Højdemåler (eller højdemåler fra lat. altus - høj) - en enhed designet til at måle højde . [1] I tilfælde af et bemandet fly er en højdemåler et flyve- og navigationsinstrument, der angiver flyvehøjden. Ifølge enhedens princip er højdemålere opdelt i barometriske , radiotekniske (herunder radiohøjdemålere ), inerti , ionisering og andre. [en]
I gamle dage blev højdemåleren kaldt det enkleste goniometriske instrument til at bestemme højden af armaturerne (planeter, stjerner).
Den barometriske højdemåler er designet til at bestemme den barometriske højde eller den relative flyvehøjde . Funktionsprincippet for en barometrisk højdemåler er baseret på måling af atmosfærisk tryk. Det er kendt, at når højden stiger, falder det atmosfæriske tryk også. Dette princip er grundlaget for enheden, som faktisk måler ikke højden , men lufttrykket . Strukturelt består enheden af en forseglet boks med en membran, hvis ændring i positionen er mekanisk forbundet med pilene, der bevæger sig rundt i en skala, der er gradueret i tal. På maskiner med et relativt lavt praktisk loft (på An-2 og de fleste andre stempelfly, på helikoptere ) er der installeret et to-punkts højdemåler VD-10 eller et lignende fremmed, svarende til almindelige ure - kun skiven er delt ikke i 12, men i 10 sektorer, hver sektor for den store hånd betyder 100 m, og den lille hånd betyder 1000 m.
VD-20-højdemåleren, der ligner design (to-punkts højdemåler til en højde på op til 20 km), installeret for eksempel på Tu-134 , har en separat skiveinddeling for en kort pil op til 20 km. Det er bemærkelsesværdigt, at dette design er blevet en de facto international standard. Andre højdemålere, såsom UVID-15, har kun en lang nål (én omdrejning pr. 1000 m eller 1000 fods højde), og den fulde højde vises som et tal i et vindue. Målenøjagtigheden af barometriske højdemålere (tilladelig målefejl) bestemmes af de gældende standarder og ligger som regel inden for 10 m.
Flyvehøjden for et fly over jordoverfladen (eller vandoverfladen) beregnes ud fra forskellen i lufttryk ved flyets placering og trykket på overfladen, over hvilken det er placeret. Atmosfærisk tryk på overfladen (som regel i området for landing af flyvepladser, bjergkæder eller store farlige forhindringer) rapporteres til besætningen af jordtjenester. For korrekt at vise flyvehøjden på enheden skal du manuelt indstille værdien af atmosfærisk tryk på jorden (eller tryk reduceret til havoverfladen). Forkert indstilling af et sådant tryk af besætningen under flyvninger med nul sigtbarhed blev mere end én gang årsagen til luftulykker.
Det skal bemærkes, at der i luftfarten kan bruges flere muligheder for at indstille trykket på en barometrisk højdemåler. I Rusland og nogle SNG-lande, når man flyver under overgangsniveauet (under det lavere flyveniveau), er det sædvanligt at indstille flyvepladstrykket (under indflyvning og afgang) eller det minimale undervejstryk reduceret til havoverfladen (under en- ruteflyvninger). I de fleste lande i verden under det lavere niveau udføres højdeaflæsningen i henhold til trykket reduceret til havoverfladen.
For flyvninger på luftveje (over overgangshøjden ) i luftfart anvendes begrebet echelon , det vil sige den betingede højde målt til isobaren (betinget linje med konstant tryk) 760 mm Hg. Kunst. , aka 1013 mbar ( hPa ) eller 29,92 inHg . Kunst. Installationen på alle luftlinjer af alle fly uden undtagelse af det samme tryk på barometriske højdemålere skaber et enkelt referencesystem for alle, hvilket giver mulighed for sikker flytrafik. Det er strengt forbudt at sænke et fly til landing uden pålidelig information om det atmosfæriske tryk i flyvepladsområdet .
Ifølge ICAO krav , den såkaldte. en kontrolhøjdemåler (f.eks. af UVID-typen), der udover at vise højden på skalaen giver et højdesignal til transponderflyet , hvorved flyvelederen kan se den nøjagtige højde af flyet på. skærmen.
En faldskærmshøjdemåler er en konventionel barometrisk højdemåler med en praktisk armmontering. Designet til at måle og visuelt kontrollere højden i frit fald og under nedstigning på en åben faldskærm, samt til at bestemme atmosfærisk tryk. Den har en lille størrelse og vægt (skivens areal er i gennemsnit ikke mere end 10x10 cm, vægten er ikke mere end 700 g). Kroppen er lavet af stødbestandigt materiale. Desuden er en faldskærm ofte udstyret med en automatisk højdekontrol (ved design, samme højdemåler), som automatisk åbner faldskærmen i en given højde, hvis faldskærmsjægeren ikke har gjort det.
Der er også elektroniske højdemålere, de måler ikke kun højden, men signalerer også i de angivne højder.
Funktionsprincippet for RV er baseret på måling af tidsintervallet mellem afsendelse og modtagelse af elektromagnetiske bølger reflekteret fra overfladen, hvortil højden måles (land eller vand). I modsætning til barometriske højdemålere måler radiohøjdemåleren den sande flyvehøjde, derfor afhænger den ikke af tilgængeligheden af information om lufttryk, og den har også en højere nøjagtighed. I praksis bruges radiohøjdemålere i lave højder, nær jordoverfladen (eller vandoverfladen), fordi brugen af denne teknologi fra store højder kræver en kraftig strålingskilde samt udstyr, der effektivt kan modstå interferens.
