Прибор определяющий высоту над уровнем моря

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

Высотомер 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.

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.

• 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.

• 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.

• 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.

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.

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.

Источник

Как измерить высоту над уровнем моря

Часто в гористой местности приходится попадать в условия плохой видимости. Это чревато тем, что можно основательно заблудиться и уйти довольно далеко от населенных пунктов. Самостоятельно иногда проблематично точно определить, куда именно следует идти. Всегда стоит помнить, что в данном случае самое важное – не сбиться с пути. Именно это сохранит вам жизнь. Так как расстояние и направление в горах являются залогом точного определения высоты местности, стоит знать возможность измерения высоты над уровнем моря в любой местности. Для этого существует специальный прибор – альтиметр.

Установите альтиметр в режим начала работы. Первое, что вам стоит сделать — это выставить величину атмосферного давления. Исходный отсчет начинается с того давления, которое может быть с вероятностью в 99% в период времени, в который проводится измерение. Как правило (в зависимости от погодных условий), это величина колеблется от 950 до 1050 миллибар.

Откалибруйте датчик перед проведением замера. Для этого вам стоит обратить внимание на кнопку с направленной вверх стрелкой. Именно это поможет безошибочно определить те данные, которые вам требуются. Использование подсказок при включении главного меню прибора поможет вам провести все измерения и вычисления точно и быстро.

Проведите измерение исходных параметров для определения высоты. При удержании кнопки Set, которая есть во всех современных альтиметрах, прибор автоматически переводится в режим установок. Альтиметр покажет вам температуру воздуха и текущее давление, вычисленное на высоте. В таком случае вам предстоит уменьшить его до нормы над уровнем моря. Для этого нужно использовать кнопку со стрелкой и Set, которые смогут отрегулировать нужную вам величину. После этого есть два варианта вычисления высоты над уровнем моря. Первый – пошаговое изменение, которое выполняется вручную путем нажатия кнопок или в автоматическом режиме.

Перейдите в главное меню. После сохранения проведенных установок перейдите в режим главного меню. На дисплее отобразятся следующие данные – высота над уровнем моря и текущее атмосферное давление. Точность современных альтиметров – более 1 метра.

Внимательно относитесь к калибровке датчика. Ее стоит проводить столько раз, сколько замеров высоты над уровнем моря вы будете проводить. Такая необходимость постоянного регулирования связана с тем, что отклонения давления за день могут достигать 5 миллибар, а такая ошибка может служить причиной разбежки результатов величиной до нескольких десятков метров.

При использовании альтиметра можно выбрать ту единицу измерения высоты, которая для вас наиболее удобна. Это могут быть футы, метры и др. (в зависимости от модели прибора). Для выбора единицы измерения стоит воспользоваться кнопкой со стрелкой. Если вам нужно сохранить полученные после проведения измерений данные, воспользуйтесь режимом сохранения – нажмите кнопку со стрелкой и Set. Альтиметр может работать в автоматическом режиме и фиксировать изменение данных с интервалом в 10 секунд.

• Как определить глубину морей на карте
• Как уменьшается давление с высотой
• Как изменяется температура и давление воздуха при увеличении высоты
• Как изменяется температура и атмосферное давление в горах

Источник