Самодельный электронный альтиметр-вариометр с подачей звуковых и световых предупреждающих сигналов

Диаграмма, показывающая циферблат «трехстрелочного» авиационного высотомера, показывающего высоту 10 180 футов (3100 м) и показание давления около 29,92 дюйма ртутного столба (1013 гПа). Высотомер или измеритель высоты представляет собой инструмент , используемый для измерения высоты объекта выше установленного уровня. Измерение высоты называется альтиметрией , что связано с термином батиметрия , измерение глубины под водой. Наиболее распространенной единицей калибровки высотомера во всем мире является гектопаскалях (гПа), за исключением Северной Америки и Японии, где используются дюймы ртутного столба (

дюймы ртутного

столба). Для получения точных показаний высоты в футах или метрах необходимо правильно откалибровать местное барометрическое давление.

Высотомер давления

image

Высота может быть определена на основе измерения атмосферного давления . Чем больше высота, тем ниже давление. Когда барометр поставляется с нелинейной калибровкой для индикации высоты, прибор называется высотомером давления или барометрическим высотомером. Барометрический альтиметр — это высотомер, который есть в большинстве самолетов , и парашютисты используют его версии для аналогичных целей, крепящиеся на запястье. Путешественники и альпинисты используют наручные или портативные высотомеры в дополнение к другим навигационным инструментам, таким как карта, магнитный компас или GPS-приемник.

Калибровка высотомера выполняется по уравнению

zзнак равноcТбревно⁡(по/п),{ Displaystyle г = с ; Т ; журнал (P_ {o} / P),}
  • Говорящие высотомеры (также известные как голосовые высотомеры). Другой тип альтиметра, который сочетает в себе функции звукового и визуального альтиметра. Устройство имеет все необходимые высоты, используемые в парашютном спорте, и объявляет это числом на родном языке парашютистов. Они также вставляются в шлем (такой же карманный размер, как и для звуковых устройств), но издают голос с автоматической регулировкой громкости в зависимости от скорости до четкого слышимости. Обычно у говорящих высотомеров есть настройка программного обеспечения через мобильное приложение. Основная цель этого типа альтиметра — надежная функция безопасности для опытных парашютистов, поэтому они всегда знают свое текущее положение, что очень полезно для организаторов загрузки FS или инструкторов AFF .

Точный выбор высотомеров сильно зависит от индивидуальных предпочтений парашютиста, уровня опыта, основных дисциплин, а также от типа прыжка. С одной стороны, демонстрационный прыжок на малой высоте с приземлением на воду и без свободного падения может отказаться от обязательного использования высотомеров и вообще не использовать их. Напротив, парашютист, выполняющий свободный прыжок и летающий на высокоэффективном куполе, может использовать механический аналоговый альтиметр для удобства при свободном падении, встроенный в шлем звуковой сигнал для предупреждения о высоте отрыва, дополнительно запрограммированный с помощью направляющих звуковых сигналов для полета на куполе, а также цифровой альтиметр на нарукавной повязке для быстрого определения точной высоты при приближении. Другой парашютист, выполняющий аналогичные типы прыжков, может носить цифровой альтиметр в качестве основного визуального, предпочитая прямое считывание высоты на цифровом дисплее.

Использование в самолетах

Самолетный альтиметр барабанного типа, показывающий маленькие окошки Коллсмана слева внизу (гектопаскали) и справа внизу (дюймы ртутного столба) лица.

В самолете барометр-анероид измеряет атмосферное давление из статического порта вне самолета. Давление воздуха снижается с увеличением высоты — примерно 100 гектопаскалей на 800 метров или один дюйм ртутного столба на 1000 футов вблизи уровня моря .

