Высотомер

Инструмент, используемый для определения высоты объекта над определенной точкой.

Схема, показывающая лицевую сторону чувствительного авиационного высотомера с тремя стрелками, показывающего высоту 10 180 футов (3 100 м). В окне Коллсмана отображается эталонное давление около 29,92 дюйма рт. ст. (1013 гПа).

Высотомер или высотомер — это прибор, используемый для измерения высоты объекта над фиксированным уровнем. ^[1] Измерение высоты называется альтиметрией , что связано с термином «батиметрия» — измерение глубины под водой.

Типы

Барометрический высотомер

Цифровой датчик барометрического давления для измерения высоты в бытовой электронике

Высота над уровнем моря может быть определена на основе измерения атмосферного давления . Чем больше высота, тем ниже давление. Когда барометр поставляется с нелинейной калибровкой для указания высоты, этот прибор представляет собой тип высотомера, называемый барометрическим высотомером или барометрическим высотомером. Барометрический высотомер — это высотомер, который имеется в большинстве самолетов , и парашютисты используют его версии, крепящиеся на запястье, для аналогичных целей. Путешественники и альпинисты используют наручные или ручные высотомеры в дополнение к другим навигационным инструментам, таким как карта, магнитный компас или GPS-приемник.

Звуковой высотомер

В 1931 году Воздушный корпус армии США и компания General Electric испытали звуковой высотомер для самолетов, который считался более надежным и точным, чем тот, который зависел от давления воздуха в условиях сильного тумана или дождя. Новый высотомер использовал серию высоких звуков, подобных тем, которые издает летучая мышь, для измерения расстояния от самолета до поверхности, которое по возвращении в самолет преобразулось в футы, показанные на датчике внутри кабины самолета. ^[2]

Радарный высотомер

Высотомер на Piper PA-28 виден в верхнем ряду приборов, второй справа.

Радарный высотомер измеряет высоту более напрямую, используя время, необходимое для отражения радиосигнала от поверхности обратно к самолету. В качестве альтернативы можно использовать радар непрерывного действия с частотной модуляцией. Чем больше сдвиг частоты, тем дальше пройденное расстояние. Этот метод может обеспечить гораздо большую точность, чем импульсный радар при тех же затратах, а радиовысотомеры, использующие частотную модуляцию, являются отраслевым стандартом. Радиовысотомер используется для измерения высоты над уровнем земли при посадке коммерческих и военных самолетов. Радиовысотомеры также являются компонентом систем предупреждения об уклонении от земли, предупреждая пилота, если самолет летит слишком низко или если впереди возвышается местность. Технология радиовысотомера также используется в радарах слежения за местностью , позволяющих боевым самолетам летать на очень малой высоте над местностью.

После обширных исследований и экспериментов было показано, что «фазовые радиовысотомеры» наиболее подходят для экранопланов по сравнению с лазерными, изотропными или ультразвуковыми высотомерами. ^[3]

Лазерный высотомер

Лидарная технология используется для навигации вертолета Ingenuity во время его рекордных полетов над поверхностью Марса с помощью направленного вниз лидарного высотомера. ^[4]

спутниковая система навигации

Приемники системы глобального позиционирования (GPS) также могут определять высоту путем трилатерации с четырьмя или более спутниками . В самолетах высота, определенная с помощью автономного GPS, недостаточно надежна, чтобы заменить барометрический высотомер без использования какого-либо метода дополнения . ^[5] При пеших походах и скалолазании часто обнаруживается, что высота, измеренная GPS, отклоняется на целых 400 футов (122 метра) в зависимости от ориентации спутника. ^[6]

Смотрите также

• Акронимы и сокращения в авионике
• Рекомендации ИКАО по использованию Международной системы единиц
• Летные приборы
• Уровень полета
• Гипсометр
• «Джейсон-1» и «Миссия по топографии поверхности океана» (Джейсон-2) — это спутниковые миссии, в которых используются высотомеры для измерения высоты морской поверхности.
• Датчик уровня
• Лидар
• Датчик давления
• Основной дисплей полета
• Радарный высотомер
• Спутниковая альтиметрия
• Рейс 1951 Turkish Airlines , авария, связанная с неисправностью радиовысотомера.
• Рейс 389 United Airlines , авария, связанная с неправильным показанием высотомера.
• Вариометр — прибор, измеряющий скорость изменения высоты.

Рекомендации

1. Рэгг, Дэвид В. (1973). Словарь авиации (1-е изд.). Чтение: Оспрей. п. 33. ISBN 0-85045-163-9.
2. «Метр дает высоту», Popular Science , март 1931 г.
3. Небылов, профессор Александр и Шаран Сукрит. «Сравнительный анализ вариантов конструкции системы измерения параметров маловысотного полета».17-й симпозиум IFAC по автоматическому управлению.
4. «Как НАСА разработало вертолет, который мог бы автономно летать на Марсе». IEEE-спектр . 17 февраля 2021 года. Архивировано из оригинала 19 февраля 2021 года . Проверено 19 февраля 2021 г.
5. Альбери, Маттео; Бальдончини, Марика; Боттарди, Карло; Кьярелли, Энрико; Фиорентини, Джованни; Раптис, Кассандра Джулия Кристина; Реалини, Эудженио; Регуцони, Мирко; Росси, Лоренцо; Сампьетро, ​​Даниэле; Страти, Вирджиния; Мантовани, Фабио (16 августа 2017 г.). «Точность измерения высоты полета с помощью недорогих GNSS, радаров и барометрических датчиков: значение для авиационных радиометрических исследований». Датчики . 17 (8): 1889. arXiv : 1802.00327 . Бибкод : 2017Senso..17.1889A. дои : 10.3390/s17081889 . ПМК 5579878 . ПМИД  28813023. 
6. «Понимание точности показаний высоты GPS». Гармин . Архивировано из оригинала 5 марта 2020 года . Проверено 14 марта 2020 г.

Внешние ссылки