Strukturelt består enheden af en mikrobølgeradiosender, hvis retningsantenne er placeret "på maven" af flyet, en reflekteret signalmodtager, signalbehandlingsenheder og en indikator på besætningens instrumentbræt, hvortil data om den aktuelle højde overføres. Radiohøjdemålere er opdelt i radiohøjdemålere af lav højde (for eksempel indenlandske RV-3, RV-5), som er designet til at bestemme højder op til 1500 meter og som regel fungerer i kontinuerlig radartilstand, og højdemålere med høj højder (mere end 1500 m, som RV-18, måler højder op til 30 km), normalt i pulserende tilstand. Næsten alle autocampere har en lavhøjdesignaleringsenhed, der giver et lys- og lydsignal, når højden falder til under en forudbestemt, indstillet af piloten.
Ulemperne ved enheden omfatter en udtalt retningsbestemt måling (retningen af senderstrålen rettet vinkelret nedad). Af denne grund er brugen af radiohøjdemålere kun effektiv i fladt terræn og er praktisk talt ubrugelig i bjergrige og barske områder. I en rulning viser RV en overvurderet højde, da højden er det lodrette ben af en trekant, og radiohøjdemålerens stråle i en rulle er rettet langs hypotenusen, derfor i tilfælde af betydelige rulninger (mere end 15-20 grader ), kan en advarselslysalarm tænde. Der tages normalt ikke højde for tonehøjden, da den i transportfly sjældent overstiger de nævnte 15-20 °. Derudover rejser miljøvenligheden af radiomålinger spørgsmål, da det er nødvendigt for at sikre den nødvendige nøjagtighed brug kortbølge kraftig sendere, der udgør en klar fare [2] for biosfæren.
Satellitmodtagere kan også bruges til at bestemme højden . Funktionsprincippet er baseret på den samtidige måling af afstanden til flere (normalt fra fire til seks) sendesatellitter placeret i kendte og specielt korrigerede baner. Ud fra matematiske beregninger bestemmer enheden et punkt i rummet - koordinaterne φ, λ - stedets bredde- og længdegrad på modellen af Jordens overflade, samt højden H i forhold til modellens havniveau og/ eller højden over ellipsoiden (den mest almindelige ellipsoide i GNSS-teknologi er WGS84 ). Det mindste antal satellitter, der kræves for at beregne højden, er tre. Kun koordinater - to. Et satellitsignal er nok til at bestemme tiden. Et større antal satellitter gør det muligt at øge nøjagtigheden af beregningen af parametre. Set ud fra sandheden om at bestemme den absolutte højde har den en fordel i forhold til både barometriske og radiohøjdemålere, da den ikke afhænger af atmosfærisk tryk eller af måling af afstanden til det fysiske terræn.
Ikke desto mindre skal det huskes, at Doppler-effekten er stærkt manifesteret ved nedstigningshastigheder, og modtageren har brug for noget tid (op til et sekund) til at beregne parametrene, hvilket fører til en forsinkelse mellem den beregnede koordinat og den virkelige. Særlige faldskærmshøjdemålere fra førende virksomheder korrigeres for hastighed, men da hastigheden beregnes ud fra de samme signaler, er nøjagtigheden af GNSS-enheder under springforhold stadig ret lav. For eksempel i køretøjer med et indbygget GNSS-system modtager modtageren et signal fra køretøjets hastighedssensor og bruger den til at korrigere sine aflæsninger. Deres fordel er lav pris og vægt. Brug til basespring og andre spring i lav højde anbefales ikke. Derudover kan GNSS-signalrefleksioner fra sten eller pyloner gøre højdeaflæsninger fuldstændig uforudsigelige. Til basespring anbefales barometriske højdemålere, enten mekaniske eller elektroniske.
Målenøjagtighed kan om nødvendigt nå størrelsesordenen flere centimeter ved hjælp af en lukket militærkanal, licenseret af det amerikanske forsvarsministerium, ved hjælp af dyrt udstyr, og af denne grund bruges de ikke i hverdagen. Målenøjagtigheden af husholdnings GNSS-enheder i statisk (ingen bevægelse) er omkring 10 meter, hvilket er ganske nok til de fleste orienteringsopgaver.
Højdemålerdesignet bruger en kilde til gammastråling (normalt isotoper 60 Co , 137 Cs ). Modtageren fanger tilbagespredningen , der reflekteres fra atomer inde i den underliggende overflade. Gammastrålehøjdemålere bruges i lave højder (meter, titusinder af meter fra overfladen). Hovedapplikationen er dannelsen af et aktiveringssignal til blødlandingssystem for rumfartøjer til nedstigning . [3] Især i Soyuz-rumfartøjet er en gammastrålehøjdemåler (produktkode "Cactus") installeret i bunden af nedstigningskøretøjet, og stedet for dets installation er markeret med et strålingsfareskilt.
Måling af flyvehøjden på et fly er en yderst vigtig og ansvarlig opgave i forbindelse med at sikre flyvesikkerheden. Samtidig skal tilgangen til udførelsen af denne opgave være omfattende ved at bruge alle kendte metoder til at bestemme flyets sande position i rummet. Af denne grund bruges alle ovennævnte enheder på moderne fly, og besætningerne er professionelt uddannet til deres kompetente fælles brug. Fejl i mindst én enhed, der måler flyvehøjden, betragtes som et specialtilfælde i luftfarten og betragtes af de relevante tjenester som en forudsætning for en flyveulykke .