Высотомер-анероид откалиброван так, чтобы показывать давление непосредственно как высоту над средним уровнем моря в соответствии с математической моделью атмосферы, определенной Международной стандартной атмосферой (ISA). В более старых самолетах использовался простой барометр-анероид, в котором стрелка совершала менее одного оборота вокруг лица от нуля до полной шкалы. Эта конструкция превратилась в высотомеры с основной стрелкой и одной или несколькими вспомогательными стрелками, которые показывают количество оборотов, как на циферблате . Другими словами, каждая стрелка указывает на разные цифры текущего измерения высоты. Однако этот дизайн потерял популярность из-за риска неправильного прочтения в стрессовых ситуациях. Конструкция развивалась далее до барабанных высотомеров, последнего шага в аналоговой аппаратуре, где каждый оборот единственной стрелки составлял 1000 футов (300 метров), с шагом в тысячу футов, записываемым на цифровом барабане типа одометра . Чтобы определить высоту, пилот должен сначала прочитать барабан, чтобы определить тысячи футов, а затем посмотреть на стрелку, чтобы увидеть сотни футов. Современные аналоговые высотомеры в транспортных самолетах, как правило, барабанного типа. Последней разработкой в ​​области четкости является система электронных пилотажных приборов со встроенными цифровыми дисплеями высотомера. Эта технология унаследовала от авиалайнеров и военных самолетов, пока она не стала стандартом для многих самолетов авиации общего назначения .

Современные самолеты используют «чувствительный высотомер». На чувствительном альтиметре опорное давление на уровне моря можно отрегулировать с помощью ручки настройки. Эталонное давление в дюймах ртутного столба в Канаде и США и в гектопаскалях ( ранее миллибарах ) в других местах отображается в маленьком окошке

Коллсмана на лицевой стороне высотомера самолета. Это необходимо, поскольку эталонное атмосферное давление на уровне моря в данном месте со временем изменяется в зависимости от температуры и движения систем давления в атмосфере.

В авиационной терминологии, региональное или местное давление воздуха на среднем уровне моря (MSL) называется QNH или « установки высотомера », и давление , которое будет откалибровать высотомер , чтобы показать высоту над землей на данном аэродроме называется QFE из поле. Однако высотомер не может быть настроен на колебания температуры воздуха. Отличия температуры от модели ISA соответственно вызовут ошибки в указании высоты.

В аэрокосмической отрасли механические автономные высотомеры, основанные на диафрагменных сильфонах, были заменены интегрированными измерительными системами, которые называются компьютерами данных по воздуху (ADC). Этот модуль измеряет высоту, скорость полета и внешнюю температуру, чтобы обеспечить более точные выходные данные, позволяющие автоматически управлять полетом и

делить эшелоны полета

. Для разработки системы отсчета давления можно использовать несколько высотомеров, чтобы предоставить информацию о позиционных углах самолета для дальнейшей поддержки расчетов инерциальной навигационной системы .

Использование в транспортном средстве с эффектом земли

После обширных исследований и экспериментов было показано, что «фазовые радиовысотомеры» наиболее подходят для наземных транспортных средств по сравнению с лазерными, изотропными или ультразвуковыми высотомерами.

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 полагался на давление воздуха в условиях сильного тумана или дождя. Новый альтиметр использовал серию высоких звуков, подобных тем, что издает летучая мышь, для измерения расстояния от самолета до поверхности, которое по возвращении в самолет преобразовывалось в ступни, показанные на измерителе внутри кабины самолета.

Радарный высотомер

Радиовысотомер высоты измеряет более непосредственно, используя время , необходимое для радиосигнала для отражения от поверхности обратно к самолету. В качестве альтернативы можно использовать радар непрерывного излучения с частотной модуляцией. Чем больше сдвиг частоты, тем дальше пройдено расстояние. Этот метод может обеспечить гораздо лучшую точность, чем импульсный радар при тех же затратах, а радиолокационные высотомеры, использующие частотную модуляцию, являются отраслевым стандартом. Радиолокационный высотомер используется для измерения высоты над уровнем земли во время посадки коммерческих и военных самолетов. Радарные высотомеры также являются компонентом систем предупреждения о препятствиях на местности, предупреждая пилота, если самолет летит слишком низко или если впереди есть возвышающаяся местность. Технология радиолокационного высотомера также используется в радиолокационных станциях слежения за рельефом местности, позволяя истребителям летать на очень малой высоте. Высотомер на Piper PA-28 виден в верхнем ряду приборов, второй справа.

спутниковая система навигации

Приемники

глобальной системы 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 высотомер давления без использования какого-либо метода увеличения . В походах и скалолазании часто бывает, что высота, измеренная GPS, отличается на целых 400 футов (122 метра) в зависимости от ориентации спутника.

Другие виды транспорта

Альтиметр — это дополнительный инструмент для внедорожников, помогающий в навигации. Некоторые высокопроизводительные роскошные автомобили, которые никогда не предназначались для выезда с асфальтированных дорог, такие как Duesenberg в 1930-х годах, также были оснащены высотомерами.

