Откалиброваны ли альтиметры по геопотенциальной высоте ISA или геометрической высоте ISA?

Question

Откалиброваны ли альтиметры по геопотенциальной высоте ISA или геометрической высоте ISA?

рвсм
высота
Авиация
высотомер

ДельтаЛима

Альтиметры преобразуют измерение давления в индикацию высоты. При установке стандартного давления (1013,25 гПа / 29,92 дюйма ртутного столба) они предполагают, что атмосфера соответствует Стандартной атмосфере ИКАО (ISA), и соответственно указывают высоту. Однако ISA имеет два определения высоты: геометрическая высота и геопотенциальная высота.

Стандартная атмосфера ИКАО представляет собой модель атмосферы высотой до 80 километров, основанную на законе идеального газа и уравнении гидростатики. Чтобы иметь дело с эффектами уменьшения гравитации с высотой, используется концепция геопотенциальной высоты H:

ЧАС знак равно \frac{1}{{грамм}_{0}} \int_{0}^{час} грамм г час

$H= \frac{1}{g_0}\int_0^hgdh$

с:

$h = \textrm{geometric altitude}$
$H = \textrm{geopotential altitude}$
$g_0 = 9.80665\textrm{ m/s, mean gravitational acceleration at mean sea level}$
$g = \textrm{local acceleration of gravity (height dependent)}$

Гравитация определяется:

грамм знак равно {грамм}_{0} {(\frac{р_{е}}{р_{е} + г})}^{2}

$g = g_0 \left(\frac{r_e}{r_e + z}\right)^2$ с:

$r_e = \textrm{the radius of the earth}$

Таким образом, отношение между геопотенциальной высотой и геометрической высотой определяется выражением:

ЧАС знак равно час \frac{р_{е}}{р_{е} + час}

$H = h\frac{r_e}{r_e+h}$ И

час знак равно ЧАС \frac{р_{е}}{р_{е} - ЧАС}

$h = H\frac{r_e}{r_e-H}$

В модели ISA все свойства атмосферы (давление, температура, плотность) рассчитываются относительно геопотенциальной высоты.

Для геопотенциальной высоты 12 500 метров (41 010,5 фута), что соответствует геометрической высоте 12 524,6 метра (41 091,3 фута), атмосфера ИКАО дает давление 178,648 гПа.

У меня вопрос: что покажет идеально откалиброванный высотомер, когда давление будет 178,648 гПа? Указывает ли это на 41 010,5 фута (геопотенциальная высота) или на 41 091,3 фута (геометрическая высота)?

Можно сказать, что разница составляет «всего» 80 футов, но для полетов с RVSM это весьма существенно.

Стандартная атмосфера ИКАО (как описано в ICAO Doc 7488) не дает ответа (по крайней мере, я не смог его найти). И он включает в себя таблицы для каждых 500 метров как геопотенциальной, так и геометрической высоты, так что это не облегчает задачу.

Хотелось бы знать, какая высота указана на альтиметре (геопотенциальном МСА или геометрическом МСА) и где (в каком официальном документе) это указано.

выберите нападающий2

В соответствии со стандартной атмосферой США 1976 года, 178,648 гПа (мбар) дает барометрическую высоту 41010,5 футов.

ДельтаЛима

@selectstriker2 Как и атмосфера ИКАО, стандартная атмосфера США 1976 года дает как 41010,5 фута (геопотенциал), так и 41091,3 фута (геометрический). Расчеты одинаковы, и табличные данные предоставляются как для геопотенциала, так и для геометрических данных.

выберите нападающий2

Наверное, я должен был указать, что калиброванный высотомер TSO C106 должен обеспечить эту высоту. @ Ответ Джерри совершенно правильный в отношении водительского документа для этого определения.

Зевс

Даже если бы я не знал правильного ответа, я бы сильно заподозрил , что это геопотенциальная высота. По отношению к нему (H) распределение давления проще, а расчеты проще, что особенно важно, когда они должны быть реализованы на механическом устройстве. Требуется дополнительная поправка для преобразования в геометрическую высоту.

Ответы (3)

Откалиброваны ли альтиметры по геопотенциальной высоте ISA или геометрической высоте ISA?

В соответствии со стандартной атмосферой США 1976 года, 178,648 гПа (мбар) дает барометрическую высоту 41010,5 футов.
@selectstriker2 Как и атмосфера ИКАО, стандартная атмосфера США 1976 года дает как 41010,5 фута (геопотенциал), так и 41091,3 фута (геометрический). Расчеты одинаковы, и табличные данные предоставляются как для геопотенциала, так и для геометрических данных.
Наверное, я должен был указать, что калиброванный высотомер TSO C106 должен обеспечить эту высоту. @ Ответ Джерри совершенно правильный в отношении водительского документа для этого определения.
Даже если бы я не знал правильного ответа, я бы сильно заподозрил , что это геопотенциальная высота. По отношению к нему (H) распределение давления проще, а расчеты проще, что особенно важно, когда они должны быть реализованы на механическом устройстве. Требуется дополнительная поправка для преобразования в геометрическую высоту.

Джерри · Answer 1

TSO для компьютеров Air Data — TSO-C106. В нем указан минимальный стандарт производительности «SAE Aerospace Standard 8002, Air Data Computer — минимальный стандарт производительности».

