Высота полета



Дата30.10.2016
Размер74.1 Kb.

САМОЛЕТОВОЖДЕНИЕ

ВЫСОТА ПОЛЕТА. УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОТОМЕРОВ.

Высота полета.


Высотой полета называется расстояние до самолета, отсчитанное по вертикали от некоторого уровня, принятого за начало отсчета.



Рис. 1 . Классификация высот полета по уровню начала отсчета

Истинная высота Нист отсчитывается от точки земной поверхности, находящейся под самолетом; относительная Нотн - от условного уровня (уровня аэродрома, цели и др.);

абсолютная Набс - от уровня моря;

высота эшелона Нэш - от условного уровня, который соответствует стандартному атмосферному давлению 760 мм рт. ст.

Высота полета измеряется барометрическим, радиотехническим, инерциальным и электростатическим методами. Основными методами являются барометрический и радиотехнический.


Барометрический метод измерения высоты


Барометрический метод основан на использовании закономерного изменения атмосферного давления с высотой. Зависимость давления воздуха от высоты до 11000 м выражается формулой

Решая это уравнение относительно высоты, получим:



где R-газовая постоянная (29, 27 м/град).

Из формулы видно, что измеряемая высота является функцией четырех параметров: давления на высоте полета Pн, давления и температуры на уровне начала отсчета высоты Pо и Tо и температурного градиента tгр.

Если принять параметры , и tгр постоянными, то высоту можно определить как функцию атмосферного давления. Давление на высоте полета можно измерить непосредственно на самолете с помощью барометра (анероида). Шкала барометра градуируется в единицах высоты полета, такой прибор называется барометрическим высотомером.


Назначение и устройство барометрических высотомеров


Барометрические высотомеры предназначены для определения и выдерживания высоты полета. На летательных аппаратах устанавливаются двухстрелочные высотомеры ВД-10, ВД-17, ВД-20. Все они построены по одинаковой схеме и отличаются друг от друга главным образом диапазоном измерения.

Основными узлами высотомера являются чувствительный элемент, передаточно-множительный механизм, индикаторная часть, механизм установки начального давления, герметический корпус.

Внешний вид и кинематическая схема высотомера ВД-17 показаны на Рис. 2и Рис. 3. В качестве чувствительного элемента в приборе применен анероидный блок, состоящий из двух коробок 1 (см. Рис. 3).







Рис. 2 Внешний вид высотомера ВД-17

Рис. 3, Кинематическая схема высотомера ВД-17

1- анероидные коробки; 2,3- центры; 4 - биметаллический валик 5, б – штифты 7, 8- тяги; 9-переходная ось; 10-зубчатый сектор; 11 – биметаллическая пластинка; 12, 13 - стойки; 14 - пружинный противовес; 15 - пружина; 16 – регулировочный винт; 17-25 - шестерни; 26 - волосок; 27, 28 - оси; 29, 30 - стрелки; 31 - коробок; 4 - втулка; 32 - шкала барометрического давления; 33 - головка кремальеры.

При изменении высоты полета изменяется давление воздуха, окружающего самолет. Изменение давления через штуцер в корпусе передается во внутреннюю полость прибора, в результате чего происходит деформация коробок блока, вызывающая перемещение верхнего центра 2. Это перемещение посредством тяги 7,

Рис. 4. Кинематическая схема высотомера ВД-20



1,2- блок анероидных коробок; 3 - неподвижный центр блока коробок;4 - подвижный центр блока коробок; 5, 25 - температурные компенсаторы? б - тяга; 7 - промежуточный валик; 8 - зубчатый сектор; 9, 11, 14 - трибки; 10, 15, 16, 17-шестерни; 12-большая стрелка; 13 - внешняя шкала;/8 - малая стрелка; /9-кремальера; 20-шкала давлений; 2/, 22 - индексы; 23 - подвижное основание; 24 - пружинный балансир оси 9, сектора 10 и шестерен передается на большую стрелку прибора 29 и при помощи шестеренчатого перебора - на малую стрелку 30.

Большая стрелка прибора показывает по шкале высоту полета самолета в метрах. Эта стрелка делает полный оборот при изменении высоты на 1000 м. Малая стрелка прибора показывает высоту полета в километрах. Она делает один полный оборот при изменении высоты на 10000м.

При помощи кремальеры 33 в прибор можно вводить поправки на изменение барометрического давления.

Погрешность прибора у земли ±20 м, а на высоте 17000м±300м.