Путешественники и альпинисты используют ручные или наручные барометрические высотомеры, как и парашютисты .

Смотрите также

  • Акронимы и сокращения в авионике
  • Рекомендации ИКАО по использованию Международной системы единиц
  • Летные инструменты
  • Эшелон полета
  • Гипсометр
  • Jason-1 и Ocean Surface Topography Mission (Jason-2) — спутниковые миссии, в которых используются высотомеры для измерения высоты морской поверхности.
  • Датчик уровня
  • Лидар
  • Датчик давления
  • Основной индикатор полета
  • Радарный высотомер
  • Спутниковая геодезия
  • Рейс 1951 Turkish Airlines , несчастный случай из-за неисправного радиовысотомера.
  • Рейс 389 United Airlines , авария из-за неправильного показания высотомера
  • Вариометр , датчик, измеряющий скорость изменения высоты

Рекомендации

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме высотомера .

Дело в том, что альтиметры (высотомеры) не являются обязательной функцией умных часов, а значит, при покупке этого девайса стоит обратить особое внимание на этот факт. Более того, устройство должно с большой точностью показывать отметки высоты и барометрические показания.

Самые известные имена в этой категории часов — это Casio, Garmin и Suunto, именно эти бренды могут предложить самые привлекательные модели для тех, кому важно быть в курсе не только времени, но и местоположения.

Что такое альтиметр?

Хотя эта функция не так распространена, как, скажем, функция хронографа, высотомер все же может быть чрезвычайно ценен при определенных обстоятельствах. Как вы могли догадаться из названия, эти обстоятельства — любые, в которых очень нужно измерить высоту. В конце концов, это и есть его главная задача – сообщать пользователю альтитуду (или высоту) над фиксированной точкой. Как правило, такой фиксированной точкой выступает уровень моря, но (в некоторых случаях) ее можно изменить в соответствии с другими потребностями — например, если вы хотите измерить изменение высоты в походе от фиксированной начальной точки до самой вершины.

Изначально показания альтиметра основывались на изменениях давления в атмосфере. Хоть такая система иногда и допускает ошибки, она все равно считается довольно точной. Это потому, что чем выше поднимаешься — будь то в горном походе, в самолете и т.д. — тем меньше давление в атмосфере. Причина этого проста: земная гравитация притягивает все к центру планеты, даже молекулы воздуха. Так, чем ближе к центру планеты, тем выше давление.

Конечно, на точность показаний может влиять погода, так как атмосфера находится под постоянным изменением, но в общем данные довольно точные и эта технология по-прежнему широко используется сегодня. Тем не менее, для максимальной точности барометрический высотомер нужно постоянно калибровать.

В то время как барометрические высотомеры на основе давления по-прежнему очень распространены в таких устройствах, как аналоговые часы, манометры самолетов и даже портативные устройства, используемые парашютистами, эта технология не стоит на месте. В настоящее время существуют другие типы высотомеров, наиболее распространенный тип берет за основу данные GPS. Как вы уже знаете, GPS использует сеть спутников на орбите Земли, чтобы помочь определить точное месторасположение конкретного устройства на планете. Хотя GPS обычно используется для определения долготы и широты на карте, его также можно использовать для определения — вы уже догадались — высоты.

К сожалению, на практике у GPS тоже есть свои недостатки. Например, если прием GPS плохой — если устройство находится вне диапазона используемых спутников — то данные могут быть неточными (погрешность достигает 120 м). Эта цифра может показаться незначительной, но иногда точность играет огромную роль, особенно в чрезвычайной ситуации. Независимо от того, какой тип высотомера вы в конечном итоге выбираете, важно иметь в виду эти плюсы и минусы, потому что эти знания могут потенциально спасти вашу жизнь, если вы окажетесь в опасной ситуации.

