически измеряет его высоту и строит то, что называется
топографическая карта контуров поверхности под ним. это
техника называется лазерной альтиметрии или LIDAR
(обнаружение света и дальность), и это широко
Используется космическими зондами для картографирования поверхностей других планет. НАСА
Лазерный альтиметр Mars Orbiter Laser (MOLA) работает именно так.(Подробнее об этом читайте в нашей отдельной статье о LIDAR.)

Узнать больше

На этом сайте

Книги

  • «Навигация по пустыне» Боба Бернса и Майка Бернса. Mountaineers Books, 2015. Руководство по использованию основных средств навигации, включая карту и компас, высотомер и GPS. В главе 8 обсуждаются различные виды высотомеров и их влияние на температуру и давление.
  • Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям Федерального управления гражданской авиации.Доступно в Интернете, а также опубликовано в
    формат книги Skyhorse Publishing, 2007. Официальный справочник по управлению самолетом, объясняющий теорию и практику полета, а также все, что вам нужно знать о приборах в кабине.
  • Спутниковая альтиметрия и науки о Земле Ли-Люнг Фу, Анни Казенав. Academic Press, 2001. Все об измерении высоты из космоса.

Статьи

Патенты

Если вас интересуют дополнительные технические подробности работы высотомеров, стоит обратить внимание на следующие патенты.Это всего лишь краткая репрезентативная подборка, чтобы дать вам представление о манометрических, радио и лазерных высотомерах и их сравнении:

  • Патент США 2004/0141170 A1: Система для профилирования объектов на местности впереди и под самолетом, использующая поперечный лазерный высотомер Джеймса Р. Джеймисона и др. Выдан 22 августа 2006 года. Недавний патент, описывающий лазерную систему для картирования профиля земли под самолетом.
  • Патент США № 4373805: Лазерный высотомер и датчик высоты зонда от Ричарда Маллинсона, The Singer Company.Выдан 15 февраля 1983 года. Высокоточный лазерный зонд высоты для использования в авиасимуляторах.
  • Патент США № 2,099,466: Альтиметр Виктора Карбонара. Выдан 16 ноября 1937 г. Это простой барометр-анероид, барометр, описанный выше.
  • Патент США № 2 022 517: Радиовысотомер Франклина Г. Паттерсона. Выдан 26 ноября 1935 г. Описывает простой радиовысотомер, использующий радиопередатчик и приемник.
  • Патент США № 2036581: Индикатор горизонтального полета и
    Патент США №1930899: Анероид и рабочие средства для него.
    пользователя Paul Kollsman.Выдан 17 октября 1933 года. Оригинальный высотомер и барометр-анероид, на котором он был основан.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2009, 2016.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2016) Высотомеры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-altimeters-work.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте…

,

Как работает высотомер?

Что вы знаете о высотомере в вашем самолете? Вот что должен знать каждый пилот …

Что именно измеряет высотомер?

Высотомеры измеряют высоту над определенными уровнями давления, а не расстояние от земли. Для этого они сравнивают давление внешнего статического воздуха со стандартным давлением воздуха 29,92 дюйма рт.ст. на уровне моря. Воздух на уровне моря более плотный, чем на высоте, поэтому давление уменьшается с увеличением высоты (и наоборот).

На большинстве полетов ниже эшелона FL180 ваша цель — настроить высотомер так, чтобы он считывал высоту вашего самолета над средним уровнем моря (MSL), но об этом чуть позже …

Как это работает?

Стандартный альтиметр содержит стопку герметизированных пластин-анероидов с внутренним давлением 29,92 дюйма рт. Ст. Эти пластины расширяются и сжимаются в зависимости от статического давления внутри корпуса альтиметра. Этот статический воздух входит в корпус через трубку, прикрепленную к статическому элементу. порты на вашем самолете.В остальном камера герметична, поэтому в камеру попадает только статический воздух, исходящий непосредственно от самолета.

«Более высокое статическое давление давит на пластины и вызывает их сжатие. Более низкое статическое давление (менее 29,92 дюйма рт. Ст.) Позволяет пластинам расширяться» (FAA). Механические связи связывают движение этих пластин с иглами на внутренняя поверхность альтиметра Сжатие пластин приводит к уменьшению высоты, а расширение — к увеличению высоты.

Показания альтиметра

Считывание показаний стандартного трехстрелочного альтиметра очень просто. Длинный указатель измеряет высоту с интервалом в 10 000 футов (2 = 20 000 футов). Короткий и широкий указатель измеряет высоту с интервалом в 1000 футов (2 = 2000 футов). Средний тонкий указатель измеряет высоту с интервалом в 100 футов (2 = 200 футов).

Что происходит, когда давление воздуха нестандартное? (29,92 дюйма рт. Ст.)

На земном шаре или даже на расстоянии нескольких миль различное давление воздуха может существенно повлиять на настройки высотомера.Когда вы летите из погодных систем с высоким давлением в системы с низким давлением (или наоборот), вам необходимо настроить высотомер, чтобы получить точное значение высоты среднего уровня моря (MSL) на вашем альтиметре.

Вы переустанавливаете свой альтиметр в соответствии с местными нестандартными показаниями давления станции, используя окно Коллсмана на вашем альтиметре. Обычно это делается каждые 100 миль для самолетов, летящих ниже FL180.

Где взять настройки высотомера? Если вы летите по ПВП, вы можете настроиться на ближайшую метеостанцию ​​ASOS или AWOS в аэропорту.Если вы получаете рейс по ПВП, следующий от УВД, или если вы используете план полета по ППП, УВД будет периодически предоставлять его вам. А если у вас есть погода ADS-B или Sirius XM, вы можете настроить альтиметр для ближайшего аэропорта.

Каждые 0,1 дюйма ртутного столба соответствует высоте 100 футов. Итак, предположим, вы взлетали с высотомером, установленным на 29,96 дюйма ртутного столба. На 150 милях в вашем полете давление упало до 29,70 дюймов рт. Ст., Если бы вы не внесли никаких корректировок, высотомер отклонился бы примерно на 260 футов по высоте.(29,96 — 29,70 = +,26).

Если бы вы продолжали лететь на указанной высоте (скажем, 3500 футов над уровнем моря), не регулируя высотомер, вы были бы на высоте 260 футов. ( Помните поговорку «от убытка к минимуму, смотрите ниже ).

Но, набрав новую настройку альтиметра в окне Kollsman или настройку альтиметра самолета со стеклянной панелью, вы прочитаете точную высоту MSL.

А как насчет стеклянной кабины?

Электронные индикаторы полета (EFD)

работают немного иначе.Показания высотомера генерируются компьютером данных о воздухе (ADC), который использует тот же статический ввод воздуха для измерения высоты. Однако статический воздух никогда не попадает в диафрагму так, как это происходит в традиционном высотомере. «ADC вычисляет полученное атмосферное давление и отправляет цифровой сигнал в PFD для отображения правильного значения высоты» (FAA). Здесь меньше движущихся частей!

Что еще вы хотите знать о высотомерах или других летных приборах? Расскажите нам в комментариях ниже.

Узнайте, что делает Republic как лидер отрасли здесь .

Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь на рассылку Boldmethod и еженедельно получайте практические советы и информацию о полетах прямо на свой почтовый ящик.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.