Какой прибор измеряет высоту
Перейти к содержимому

Какой прибор измеряет высоту

  • автор:

Альтиметр

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 137 Сs или 60 Со, 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.

Устройство для определения высоты (с поверкой)

устройство определения высота - дальномер

Для измерений в помещениях и на улице. Расстояние зависит от модели — от 10 до 40 метров с точностью ± 1.5 мм. Дальномер имеет прочный пластиковый корпус и резиновые накладки для защиты от падения.

Корпус из ударопрочного пластика Стандартный набор измерительных функций Многопозиционная скоба Двухстрочный дисплей с подсветкой

6 900 ₽ / шт

Устройство для определения высоты

искусственных сооружений и других инженерных коммуникаций — Защищенный лазерный дальномер

Для измерений в помещениях и на улице. Расстояние зависит от модели — от 10 до 40 метров с точностью ± 1.5 мм. Дальномер имеет прочный пластиковый корпус и резиновые накладки для защиты от падения.

Корпус из ударопрочного пластика Стандартный набор измерительных функций Многопозиционная скоба Двухстрочный дисплей с подсветкой

Описание

Прорезиненная мембранная клавиатура с большими кнопками позволит работать не снимая защитных перчаток. Результаты измерений отображаются крупными цифрами на экране двухстрочного ЖК дисплея с подсветкой. Дальномер выполняет все основные вычисления: сложение и вычитание результатов, расчет площади и объема, косвенные измерения по теореме Пифагора.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Дальность измерений: от 10 до 40 м
Диапазон измерений: 0,05 — 40 м
Точность измерений: ± 1,5 мм
Лазерный диод: 635 нм,
Время измерений: 0,5 — 4 сек
Встроенный датчик наклона: нет
Встроенный визир: нет
Защита от пыли и влаги: IP54
Элементы питания: 2 x 1,5V LR03 (AAA)
Число измерений на комплект батарей: 3000
Размер прибора: 116х60х30 мм
Вес прибора: 160 гр.
Рабочий диапaзон температур от: от 0° до +40°
Функциональные возможности:
Площадь / объем: Да
Периметр помещения: Да
Сложение/вычитание: Да
Вычисление по теореме Пифагора: Да
Непрерывные измерения: Да
Подсветка экрана: Есть
Многофункциональная позиционная скоба: Есть
Автоматическое отключение ч ерез 3 мин

ВЫСОТОМЕ́Р

ВЫСОТОМЕ́Р (аль­ти­метр), при­бор для из­ме­ре­ния вы­со­ты по­лё­та ЛА. Раз­ли­ча­ют ба­ро­мет­рич. В. и ра­дио­вы­со­то­ме­ры. Прин­цип дей­ст­вия ба­ро­мет­ри­че­ских В. ос­но­ван на од­но­знач­ной за­ви­си­мо­сти ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния от вы­со­ты по­лё­та. Из­ме­не­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния вос­при­ни­ма­ют­ся при­бо­ром, по­доб­ным ба­ро­мет­ру-ане­рои­ду, по по­ка­за­ни­ям ко­то­ро­го оп­ре­де­ля­ют аб­со­лют­ную вы­со­ту (вы­со­ту от­но­си­тель­но не­ко­то­ро­го ус­лов­но­го уров­ня стан­дарт­ной ат­мо­сфе­ры, на ко­то­ром дав­ле­ние 101325 Па = 760 ммрт. ст. и темп-ра 15 °C) и от­но­си­тель­ную вы­со­ту (вы­со­ту от­но­си­тель­но мес­та вы­ле­та). Ба­ро­мет­рич. В. мо­гут ис­поль­зо­вать­ся до выс. 30 км.

Как это работает. Высотомер

Как это работает. Высотомер

Высотомер – прибор, без которого сегодня не обходится ни один самолет. Правильное измерение и контроль высоты – залог безопасности полета. Поэтому на современном летательном аппарате средства, измеряющие высоту полета, часто дублируются. Отказ хотя бы одного из этих приборов расценивается как предпосылка к летному происшествию.

Об эволюции принципов измерения высоты полета с развитием авиации и устройстве современных высотомеров – в нашем материале.

На пути к полету вслепую

Высота – не только главная мечта всех, кто стремится стать пилотом, но и один из самых важных параметров, которыми экипаж воздушного судна руководствуется в небе. От точного знания, на какой высоте проходит полет, зависит безопасность экипажа и пассажиров. Поэтому для определения высоты полета нужны специальные высокоточные устройства, которые называются высотомерами, или альтиметрами.

В первые годы становления авиации пилоты измеряли высоту полета, опираясь исключительно на свои органы чувств, то есть преимущественно на глаз, при этом сильно рискуя ночью и в непогоду. Интересно, что высотомеры на аэропланах появились позже многих других контрольно-измерительных приборов, например индикатора поворота и крена или гирокомпаса с авиагоризонтом.