Рейтинг: лучшие «умные» часы с альтиметром (высотомером) 2018 года

Место Лучшие часы с альтиметром (высотомером) Рейтинг
1 Garmin Fenix 5X 4.5
2 TomTom Adventurer 3.5
3 Casio Pro Trek Smart WSD-F20 4.0
4 Suunto Traverse 4.5
5 Garmin Epix 4.5

Garmin Fenix 5X

Идеальная модель в этой коллекции часов — Fenix 5X. Здесь вы найдете все те же функции, что и в Fenix 5 и Fenix 5S, но что касается топографических функций, тут ей нет равных. Эти часы от Garmin имеют внушительный размер, но самое главное, они оснащены полноцветной картой. Среди прочего обращают на себя внимание «Функции трассы», «Мультиспортивный режим».

Естественно, здесь имеется барометрический альтиметр, GPS/GPX и ГЛОНАСС. Эти же опции имелись и в более дешевом предшественнике Garmin Fenix 3 HR, но те, кто любят более усовершенствованные модели, будут без ума от этих мегафункциональных часов. |

TomTom Adventurer

Вы можете отслеживать маршруты походов, тропы, держать под контролем занятия со сноубордом и катание на лыжах, по мере следования имеется возможность загружать маршруты GPX. Благодаря точным показаниям высоты, которое показывает альтиметр, датчики зафиксируют, если вы поднимаетесь на подъемнике после лыжного забега или занятий на сноуборде.

И если вы хотите провести выходные, отдыхая от активных зимних забав, TomTom по-прежнему будет вашим верным компаньоном, в течение 24 часов часы могут быть использованы в непрерывном пешеходном режиме. |

Casio Pro Trek Smart WSD-F20

По началу японский производитель часов хотел отказаться от использования GPS, но ранее в этом году компания выступила с Casio Smart Outdoor WSD-F10, которые функционируют на платформе Android Wear.

Теперь вы сможете следить за своими передвижениями везде, где бы вы ни бродили, в вашем распоряжении множество самых разных датчиков, включая акселерометр, пирометр и магнитный компас. Вы также можете следить за давлением (воздух и высота), что может быть весьма полезным в походах и при занятиях водными видами спорта, с WSD-F20 – это пара пустяков. |

Suunto Traverse

Встроенные топографические карты позволять ознакомиться с предстоящими тропами, кроме того часы фиксируют как долго будет светить солнце, а это значит, вы будете извещены, когда стоит готовиться к ночевке или возвращаться к цивилизации. Если вы не вернетесь в дневное время, к вашим услугам — режим фонарика.

Как и многие устройства из этого списка, Traverse также имеет в наличии GPS и ГЛОНАСС, для дополнительной точности при расчете вашего местоположения и высоты. |

Garmin Epix

Самая большая проблема с Epix заключается в том, что из-за Fenix 5X они стали считаться почти устаревшим. Новый Fenix обладает значительно более удобным для пользователя интерфейсом, здесь удвоен объем памяти (16 ГБ против 8 ГБ для Epix) и имеется интегрированный датчик сердечного ритма (вы можете подключить Epix к ремешку для измерения частоты сердечных сокращений). |

Рейтинг: лучшие «умные» часы с альтиметром (высотомером) 2019 года

Место Лучшие часы с альтиметром (высотомером) Рейтинг
1 Suunto Core 4.5
2 Garmin Fenix 5X Plus 4.5

Suunto Core

Garmin Fenix 5X Plus

Можно применять в авиационных видах спорта как дополнительное средство обеспечения безопасности при:

— выполнении парашютных прыжков; — полётах на параплане; — полётах на сверхлёгких летательных аппаратах — небольшая цена комплектующих (1200-1500р в розницу, при покупке в интернет-магазинах КНР значительно дешевле); — простота сборки (можно собрать за вечер, на макетной плате так вообще за полчаса); — высокая точность измерения высоты; — компактность и небольшой вес прибора; — открытый программный код (можно вносить изменения, изменять пороговые настройки срабатывания прибора); — можно использовать как модуль для измерения атмосферного давления (по СОМ — порту постоянно передаётся относительная высота, вертикальная скорость и атмосферное давление ). — Питание как от автономного источника постоянного тока (6-20V) так и по Mini-B USB — шнуру.