Из AS8002:

3.6 Справочная высота:

Калибровка механизма статического датчика воздуха для выходных данных барометрической высоты (включая барометрическую поправку, если она поставляется) должна производиться в соответствии с таблицами геопотенциальной высоты стандарта атмосферы США, 1976 г.

Хотя это стандарт США, FAA утверждает, что он соответствует ICAO Doc 7488.

Для RVSM к установке предъявляются дополнительные требования, в первую очередь направленные на уменьшение статической ошибки источника (SSE). Это руководство доступно в AC 91-85A .

Важно помнить, что абсолютная точность на высоте не так важна, как соблюдение всех одинаковых ориентиров.

Короче говоря: выше высоты перехода важно давление. Ниже это то, что местная вышка дает вам как показания давления, чтобы высоты на диаграммах соответствовали показаниям в самолете. Это правильно?
Спасибо за цитату из AS8002, именно то, что я искал. Также европейский эквивалент (ETSO-C106) относится к SAE AS8002.
@yo', это правильно, но вопрос не в том. Вопрос в том, как значения «высоты» в футах соотносятся с измеренными значениями давления (это имеет лишь незначительное значение, потому что на эшелоне полета 410 разница составляет всего 80 футов).

выберите нападающий2 · Answer 2

В дополнение к отличному ответу, предоставленному @Gerry, высотомеры, сертифицированные в соответствии с TSO C10b (пересмотренный в 1959 г.), не должны быть такими точными. Как правило, это старые аналоговые высотомеры. Они должны соответствовать стандарту AS392C, который содержит таблицу значений в соответствии с отчетом NACA 1235, а также допуски.

Допуск при 187,54 мбар (40 000 футов) составляет $\pm$ 230 футов!

C10 был изменен на C, который требует, чтобы высотомер соответствовал AS 8009C, Системы измерения давления по давлению , от 24 мая 2016 года.

4.4.1 Значения высотного давления

Значения давления на высоте должны соответствовать стандарту атмосферы США 1976 г. (справочный документ ИКАО по стандарту атмосферы 7488).

В нем также говорится, что калибровка дифференциального давления для SSEC должна соответствовать Техническому примечанию НАСА D-822, в котором указывается геопотенциальная высота:

В слое атмосферы, в котором температура на молекулярном уровне является линейной функцией геопотенциальной высоты, уравнение гидростатики и закон идеального газа дают следующие выражения для давления...

...

Таблицы барометрических высот даны для высот до 30 000 геопотенциальных метров.

Спасибо за дополнительную информацию о TSO C10b. Был бы очень признателен, если бы вы или кто-либо еще мог найти соответствующую цитату из AS8009C, как в ответе Джерри для AS8002.
Не похоже, что AS 8009C определяет геопотенциал или геометрическую
Относится ли это к стандарту атмосферы или это просто таблица?
он отличается от AS 392C (который указывает давление рядом с высотой) тем, что он имеет только высоты испытательного давления, которые соответствуют заданному допуску.

Эд Ламберт · Answer 3

Современные системы воздушных данных калибруются по геопотенциальной высоте. То есть при определенном давлении альтиметр показывает геопотенциальную высоту, связанную с этим давлением в стандартной атмосфере .

Я сомневаюсь, что кто-либо из нас когда-либо летал в стандартной атмосфере, поэтому показания альтиметра, которые мы видим, — это барометрическая высота, связанная с нестандартной атмосферой, в которой мы находимся. Вы не можете точно знать свою фактическую геопотенциальную высоту, если вы также не знаете точный температурный профиль от некоторых данных до вашего положения. И, если у вас есть информация о температурном профиле, определение вашей геопотенциальной высоты может быть довольно утомительным.

Как упоминалось в другом месте, все это на самом деле не имеет значения, пока у всех нас один и тот же набор номеров Коллсмана, а расстояние до препятствия не является фактором.

На более низких высотах при низких температурах может потребоваться разумная поправка к опубликованным высотам, чтобы сохранить запас высоты над препятствиями.

(Выводы предоставляются по запросу)

Эд Ламберт, ИП

АТП А320, Б747-4, ДС9

Откалиброваны ли альтиметры по геопотенциальной высоте ISA или геометрической высоте ISA?

ДельтаЛима

выберите нападающий2

ДельтаЛима

выберите нападающий2

Зевс

Ответы (3)

Джерри

Эй'

ДельтаЛима

Ян Худек

выберите нападающий2

ДельтаЛима

выберите нападающий2

ДельтаЛима

выберите нападающий2

Эд Ламберт

Как самолетные высотомеры точно рассчитывают высоту в воздухе?

Почему температура не влияет на барометрическую высоту?

Что показывает альтиметр, если он находится на определенной высоте

Что не так в этой интерпретации QFE и QNH?

Может ли набор высоты над воздушным пространством с RVSM вызвать временную потерю эшелонирования с воздушным судном в воздушном пространстве с RVSM?

Как я могу вычислить указанную высоту?

Как можно рассчитать истинную высоту по барометрической высоте, температуре и настройкам высотомера?

Можно ли еще больше снизить RVSM?

Есть ли место, где высота во время полета отрицательна?

Кто несет ответственность за поправку высотомера при низких температурах?