Как самолетные высотомеры точно рассчитывают высоту в воздухе?

Высотомеры откалиброваны по стандартной модели атмосферы (International Standard Atmosphere, ISA ).

То, что показывает вам альтиметр, — это расстояние по вертикали между высотой, эквивалентной вашему текущему давлению (барометрическая высота), и эталонной «барометрической высотой». Эталонная барометрическая высота устанавливается в единицах давления (гПа или дюймы рт. ст.) на субшкале высотомера. Это известно как «настройка альтиметра», устанавливаемая в «окне настройки альтиметра».

Изображение предоставлено: Справочник пилотов FAA по авиационным знаниям.

При полете на более низких высотах (ниже «переходной высоты») высотомер устанавливается на QNH аэропорта / региона, что представляет собой давление, рассчитанное таким образом, чтобы, если вы стояли в точке измерения, высотомер указывал вашу точную высоту. На других высотах он будет приблизительно соответствовать высоте над средним уровнем моря, хотя будет отображаться неправильно, если температура отличается от ISA.

Выше высоты перехода высотомер устанавливается на QNE или стандартное давление (1013,25 гПа или 29,92 дюйма ртутного столба). Альтиметр теперь будет показывать правильно только в том случае, если и температура, и давление соответствуют требованиям ISA. Теперь вы летите на "эшелоне полета" (где FL - это указание вашего QNE в сотнях футов, т.е. 20 000 футов = FL200).

Чтобы избежать препятствий, необходимо корректировать как QNH, так и QNE с помощью различных методов, описанных в различных руководствах. (QNH для температуры, QNE для температуры и давления, а также для других возможных факторов, таких как ветер и т. д.). Например, на этой диаграмме показаны три разных самолета, летящих на одной и той же барометрической высоте, но с тремя разными реальными высотами:

Изображение предоставлено: Справочник пилотов FAA по авиационным знаниям.

Однако высота также используется для разделения движения, и для этой цели ни QNH, ни QNE не корректируются. Это может показаться нелогичным, но пока ваш высотомер показывает ту же ошибку, что и любой конфликтующий трафик, вы можете быть безопасно разделены, поэтому: высота, отображаемая на высотомере, не корректируется вообще (за исключением калибровки возможных аэродинамических помех). например, сжимаемость, эффект Вентури и т. д.).

В технически сложных самолетах ввод барометрической высоты используется для вертикальной навигации. Поскольку вертикальная навигация связана с истинной высотой самолета, бортовой компьютер данных (ADC) вычислит истинную высоту на основе доступной ему информации (либо от датчиков, либо от пилота). Однако истинная высота, как указано, не отображается на основных пилотажных приборах.

На этот вопрос есть два отдельных ответа, в зависимости от того, на какой высоте выполняется полет.

На более низких высотах, ниже высоты перехода (18 000 футов в США, но она варьируется от страны к стране), пилот несет ответственность за получение местной «установки высотомера», которая представляет собой местное барометрическое давление, скорректированное на уровень моря. Таким образом, если вы готовитесь к взлету из аэропорта на стороне высокого давления спереди, это может быть 30,30 дюйма ртутного столба, и это значение будет установлено на альтиметре, и в этот момент альтиметр должен отображать высоту поля, где Вы.

Теперь предположим, что вы летите поперек фронта в область с гораздо более низким барометрическим давлением — возможно, 29,80 дюйма рт. приземлился.

Обратите внимание, что если бы вы сделали все это сразу, переходя от 30.30 к 29.80, вы бы набрали очень большое изменение на вашем альтиметре, что изменило бы отображаемую высоту примерно на 500 футов, а это означает, что вы были бы так далеко от альтиметра. высота, на которой вы думали, что летите, и это плохо. В действительности же происходит то, что каждые несколько десятков миль вы будете получать обновленные настройки альтиметра от любого из различных доступных средств предоставления отчетов о погоде — УВД, автоматизированных трансляций ASOS, данных о погоде с привязкой к данным, FSS и т. д. Таким образом, вы будете отрегулируйте с 30.30 до 30.25, затем до 30.31, затем до того, что сообщала следующая станция, и так далее — каждая корректировка будет намного меньше.

Для самолетов, летящих на больших высотах (и больших путевых скоростях), этот процесс становится нецелесообразным, поэтому используется другое решение. Проходя высоту перехода, в высотомер вводится стандартное значение 29,92 дюйма рт. , а как эшелоны полета - FL 190 для того, что иначе можно было бы назвать 19 000 футов и т. д.

Это означает, что эшелон полета FL400 на самом деле не находится на высоте 40 000 футов над уровнем моря в большинстве дней, а в некоторые дни он выше, а в другие дни ниже, но до тех пор, пока все, кому назначено летать на эшелоне FL400, находятся на одной высоте (которую они есть, у всех выставлено 29.92 на альтиметрах), все работает. (В частности, поскольку все на FL400 на 1000 футов выше всех на FL390 — это то, о чем мы действительно заботимся!)

Высотомеры подключены к порту статического давления, небольшому вентиляционному отверстию снаружи самолета. Это определяет давление наружного воздуха. Чтобы альтиметр обновлял правильную высоту, он определяет разницу и изменения атмосферного давления. По мере набора высоты давление снижается, а высотомер регистрирует увеличение высоты.

Но что произойдет, если вы находитесь на земле, а атмосферное давление со временем меняется? Вам нужно откалибровать альтиметр.

Поскольку альтиметры чрезвычайно чувствительны к атмосферному давлению, небольшое изменение может зарегистрировать большую разницу. Обычно есть ручка, которая позволяет вам откалибровать его. Он позволяет корректировать показания давления воздуха, известные как дюймы ртутного столба. Как правило, предполагается, что эта настройка составляет 29,92 дюйма ртутного столба.

По мере того, как самолет перемещается в районы с разницей атмосферного давления, пилоты должны учитывать это на высотомере. Обычно пилоты получают уведомление с земли при полете на местных высотах, например, при заходе на посадку или на высоте 10 000 над уровнем моря. Повторная регулировка проста: просто поверните ручку.

Как видно на картинке, у вас есть высотомер. Внизу слева находится ручка для регулировки показаний. Маленькие цифры справа указывают текущее наблюдение в дюймах ртутного столба. Здесь 29,92 .

Я думаю, что на этот вопрос ответила пара отличных ответов, поэтому я могу добавить только одно.

На мой взгляд, основная причина перехода от QNH к QNE заключается в том, что выше высоты перехода самолет, двигатель и системы всегда работают одинаково. Например, для каждой возможной загрузки существует определенная оптимальная высота полета самолета. По правде говоря, эта высота на самом деле представляет собой давление, которое преобразуется в высоту только в том случае, если принять стандартное давление над смоделированной эталонной равниной. Другими словами, неважно, жарко или прохладно или в какой части земного шара вы находитесь, если вы преобразуете свое внешнее давление в опорную высоту, вы всегда можете вернуться к тем же таблицам производительности.