Предистория создания:

AltVar+, как я его назвал, был создан на основе вот этого проекта в виде вариометра – пищалки. Прототип собрал на макетной плате. На ней было всего два значимых компонента: — плата микроконтроллера Arduino Nano V3 — датчик давления Gy-68 Прибор реагировал писком на подъёмы-спуски, но не было никакой индикации. Поэтому пришлось доработать программу. Теперь плата транслировала значения высоты и вертикальной скорости на СОМ-порт компьютера. Захотелось большей автономности и я добавил 4-цифровой 7-сегментный дисплей, заключил плату с датчиком в самодельный корпус, встроил в него элемент питания. На дисплей вывел значение относительной высоты. Теперь приборчик можно было использовать как для измерения относительной высоты, так и высокоточный барометр. Некоторое время я его так и использовал, т.к. уже буквально спустя несколько минут после включения на нём была видна тенденция изменения погоды. Дело в том что точность датчика примерно -+0,17 м. Изменение атмосферного давления на десятую долю мм рт. столба изменяет показание прибора более чем на метр. Друзья и знакомые парашютисты знали, что у меня появилась такая самоделка. Они же и сподвигли меня на следующий шаг, предложив на его основе собрать сигнализатор высоты – «пищалку». От вывода индикации на 4-цифровой 7-сегментный дисплей, отказался почти сразу, т.к. если повесить их сразу 2, то цифровых ножек мне хватит едва-едва, да и ресурсы МК код вывода потреблял «немеряно». К тому же, при этом способе индицирования, есть заметный стробоскопический эффект, что портит зрительное восприятие информации. Вывел данные высоты и вертикальной скорости на — LCD — дисплей 1602 (16 знаков, 2 строчки). Так приборчик подсказал как мне его назвать. AltVar+ исправно показывал малейшие изменения высоты и вертикальной скорости. Для вывода звукового сигнала оставил часть кода исходного проекта. Тестировал его сутками напролёт. Работал AltVar+ устойчиво. Вернее – не было ни одного сбоя! В автономном варианте (с 200мА 9V элементом типа «Кроны») проработал 8 часов без перерыва и отключился по питанию. Программный код для микроконтроллера создал с помощью компилятора Arduino 1.0.6. В несколько этапов, постепенно добавляя функционал.

Алгоритм программы работает просто и прямолинейно:

— значения высоты и вертикальной скорости постоянно индицируются на LCD-дисплей; — полученные значения высоты и вертикальной скорости сравниваются с пороговыми значениями, заданным пользователем, и по итогам этой проверки выдаются звуковые и световые сигналы При включении прибора индицируются пороговые значения высот и скоростей, заданные пользователем. На первый взгляд громоздко – зато информативно! Видео загрузки 1 Изменения можно вносить, меняя значения в программе и после компиляции загружать в микроконтроллер. Алгоритм работы программы построен таким образом, что перед каждым прыжком нужно AltVar+ инициализировать (выключать – включать). Мы его как бы «взводим». Для чего это нужно?

После «взведения» мы имеем:

— максимально точное значение нулевой высоты площадки; — значения переменных, отвечающих за количество звуковых сигналов, принимают исходные значения; — экономим заряд аккумулятора Программа, как я уже указывал, создана для парашютистов. «Китайский стиль» написания позволит разобраться в ней даже новичку. Всё просто и однозначно, как мне кажется. Не вижу преград адаптировать её для параплана (парамотора) и СЛА. Строки программы, насколько смог, снабдил исчерпывающими комментариями. В «шапке» указаны необходимые комплектующие, взаимные соединения элементов, номиналы резисторов.Можно открыть в текстовом редакторе или в компиляторе и посмотреть.

В данной версии программы заданы три высоты для большой вертикальной скорости:

— готовности (Ready) – 1 звуковой сигнал (установил 1000 м); — оповещения (Alert) – 3 звуковых сигнала (800 м); — тревоги (Alarm) – непрерывный звуковой сигнал (600 м) Сигнал будет снят при уменьшении вертикальной скорости до пороговой (установил – 25 мс) Ввёл ещё два информационных звуковых сигнала: — при достижении определённой высоты (Climb) на борту летательного аппарата (300 м при вертикальной скорости более +1 мс); — при достижение определённой высоты (Baza) при спуске на парашюте (200 м при вертикальной скорости более –1 мс, здесь высоту срабатывания ограничил минимумом в 25 метров т.к. на земле после включения AltVar+ возможны различные непредвиденные скачки давления, что вызовет сигнал); Информация выводится в формате: 1 строка Alt: * * * * (метры) — (признак отрицательной высоты) 2 строка Var: * *. * (метры в секунду) -V- (снижение) +^+ (подъём) Использовал стандартный знакогенератор компилятора, не русифицировал. Поэтому всё по английски. Кроме того, все звуковые сигналы дублировал светодиодом. Подключив AltVar+ через СОМ-порт можно с помощью какого-нибудь стороннего устройства вести запись вертикального профиля полёта. Поначалу эту возможность я использовал для отладки программы и решил оставить. Для получения точного значения атмосферного давления, необходимо внести поправку в переменную кода, зарезервированную для этих целей. Тогда будут предельно точные показания атмосферного давления. В остальном, прибор и без этой поправки обеспечивает измерения высоты и вертикальной скорости с достаточно высокой точностью. Наращивать функционал можно и дальше. Например: — измерение напряжения источника питания; — записывать с лог данные по аварийным режимам (этакий «виртуальный «SyPReS»); — поставить виброзвонок; — т.д. и т.п. Но пока остановился на этом наборе сигналов.

