3. Ошибки барометрических высотомеров

Барометрические высотомеры имеют инструментальные, аэродина­мические и методические ошибки.

Инструментальные ошибки высотомера ∆Hи воз­никают вследствие несовершенства изготовления прибора и неточностн его регулировки. Причинами инструментальных ошибок являют­ся несовершенство изготовления механизмов высотомера, неточность и непостоянство регулировок, износ деталей, изменение упругих свойств анероидной коробки, люфты и т. д. Каждый высотомер имеет свои инструментальные ошибки. Они определяются путем проверки высотомера на контрольной установке, заносятся в специальную таб­лицу и учитываются в полете.

Аэродинамические ошибки ∆Н_а возникают в ре­зультате неточного измерения высотомером атмосферного давления на высоте полета вследствие искажения воздушного потока, обтекающего самолет, особенно при полете на больших скоростях.

Величина этих ошибок зависит от скорости и высоты полета, типа приемника, воспринимающего атмосферное давление, и места его расположения. Например, на высоте 5000 м ошибка в измерении дав­ления в 1 мм рт. ст. дает ошибку в высоте, равную 20 м, а на высоте II 000 м такая же ошибка в измерении давления вызывает ошибку в измерении высоты около 40 м.

Аэродинамические ошибки определяются при летных испытаниях самолетов и заносятся в таблицу поправок. Для упрощения учета ин­струментальных и аэродинамических поправок составляется таблица показаний высотомера с учетом суммарных поправок, которая помеща­ется в кабине самолета (табл. 5.1).

В приведенной таблице показания высотомера даны для самолета с приемником ПВД-7. В этом случае величины аэродинамических по­правок практически не зависят от скорости полета.

На самолетах с фюзеляжными приемниками статического давления изменение скорости полета вызывает изменение величин аэродинами­ческих поправок. Это требует учета в показаниях высотомера дополни­тельных поправок, значения которых указаны в Руководстве по лет­ной эксплуатации самолета.

Методические ошибки возникают вследствие несовпа­дения фактического состояния атмосферы с расчетными данными, по­ложенными в основу для расчета шкалы высотомера. Шкала высото­мера рассчитана для условий стандартной атмосферы на уровне моря: давление воздуха р₀ = 760 мм рт. ст., температура t₀ = +15° С, тем­пературный вертикальный градиент t_гр = 6,5° на 1000 м высоты.

Использование стандартной атмосферы предполагает, что заданной высоте соответствует вполне определенное давление. Но так как в каж­дом полете действительные условия атмосферы не совпадают с расчет­ными, то высотомер показывает высоту с ошибками.

Барометрическому высотомеру присущи также ошибки вследствие того, что он не учитывает изменения топографического рельефа мест­ности, над которой пролетает самолет.

Методические ошибки барометрического высотомера делятся на три группы: ошибки от изменения атмосферного давления у земли, от из­менения температуры воздуха и от изменения рельефа местности.

Ошибки от изменения атмосферного давления у земли. В полете ба­рометрический высотомер измеряет высоту относительно того уровня, давление которого установлено на шкале давлений высотомера. Он не учитывает изменения давления по маршруту. Обычно атмосферное дав­ление в различных точках земной поверхности в один и тот же момент неодинаково. На рис. 5.2 показано, что на аэродроме вылета давление равно 760 мм рт. ст., а по маршруту полета оно в определенных точках равно 750 и 765 мм рт. ст. Перед вылетом стрелки высотомера устанав­ливают на нуль, при этом шкала давлений высотомера установится на давление аэродрома вылета (в приведенном примере шкала давлении установится на отсчет 760 мм рт. ст.). Если пилот по маршруту над равнинной местностью будет выдерживать заданную приборную высо­ту, то истинная высота будет изменяться в зависимости от распределе­ния атмосферного давления у земли.

При падении атмосферного давления по маршруту истинная высо­та будет уменьшаться, при повышении давления увеличиваться. Как видно из рисунка, изменение истинной высоты происходит вследствие изменения давления у земли над пролетаемой местностью относительно давления, установленного на высотомере.

Изменение атмосферного давления с высотой характеризуют барометрической ступенью -высотой, соответствующей изменению давления на 1 мм рт. ст. Барометрическая ступень на раз­ личных высотах различна. С увеличением высоты барометрическая ступень увеличивается. _ф *

В практике барометрическую ступень для малых высот берут рав­ной 11 м. Следовательно, каждому миллиметру изменения давления у земли соответствует 11 м высоты, т. е. ∆H_б = 11∆Р,

Ошибки от изменения атмосферного давления у земли учитываются следующим образом: перед вылетом — установкой стрелок высотомера на нуль; перед посадкой — установкой на высотомере давления аэро­дрома посадки; при расчете высот — путем учета поправки на из­менение атмосферного давления (∆Н_б).

Ошибки от изменения температуры воздуха. Шкала высотомера та­рируется по стандартной средней температуре воздуха в слое измеряе­мой высоты. Поэтому высотомер будет правильно показывать высоту полета только при совпадении фактической средней температуры воз­духа с расчетной. Но в реальных условиях фактическая температура воздуха, как правило, не совпадает с расчетной. Поэтому высотомер показывает высоту с ошибкой. Сущность этой ошибки заключается в том, что при изменении температуры воздуха у земли происходит изме­нение температуры и давления воздуха на высоте. В холодное время года воздух становится более плотным, и в этом случае давление с под­нятием на высоту уменьшается быстрее, чем в теплое время, когда воз­дух обладает меньшей плотностью.

Методическая температурная поправка высотомера определяется по формуле

^{где t0 — температура воздуха у земли; Hпр — показания высотомера.}

При температуре воздуха у земли выше +15° высотомер будет да­вать заниженные показания высоты на величину, найденную по ука­занной формуле, а при температуре ниже +15° — завышенные показа­ния (рис. 5.3).

Температурная ошибка особенно опасна при полетах на малых вы­ сотах и в горных районах в холодное время года. В практике считают, что для малых высот каждые 3° отклонения фактической температуры воздуха от стандартной вызывают ошибку, равную 1% измеряемой вы­ соты.

^{Обычно методическую температурную поправку высотомера}

_{учитывают с помощью НЛ.}

Ошибки от изменения рельефа местности. Эти ошибки возникают потому, что высотомер в продолжение всего полета указывает высоту не над пролетаемой местностью, а относительно давления, установлен­ного на шкале давлений. Чем разнообразнее рельеф пролетаемой местности, тем (больше будут расходиться показания высотомера с ис­тинным значением высоты (рис. 5.4).

Для определения истинной высоты полета необходимо учитывать поправку на рельеф пролетаемой местности. Высота рельефа опреде­ляется по карте. При расчете истинной высоты поправка на рельеф алгебраически вычитается из абсолютной высоты, а при расчете при­борной высоты прибавляется.