20.Методы измерения высоты

Приборы, предназначенные для измерения высоты полета ЛА над поверхностью, называются высотомерами.

При полетах различают абсолютную высоту – высоту относительно уровня моря, относительную высоту – высоту полета относительно места взлета или посадки, истинную высоту, т.е. высоту над пролетаемой местностью.

Значение абсолютной высоты необходимо для установления коридоров на маршрутах полета, а также при испытании самолетов и двигателей; относительная высота должна быть известна при взлете и посадке; а истинная высота – во всех случаях полета.

Известно несколько методов измерения высоты полета:

• барометрический;

• радиотехнический;

• инерционный.

Барометрический метод измерения высоты полета базируется на зависимости абсолютного давления в атмосфере р от высоты Н. При выводе градуировочных формул высотомера понадобятся также зависимости плотности  и абсолютной температуры Т от высоты. Эти зависимости являются статическими , т.к. давление, плотность и температура на одной и той же высоте не остаются постоянными, а испытывают значительные случайные вариации зависящие от времени суток и года, облачности.

Для вывода зависимости между параметрами атмосферы и высотой Н рассмотрим цилиндрический столбик воздуха площадью S на высоте Н (рис. 6):

Рис.6.

Из условия равновесия сил, действующих на столбик, находим:

или

. (2)

Если воспользоваться уравнением состояния

, (3)

где R – газовая постоянная, то получим вместо (2)

. (4)

Для решения этого уравнения необходимо знать зависимость температуры Т от высоты полета. Установлено, что среди температуры в атмосфере до высот 11 км является линейной функцией высоты вида

, (5)

где Т₀=288 К – средняя абсолютная температура на уровне моря и =6,5 град км^-1 – температурный градиент.

Решая уравнение (4) при учете (5), получим

, (6)

где р₀=1013,3 гПа – среднее давление на уровне моря.

Формула (6) называется стандартной барометрической. Если решить ее относительно Н, то получим гипсометрическую формулу

. (7)

Из формулы (7) следует, что в барометрическом высотомере измерение высоты сводится к измерению абсолютного давления в атмосфере.

Радиовысотомеры (РВ) предназначены для измерения истинной высоты полета летательного аппарата. Радиотехнический метод основан на измерении времени прохождения радиосигнала от ЛА к земле и обратно. Измеритель высоты вырабатывает напряжение, про­порциональное времени прохождения сигнала до земной поверхности и обрат­но, т.е. пропорциональное истинной высоте.

Инерциальный метод основан на двойном интегрировании вертикального ускорения, воздействующего на ЛА, либо интегрировании вертикальной скорости.

Погрешности высотомеров:

1. методические(рельеф местности, изменение давления у земли, температуры)

2.инструментальные (неточность изготовления, гистерезис анероидной коробки, трение)

3.температурные (изменение температуры прибора, изменение модуля упругости материала анероидной коробки, изменение геометрических размеров тяг, рычагов).