Screen-Shot-2020-08-07-at-06.57.09.png

Приборная панель кабины биплана Consolidated NY-2 на базе ВВС США Митчел Филд, 1929 г. Фото: архив Национального музея авиации и космонавтики Смитсоновского института

Сегодня применяется несколько видов высотомеров, отличающихся по принципу работы, но первым из них был барометрический, то есть основанный на явлении падения атмосферного давления с набором высоты. «Наземный» вариант барометра-анероида был изобретен еще в 1844 году французом Люсьеном Види, и авиаконструкторам оставалось только приспособить прибор для применения в авиации. Нужно сказать, что первые барометрические высотомеры были не очень надежными спутниками пилотов, так как давали погрешность в несколько десятков метров.

Добиться нужной точности в измерении высоты полета удалось американскому изобретателю немецкого происхождения Полу Коллсману. Он объединил в одном устройстве анероид и детали точнейшего швейцарского хронометра. В 1929 году с помощью высотомера Коллсмана был совершен первый в мире «слепой» полет по приборам. И до сих пор в современных высотомерах применяются окошки, названные в честь этого изобретателя.

Устройство и работа барометрического высотомера

Как уже говорилось выше, в авиации применяются разные высотомеры, при этом барометрические и сегодня остаются в кабинах летательных аппаратов, уже более ста лет помогая пилотам определять высоту полета.

Все барометрические высотомеры, отечественные и зарубежные, имеют одинаковую принципиальную конструкцию. Атмосферное давление, которое попадает на прибор через приемник воздушных давлений, влияет на чувствительную мембрану, запаянную в герметичной анероидной коробке. Мембрана деформируется, реагируя на изменение давления. Эта реакция через систему кинематических звеньев передается указательной стрелке, которая перемещается на размеченной шкале. Именно эту шкалу видит в кабине экипаж и по ней определяет показатели высоты.

UTK_9412.jpg

Сегодня чаще всего используются двухстрелочные высотомеры, циферблат которых похож на часовой: длинная стрелка делает оборот, когда судно поднимается на тысячу метров, при этом короткая стрелка перемещается на один сектор, то есть отмеряет километры. Пределы измерений могут отличаться для самолетов малой авиации, авиалайнеров или, например, истребителей. В отечественной практике это отражалось в названии прибора: ВД-10 – высоты до 10 тыс. км, ВД-20 – до 20 тыс. км, ВД-30 – до 30 тыс. км, где ВД означает «высотомер двухстрелочный». А, например, высотомеры самых больших высот применяются в космонавтике.

Для каждого измерительного прибора необходимо нулевое значение, или точка отсчета. Как мы уже выяснили, барометрический высотомер определяет высоту полета, исходя из разницы атмосферного давления на разных высотах. Соответственно, за значение, от которого ведется отсчет, берется давление на начальной высоте – им может быть давление на аэродроме посадки, над опасными объектами или давление, приведенное к уровню моря. Это давление, которое пилотам сообщают наземные службы, выставляется вручную и отображается в окошке Коллсмана, которое есть на каждом высотомере. Правильность установки такого давления – критически важный момент при полетах по приборам.

От измерения давления к радиолокации

Чтобы избежать нештатных ситуаций и повысить безопасность полета, многие жизненно важные устройства на современных летательных аппаратах дублируются. Например, барометрический высотомер практически всегда дополняется радиотехническим, или радиовысотомером.

Он работает по принципу радиолокации и поэтому не зависит от состояния атмосферы, при этом являясь более точным. Чтобы определить высоту полета, радиовысотомер измеряет время прохождения радиосигнала от антенны на воздушном судне до поверхности и в обратную сторону. Конструктивно прибор состоит из СВЧ-радиопередатчика, антенна которого обычно располагается в нижней части судна, приемника сигналов и системы их обработки и вывода в кабину, а также сигнализации при угрозе столкновения с землей. Обычно устанавливается несколько радиовысотомеров, которые входят в различные самолетные системы.

UTK_9409.jpg

Точные данные о высоте полета всех участников воздушного движения очень важны для эшелонирования. Вертикальное воздушное эшелонирование – это процесс, при котором разным самолетам в небе диспетчеры назначают разные высоты, чтобы избежать сближения и столкновения. Для соблюдения дистанции важно, чтобы высотомеры у самолетов, находящихся на разных эшелонах по высоте, работали одинаково и отталкивались от одних заданных параметров. По требованиям Международной организации гражданской авиации (ICAO) все воздушные суда должны в автоматическом режиме передавать информацию о своей высоте полета.

В нашей стране одним из лидеров в области разработки аэрометрической авионики является «Аэроприбор-Восход» (входит в «Концерн Радиоэлектронные технологии» Ростеха). Без малого 80 лет предприятие производит высотомерное оборудование, применяющееся в самолетах, вертолетах, парашютных системах, ракетной технике, беспилотниках и космических аппаратах.

События, связанные с этим

Фотоника: электроника будущего

К 90-летию Геннадия Денежкина

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *