Аэрометрические приборы
Это приборы, которые измеряют параметры полета самолета по свойствам окружающего воздушного потока.
1. Высотомеры
1.1. Механический барометрический высотомер
Барометрический высотомер измеряет высоту от самолета до изобарической поверхности, давление которой установлено на шкале барометрических давлений прибора.
Рис. 1 – Установка давлений на шкале барометрических высотомеров
В настоящее время на шкале барометрических давлений высотомера может быть установлено:
давление на уровне аэродрома или порога ВПП, кодовое обозначение QFE (question field elevation – field elevation pressure). При этом давлении высотомер будет показывать высоту самолета относительно аэродрома. Если при этом самолет стоит на аэродроме, то стрелки высотомера будут находиться на нуле;
давление, приведенное к среднему уровню моря стандартной атмосферы, кодовое обозначение QNH (question normal height – sea level pressure). При установке этого давления высотомер показывает высоту самолета относительно среднего уровня моря. Если самолет находится на аэродроме, то высотомер показывает высоту превышения аэродрома над уровнем моря;
стандартное атмосферное давление при стандартной атмосфере. Кодовое обозначение QNE (question normal elevation – standart pressure 1013 гПа (mвs) или 29,92 дюйма рт. ст. (inches of mercury) или 760 мм. рт. ст.). При установке этого давления на высотомере прибор показывает высоту относительно изобарической поверхности с давлением 760 мм. рт. ст. При установке давления QNE все самолеты при полете по маршруту занимают вполне определенные высоты (эшелоны) относительно одного и того же уровня.
Принцип действия основан на измерении атмосферного статического давления воздуха на измеряемой высоте полета, которое изменяется с высотой по определенному закону для стандартной атмосферы:
H – высота;
Ро = 760 мм. рт. ст. – статическое давление на уровне моря для стандартной атмосферы;
То = 15о С (288о К) – температура на уровне моря для стандартной атмосферы
R = 29,27 м/град – газовая постоянная;
τ = 6,5 10-3 град/м – температурный градиент высоты стандартной атмосферы.
Чувствительным элементом в механическом высотомере является анероидная коробка (см. рис. 2).
Рис. 2 – Принципиальная схема барометрического высотомера
1 – шкала; 2 – стрелка; 3 – трибка; 4 – герметичный корпус; 5 – штуцер;
6 – подвижный центр; 7 – анероидная коробка
В герметичный корпус через штуцер поступает статическое давление из приемника воздушных давлений (ПВД) самолета. Внутри прибора установлена анероидная коробка, подвижный центр которой через передаточный механизм перемещает стрелку. Весь механизм разворачивается с помощью кремальеры для установки начального давления Р0 на шкале барометрического давления.
Рис. 3 – Кинематическая схема барометрического высотомера ВД-10
1 – стрелка, показывающая высоту в км; 2 – стрелка, показывающая высоту в м; 3 – шкала высот; 4, 5 – индексы; 6, 7, 20, 21 и 23 – зубчатые колеса; 8, 22 – трибки; 9 – зубчатый сектор; 10 – компенсатор второго рода; 11, 13, 15 – вилки; 12 – ось сектора; 14, 16 – тяги; 17 – компенсатор первого рода; 18 – блок анероидных коробок; 19 – подвижный центр; 24 – ручка кремальеры; 25 – шкала барометрических давлений
Прибор имеет методические, аэродинамические и инструментальные погрешности. Методические обусловлены неполным соответствием изменения давления и температуры с высотой для реальной и стандартной атмосферы.
Аэродинамические погрешности обусловлены неточным измерением статического давления приемником воздушного давления. Учитывается таблицей поправок.
Инструментальные погрешности обусловлены неполным соответствием деформации анероидной коробки для каждой высоты. Также существует гистерезис коробки - разная ее деформация при наборе высоты и при снижении. Температурные инструментальные погрешности обусловлены изменениями размеров элементов передаточного механизма при изменении температуры.
Аэродинамические и инструментальные погрешности заносятся в таблицы поправок, которые находятся на борту самолета.