На Рис. 4 показана кинематическая схема высотомера ВД-20. С увеличением высоты полета вследствие уменьшения статического давления анероидный блок, включающий коробки 1 и 2, расширяется. Ход его подвижного центра 4 с помощью температурного компенсатора 5, тяги 6 и температурного компенсатора 25 передается через валик 7 на зубчатый сектор 8. Перемещение сектора вызывает вращение трибки 9, шестерни 10 и трибки 11. На оси трибки 11 жестко укреплена большая стрелка 12, указывающая по шкале 13 высоту полета самолета в метрах. Диапазон этой шкалы 1000 м. На ось большой стрелки 12 жестко посажена переходная трибка 14, приводящая во вращение шестерни 15, 16 и 17, дающие передаточное отношение 20:1. На полой оси шестерни 17, через которую проходит ось трибки 11, укреплена малая стрелка 18, указывающая по внутренней' шкале высоту в километрах. Диапазон шкалы 20 км. Механизм высотомера, включая анероидный блок, укреплен на подвижном основании 23 и может вращаться относительно корпуса прибора. При этом будут вращаться стрелки 12 и 18, шкала давлений 20 ,и два индекса 21 и 22. Вращение осуществляется с помощью кремальеры 19.

Для уравновешивания отдельных узлов механизма высотомера поставлен пружинный балансир 24. Погрешность в показаниях прибора, возникающая вследствие изменения упругих свойств анероидных коробок в зависимости от их температуры, устраняется с помощью биметаллических температурных компенсаторов 5 и 25.

Погрешность прибора минимальна у Земли и составляет ±20 м и максимальна на высоте 20 км (±350 м).

Высотомер ВД-10 предназначен для измерения высоты от 0 до 10000 м. Погрешность ВД-10 у Земли составляет ± 15 м, а на высоте 10 км достигает ± 120 м.


Ошибки барометрических высотомеров


Барометрическим высотомерам присущи инструментальные, аэродинамические и методические ошибки.

Инструментальные ошибки Hинстр возникают вследствие несовершенства изготовления механизма высотомера, износа деталей и изменения упругих свойств чувствительного элемента. Они определяются в лабораторных условиях. По результатам лабораторной проверки составляются таблицы, в которых указываются значения инструментальных поправок для различных высот полета.

Аэродинамические ошибки На являются результатом неточного измерения атмосферного давления на высоте полета из-за искажения воздушного потока в месте его приема, особенно при полете на больших скоростях. Эти ошибки зависят от скорости полета, типа приемника воздушного давления и места его расположения, они определяются при испытаниях самолетов и заносятся в таблицу поправок. В целях упрощения инструментальные и аэродинамические поправки суммируются, и составляется таблица показаний высотомера с учетом суммарных поправок, которая помещается в кабинах самолета.

Методические ошибки обусловлены несовпадением фактического состояния атмосферы с данными, положенными в основу расчета шкалы высотомера: давление воздуха Ро = 760 мм рт ст., температура t0=+15° С, температурный вертикальный градиент tгр = 6,5° на 1000 м высоты.

Методические ошибки включают три составляющие. Первая – барометрическая ошибка. В полете барометрический высотомер измеряет высоту относительно того, уровня, давление которого установлено на шкале. Он не учитывает изменение давления по маршруту. Обычно атмосферное давление в различных точках земной поверхности в один и тот же момент неодинаковое. Поэтому 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, т. е. возникает барометрическая ошибка Нбар, обусловленная непостоянством атмосферного давления у Земли.

Ошибка Нбар учитывается 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.

Причиной второй составляющей методической ошибки Нтемп является несоответствие фактического распределения температуры воздуха с высотой стандартным значениям, принятым в расчете механизма высотомера. Температурная ошибка особенно опасна при полетах на малых высотах 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 высоты. Обычно методическая температурная поправка учитывается с помощью навигационной линейки НЛ-10М или навигационного расчетчика НРК-2.

Третья составляющая - Нрел возникает потому, что высотомер в продолжение всего полета указывает высоту не над пролетаемой местностью, а относительно уровня изобарической поверхности, атмосферное давление которого установлено на приборе. Чем разнообразнее рельеф пролетаемой местности, тем больше будут расходиться показания высотомера с истинной высотой.

Для определения истинной высоты полета необходимо учитывать поправку на рельеф пролетаемой местности, которая определяется

Нрел =Нрел - Наэр

где Нрел - поправка на рельеф пролетаемой местности, имеет знак (+), если абсолютная высота точки выше аэродрома взлета, и знак (-), если ниже;



Нрел - абсолютная высота точки рельефа местности. определяется летчиком (экипажем) по полетной карте;

Наэр - абсолютная высота аэродрома взлета.

Тогда:


Нист =Нотн -Нрел,

где Нотн - относительная высота.


Определение истинной и приборной высоты при полете по маршруту


Первый вариант. Давление на уровне пролетаемой местности известно и установлено на высотомере, темпера тура в воздухе известна. В этом случае истинная высота полета определяется по формуле

Нист =Нпр +Нинстр, +На + Нтемп.

Расчет приборной высоты для заданной истинной высоты производится в обратном порядке



Нпр =Нист -Нтемп, -На - Нинстр.

Второй вариант. Давление и температура у земли в районе пролетаемой местности неизвестны; на высотомере установлено давление аэродрома взлета.

Тогда истинная высота полета определяется по формуле:



Нистпр +Нинстр, +На+ Нтемп -Нрел.

Определение приборной высоты при заданной истиной производится по формуле:



Нпр =Нист +Нрел, -Нтемп - Нинстр. -На - Нинстр.

Аэроклуб CHAYKA.AERO


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница