Высотомер и высота полета самолета (стр. 3 из 3)

О системе RVSM я говорил в статье о ТСАS. Напомню, что это вновь вводимая система эшелонирования, в которой на определенном участке высот определены сокращенные интервалы между эшелонами. Это сделано для увеличения пропускной способности воздушного пространства. Вот так вот . Тесно в воздухе на самом-то деле…

Вобщем, во всем этом деле высотомеру принадлежит очень важная роль. Измерение и контроль высоты полета самолета вообще считается очень важной задачей, потому что от правильного ее выполнения напрямую зависит безопасность полетов. Исходя из этого на современном летательном аппарате средства измеряющие высоту полета (как и многие другие жизненно важные элементы) дублируются.

Самолет ТУ-154. Верхний прибор - радиовысотомер РВ-5, ниже УВИД-15, ниже - ВД-15. Слева пустое окно для указателя УВО-15М1 (на фото ниже).

В комплекте приборного оборудования практически всегда присутствует высотомер, использующий другой способ измерения высоты — радиотехнический. Он так и называется — радиовысотомер.

Он работает по принципу радиолокации, то есть замеряет время прохождения радиосигнала (СВЧ) от самолетной передающей антенны (расположенной обычно на нижней части фюзеляжа) до поверхности и обратно (отраженный сигнал) до самолетного приемника. Это, по сути дела, частный случай радиодальномера.

Радиовысотомер А-034-4-12.

В отличие от барометрического высотомера его показания не зависят от состояния атмосферы, никакое исходное давление ему для работы не нужно, и показывает он истинную высоту до поверхности, отличаясь к тому же большей точностью.

Единственно теоретически возможная неточность состоит в том, что сигнал от от передатчика направленный. А это значит, что при больших углах крена и тангажа (более 20 º )возможны ощутимые неточности в измерениях, потому как в этом случае сигнал попадает на поверхность под углом (как гипотенуза в прямоугольном треугольнике) и проходимое им расстояние оказывается больше, чем истинная высота полета.

Радиовысотомер представляет собой комплект электронной аппаратуры с антенной. В кабину экипажа на приборную доску выведен только индикатор, непосредственно показывающий высоту, а также обычно имеется система предупреждения об опасной высоте со звуковой и световой сигнализацией.

То есть радиовысотомер может входить в комплект систем предупреждения столкновения с землей (типа TAWS или ЕGPWS) и являться их важной составляющей частью. Кроме того он существенно повышает возможность автоматизации процесса посадки.

На практике наибольшее применение получили так называемые высотомеры малых высот. Это приборы с частотной модуляцией сигнала, работающие в режиме непрерывной локации. С их помощью замеряются высоты примерно до 1500 м и используются они чаще всего при осуществлении захода на посадку. Как пример можно привести высотомеры РВ-3 (высота до 300 м ) и РВ-5 (высота до 750 м).

Но существуют также высотомеры больших высот, работающие в импульсном режиме (импульсная модуляция). Замеряемые высоты – до 30000 м. Как пример можно привести радиовысотомер РВ-18 (18000 м). Такие аппараты применяются главным образом в военной авиации, а также, кстати, в космонавтике. