2. Приборные средства измерения высотно-скоростных параметров полета

2.1. Барометрические измерители высоты полета

Высота полета – расстояние по вертикали от определенного уровня, принятого за начало отсчета, до ВС. Различают следующие высоты: истинная, относительная, абсолютная.

Hист – истинная высота; измеряется от уровня точки земной поверхности, находящейся непосредственно под ВС.

Барометрические высотомеры измеряют высоту полета ВС, соответствующую атмосферному давлению в корпусе прибора. В зависимости от выставленного на барометрической шкале давления показания высотомера будут соответствовать:

1.Hотн – относительной барометрической высоте, измеряемой от уровня давления выбранной точки (QFE – уровень порога ВПП, QNH – уровень приведенного давления, QNE – уровень стандартного давления).

2.Hабс – абсолютной барометрической высоте при выставке стандартного давления 760 мм рт. ст. (1013,25 гПА; 29, 92 дюйма рт. ст.).

Все остальные высоты, используемые в авиации, приняты по соглашению

(рис. 2.1).

Механический высотомер ВМ-15ПБ. Предназначен для измерения и индикации относительной высоты в диапазоне от 0 до 15 000 м при выставке уровня атмосферного давления от 600 до 800 мм рт. ст. Высотомер устойчиво работает при окружающей температуре от минус 60 до 60 °С, погрешность не превышает ±15 м на высоте 0 м, ±25 м – 600 м, ±45 м – для 2100 м, ±60 м – для высот в диапазоне 5000–6000 м. Высотомеры ВМ-15ПБ (2 шт.) являются основными высотомерами для командира ВС и второго пилота.

Принцип действия барометрического высотомера основан на использовании закона изменения атмосферного (статического) давления воздуха c изменением высоты (рис. 2.2).

В качестве чувствительного элемента высотомера используется анероид, реагирующий на изменение атмосферного давления. Анероид (А) – это герметичная манометрическая коробка, из которой откачен воздух. Анероид помещен в герметичный корпус прибора, который сообщается трубопроводом с камерой статического давления атмосферы приемника ПВД-6М. При изменении атмосферного давления (высоты) деформация анероида преобразуется редуктором во вращение стрелок. По положению стрелок относительно неподвижной шкалы производится визуальный отсчет текущего значения высоты в единицах измерения – километры, метры (в зависимости от установленного давления) (рис. 2.3).

Высотомер ВМ-15ПБ – трехстрелочный (цв. вкл., рис. 1), шкала высотомера с диапазоном от 0 до 1000 м, цена деления для большой стрелки – 10 м, для малой – 100 м. Фигурная стрелка – шторка плавно и одновременно со стрелками открывает белый сектор, начиная с цифры 0, цена деления 1000 м.

Высотомер ВМ-15ПБ имеет треугольный индекс, он устанавливается на заданную высоту сдвоенной кремальерой.

Кодирующий высотомер АК-350. Выдает сигнал барометрической высоты в самолетный ответчик GTX-327 (рис. 2.4). Высотомер АК-350 установлен за приборной доской пилотов (шпангоут 1–1А справа). Высотомер представлен блоком «ENCODER», в котором изменение статического давления воспринимается анероидом от второй магистрали статики С-2. Деформация анероида преобразуется в аналоговый сигнал, пропорциональный барометрической высоте в коде ICAO по уровню давления Рст = 1013,25 гПа. Сигнал высоты передается в транспондер, в котором преобразуется в цифровой вид сигнала. Индикация высоты представлена на лицевой панели транспондера цифровым счетчиком PRESSURE ALT FL в футах с точностью ±50 ft по давлению 1013,25 гПа. Например, Fl 123 означает, что высота 12 300 ft. Высота индицируется в метрах (кратные 10), в футах (кратные 100). Перевод индикации высоты в метрах или футах осуществляется автоматически.

Высота индицируется в зависимости от режима работы транспондера, выбранного с его пульта управления.

В режиме SТВY (standby) транспондер под напряжением, но не выдает сигналы на запрос вторичной радиолокации. При изменении высоты на 50 ft транспондер автоматически переключается на режим «С» (Charlie) и выдает сигналы кода, высоты. Код автоответчика выставляется вручную с пульта по назначению диспетчера в диапазоне от 1 до 7 (max 7777, min 0000).

Диапазон измерения высоты от минус 1000 до 30 000 ft при установке уровня давления от 700 до 1080 гПа. Время готовности – одна минута при эксплуатационных температурах от минус 20 до 55 °С.

Погрешности высотомеров. Подразделяются на три основных вида: инструментальные, аэродинамические и методические.

Инструментальные погрешности обусловлены качеством изготовления и состоянием самого прибора, точностью технологических процессов сборки, регулировки. В процессе эксплуатации состояние прибора изменяется, возникают люфты, трения, нарушается герметичность корпуса и т.д. Величина инструментальной поправки (∆Ни) определяется в лабораторных условиях. Для этого показания эксплуатационного высотомера сравнивают с эталонным на каждом значении высоты, величины поправок заносятся в формуляр прибора. Поправки могут быть перепроверены и уточнены, если имеются жалобы экипажа.

Аэродинамические погрешности связаны с особенностями обтекания воздушным потоком мест установки приемного отверстия атмосферного (статического) давления. Искажения возникают за счет завихрения и уплотнения перед приемником статического давления. Величина аэродинамической поправки (∆На) определяется при летных испытаниях ВС, зависит от типа и места установки приемников, приводится в РЛЭ для этого ВС. В лабораторных условиях составляются бортовые таблицы эшелонирования с учетом суммарных поправок на каждый высотомер: ∆Н∑ = ∆Ни + ∆На.

Заданная высота эшелона должна выдерживаться с точностью не хуже ±30 м; если суммарная поправка меньше 30 м, то она не учитывается.

Методические погрешности обусловлены методикой, положенной в основу измерения барометрической высоты и приборной скорости. Расчет и тарировка шкалы прибора предусматривают стандартный уровень давления ат-

мосферы Рстд = 760 мм рт. ст. (1013,25 гПа; 29,92 дюйма рт. ст.), температуру окружающей среды ТНВ =15 °С. Высотомер измеряет барометрическую высоту как разницу давлений между начальным уровнем Раэр, Р760, Р1013 и тем давлением, которое окружает высотомер. Эта разница давлений переводится в значение высоты. По высотомерам принята барометрическая ступень измерения высоты и давления, то есть на каждые 11 м высоты атмосферное давление изменяется на 1 мм рт. ст.

Фактические условия атмосферы отличаются от стандартных, поэтому при эксплуатации высотомеров необходимо учитывать в методических погрешностях высотомеров:

–разницу начальных давлений, что учитывается перед вылетом установкой давления аэродрома вылета, перед посадкой – давления аэродрома посадки (уровень порога ВПП);

–температурную погрешность, учитываемую при навигационных расчетах. Метод измерения высоты предполагает, что каждой высоте соответствует

своя температура, которая при подъеме на каждые 1000 м высоты уменьшается на 6,5 °С. В действительности, температура меняется неравномерно. Зимой температурный градиент доходит до 4 °С, летом – до 8 °С. Изменение температуры у земли приводит к перераспределению давления по высотам, что вызывает неправильные показания высотомера (рис. 2.5).