Альтиметр

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Альтиметр

Альтиметр (от лат. altus высоко) — пилотажно-навигационный прибор, указывающий высоту полета. По принципу устройства альтиметры делятся на барометрические и радиотехнические (иначе радиовысотомер). Выражение «альтиметр» применяется преимущественно в художественной литературе и в СМИ, в русскоязычной технической терминологии принят стандартизованный термин «высотомер». В последнее время также получил некоторое распространение жаргонный вариант названия высотомера «альтметр».

[править] Барометрический высотомер

Принцип действия барометрического высотомера основан на измерении давления атмосферы с высотой. 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. Как правило, авиационный прибор имеет две стрелки, подобных обычным часам - только "циферблат" разделен не на 12, а на 10 секторов. Каждый сектор для большой стрелки означает 100 м, а для маленькой - 1000 м. Примечательно, что данная конструкция стала де-факто международным стандартом, и применяется на всех воздушных судах. точность измерения барометрических высотомеров (допустимая погрешность измерений) определяется действующими стандартами, однако лежит, как правило, в пределах до 10 м. Высота полета 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 полета на приборе необходимо вручную установить величину атмосферного давления на земле, полученного, как правило, по радиосвязи. Неправильная установка экипажем такого давления при полетах с нулевой видимостью не раз становилась причиной авиакатастроф. Для полетов по воздушным трассам в авиации используется понятие "эшелон полета", то есть высота, измерянная до изобары (условной линии постоянного давления) 760 мм рт.ст. Установка на всех воздушных линиях всеми без исключения воздушными судами одинакового давления на барометрических высотомерах создает единую для всех систему отсчета, позволяющую осуществлять безопасное воздушное движение. Снижение воздушного судна на посадку без достоверной информации об атмосферном давлении в районе аэродрома категорически запрещается.

[править] Радиотехнический высотомер

Принцип действия основан на высокоточном измерении отрезка времени между посылкой и приёмом электромагнитных волн, отраженных от поверхности, до которой измеряется высота (земля либо вода). От барометрических высотомеров отличается более высокой точностью, и независимостью измерений от наличия информации о давлении воздуха на поверхности, до которой измеряется высота. 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, приемника отраженного сигнала, блока счисления с таймером (который, собственно, и вычисляет высоту полета), а также - монитора на приборной доске экипажа, на который передаются данные о текущей высоте. К недостаткам прибора можно отнести выраженную направленность измерений (направление луча передатчика, направленного перпендикулярно вниз). По этой причине применение радиовысотомеров эффективно только в равнинной местности, и практически бесполезно в горных и сильно пересеченных районах. Кроме того, вызывает вопросы экологичность подобных измерений, так как для обеспечения требуемой точности необходимо применять коротковолновые мощные передатчики, несущие явную опасность для биосферы.

[править] Спутниковый высотомер

Для определения высоты используют также GPS приёмники, получившие в современном мире большое распространение.По причине своей универсальности, относительной дешевизны и практической доступности такие приборы находят все большую сферу применения - как в технике, так и в быту. Принцип действия основан на одновременном измерении направления на несколько (как правило - от четырех до шести) вещающих спутников, находящихся на геостационарных орбитах. На основании элементарных математических исчислений прибор определяет трехмерную точку в пространстве - координаты X,Y (точка на поверхности Земли), а также Z - высоту относительно уровня моря. 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.

Впервые система была создана в США с военными целями, однако впоследствии была открыта для массового использования, и получила широкое распространение во всех отраслях человеческой деятельности, требующей высокоточного ориентирования в пространстве. Точность измерений при необходимости может достигать порядка нескольки сантиметров, однако на практике такие измерения доступны по специальному соглашению с владельцем Сети, с применением дорогостоящего оборудования, и по этой причине в быту не применяются. Точность измерения бытовых приборов GPS - порядка 10 метров, что вполне достаточно для большинства задач ориентирования.

При этом интересен тот факт, что использование данной глобальной системы пока бесплатно, что обусловливает огромные темпы развития сферы применения систем, основанных на GSM-ориентировании. По некоторым оценкам, таким образом США как единственный на сегодняшний день владелец сети навигационных спутников, получает контроль над Системой, которую использует весь мир. Небезынтересно, что осуществляются попытки развертывания альтернативных спутниковых систем и другими странами, однако пока они не могут составить США достойную конкуренцию в силу многих технических, финансовых и политических причин.

На сегодняшний момент, в силу различных причин массовая замена классических высотомеров на спутниковые пока не планируется.

Это незавершённая статья об авиации. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

Измерение высоты полета воздушного судна - чрезвычайно важная и ответственная задача, связанная с обеспечением безопасности полетов. При этом подход к исполнениею 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 какого-либо прибора, измеряющего высоту полета, в авиации считается особым случаем, и расценивается соответствующими службами как предпосылка к летному происшествию.