Сборка прототипов для испытаний в «полевых условиях».

Спаял на макетных платах все компоненты AltVar+ Плату разместил под LCD-экраном, что конечно не догма. Можно разместить и рядом ним. Прибор станет площе, но шире. Изготовил из 4-мм пластика корпус для самого прибора и для элемента питания (9V «Крона»). Обработал стыки и кромки, задул из аэрозольного баллончика. Что сказать… «Кондово» получилось. Возможно, не достаточно компактно. Вообще то можно было использовать маленькую мыльницу с прорезанными отверстиями под индикацию, включатель и звуковой разъём. Но что получилось – то получилось. Есть что тестировать по крайней мере.

Этапы этого самого тестирования представляются следующими:

— устойчивость работы в статическом состоянии; — проверка автономности; — «лифтовый тест» с сильно заниженными пороговыми значениями высот и вертикальных скоростей; — парашютные прыжки с завышенными (по высотам) порогами срабатывания прибораВидео 2 «лифтовой тест», значимо до 1:45, дальше открыл бокс и камера затрещалаоно же, в ОК Считаю что пройден удачно.

Были заданы:

— высоты срабатывания 20=>15=>10 м; — вертикальная скорость -0.6 мс (на пределе чувствительности); — высота в наборе 8 м; — высота на спуске 5 м При прохождении всех высот AltVar+ «проблеял» заданное количество раз. И светодиодом помигал. После снижении вертикальной скорости ниже порогового значения — снял сигнал тревоги. То есть вёл себя вполне предсказуемо, как я и планировал. Будем тестировать его и дальше. Собрать такой приборчик при желании может практически любой желающий и, используя открытый программный код, запрограммировать под свои задачи.

Резюмирую

Использованные комплектующие: — плата микроконтроллера Arduino Nano V3 — датчик давления Gy-68 — LCD — дисплей 1602 — 3,5 мм аудиоразьём; — резисторы 4к7, 1К, 330 ом; — 5V светодиод; — элемент питания «Крона»; — включатель; — макетная плата с проводникамиПрограммное обеспечение: — Arduino 1.0.6., подключив библиотеки порта, датчика, дисплея и динамика — скетч (программа, что загружается в микроконтроллер) P.S. Разработал плату, чтобы упростить сборку AltVar+. Но пока не изготавливал.Парапланерная прошивка AltVar+ v1.1 Пищит как исходный проект, индицирует высоту и вертикальную скорость. Зажигает светодиод при снижении, даже минимальном. А ещё AltVar+ можно использовать как зелёный светодиодный фонарик 🙂 Дальнейшее развитие этого проекта (3.3-вольтовая версия) 2015-12-09

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.

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.

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.

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 137Сs или 60Со, 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. 

—> Далее .

image OsmAnd+ Карты и Навигация Навигация Версия: 2.2.3 13.12.2015 Бесплатно

image OBD Авто Доктор | ELM327 OBD2 Навигация Версия: 6.3.3 02.01.2018 Новинка image Радар Навигация Версия: 4.9.2 03.01.2018 Новинка image Google Maps Навигация Версия: 9.78.1 28.05.2018 Хит 1237Еще Уважаемый посетитель, чтобы получить помощь или оставить отзыв вам необходимо Зарегистрироваться либо Войти на сайт под своим именем. Вы также можете войти c помощью социальных сетей:

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Citilink-kabinet.ru
Добавить комментарий