Высотомер или высотомер - это прибор, используемый для измерения высота объекта над фиксированным уровнем. Измерение высоты называется альтиметрия, что связано с термином батиметрия, измерение глубины под водой. Наиболее распространенной единицей калибровки высотомера во всем мире является гектопаскали (гПа), за исключением Северной Америки и Японии, где используются дюймов ртутного столба (дюймы ртутного столба). Чтобы получить точное значение высоты в футах или метрах, необходимо правильно откалибровать местное барометрическое давление.
Высота может быть определена на основе измерения атмосферного давления. Чем больше высота, тем ниже давление. Когда барометр поставляется с нелинейной калибровкой для индикации высоты, этот прибор называется высотомером давления или барометрическим высотомером. Барометрический альтиметр - это высотомер, который есть в большинстве самолетов , и парашютисты используют его версии для аналогичных целей, которые крепятся 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 альтиметра выполняется по уравнению
где c - постоянная величина, T - абсолютная температура, P - давление на высоте z, а P o - давление на уровне моря. Константа c зависит от ускорения свободного падения и молярной массы воздуха. Однако необходимо знать, что этот тип высотомера основан на «высоте по плотности», и его показания могут отличаться на сотни футов из-за внезапного изменения давления воздуха, например, из-за холодного фронта, без каких-либо фактических изменений высоты.
Барометрический альтиметр, используемый вместе с топографической картой, может помочь определить ваше местоположение. Он более надежен и часто более точен, чем приемник GPS для измерения высоты; сигнал GPS может быть недоступен, например, когда человек находится глубоко в каньоне, или он может давать очень неточные данные о высоте, когда все доступные спутники находятся около горизонта. Поскольку атмосферное давление меняется в зависимости от погоды, путешественники должны периодически калибровать свои высотомеры, когда они достигают известной высоты, например, пересечения троп или пика, отмеченного на топографической карте.
Высотомер является наиболее важной частью парашютного снаряжения после самого парашюта. Осведомленность о высоте имеет решающее значение на всех этапах прыжка и определяет соответствующую реакцию для поддержания безопасности.
Поскольку в прыжках с парашютом очень важно знать высоту, существует большое разнообразие конструкций высотомеров, разработанных специально для этого вида спорта, и парашютист, не являющийся учеником, обычно использует два или более высотомеров в одном прыжке:
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 управляющих сигналов свопа для фонарь для полетов, а также цифровой высотомер на повязке для быстрого определения точной высоты при приближении. Другой парашютист, выполняющий аналогичные типы прыжков, может использовать цифровой альтиметр в качестве основного визуального, предпочитая прямое считывание высоты на цифровом дисплее.
В самолете барометр-анероид измеряет атмосферное давление из статического порта вне самолета. Давление воздуха уменьшается с увеличением высоты - примерно 100 гектопаскалей на 800 метров или один дюйм ртутного столба на 1000 футов около уровень моря.
высотомер-анероид откалиброван так, чтобы показывать давление непосредственно как высоту над средним уровнем моря в соответствии с математической моделью атмосферы определяется 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, показывающими количество оборотов, аналогично циферблату . Другими словами, каждая стрелка указывает на разные цифры текущего измерения высоты. Однако этот дизайн потерял популярность из-за риска неправильного понимания в стрессовых ситуациях. Конструкция развивалась далее до барабанных высотомеров, последнего шага в аналоговой аппаратуре, где каждый оборот одной стрелки составлял 1000 футов (300 метров), с шагом в тысячу футов, записываемым на цифровом одометре -типа. барабан. 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 ясности является система электронных пилотажных приборов со встроенными цифровыми дисплеями высотомера. Эта технология унаследована от авиалайнеров и военных самолетов, и теперь она стала стандартной для многих самолетов авиации общего назначения.
В современных самолетах используется «чувствительный высотомер». На чувствительном альтиметре эталонное давление на уровне моря можно отрегулировать с помощью ручки настройки. Эталонное давление в дюймах ртутного столба в Канаде и США, а также гектопаскалях (ранее миллибар ) в других местах отображается в маленькое окошко Kollsman 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 терминологии авиации региональное или местное атмосферное давление на среднем уровне моря (MSL) называется QNH или «настройка высотомера », а давление, которое будет калибровать высотомер для отображения высоты над землей на данном аэродроме, называется QFE поля. Однако высотомер не может быть настроен на колебания температуры воздуха. Отличия температуры от модели ISA, соответственно, вызовут ошибки в отображении высоты.
В аэрокосмической отрасли механические автономные высотомеры, основанные на диафрагменных сильфонах, были заменены интегрированными системами измерения, 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 эшелон полета . Несколько высотомеров можно использовать для разработки системы отсчета давления, чтобы предоставить информацию о позиционных углах самолета для дальнейшей поддержки расчетов инерциальной навигационной системы.
После обширных исследований и экспериментов было показано, что «фазовые радиовысотомеры» наиболее подходят для наземных транспортных средств по сравнению к лазерным, изотропным или ультразвуковым высотомерам.
В 1931 году армейский авиационный корпус США и компания General Electric испытали звуковой высотомер для самолетов, который считался более важным. надежный и точный, чем тот, который полагался на давление воздуха при сильном тумане или дожде. 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.
A Радиовысотомер более точно измеряет высоту, используя время, необходимое для отражения радиосигнала от поверхности обратно в самолет. 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 радарные высотомеры, использующие частотную модуляцию, являются отраслевым стандартом. Радиолокационный высотомер используется для измерения высоты над уровнем земли при посадке 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 радаре для отслеживания местности, позволяющем истребителю летать на очень малой высоте.
Global Positioning System (GPS) Приемники также могут определить высоту с помощью трилатерации с четырьмя или более спутниками. В самолетах высота, определенная с помощью автономного GPS, недостаточно надежна, чтобы заменить барометрический альтиметр 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.
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.
![]() | Викискладе есть медиафайлы, связанные с Altimeter. |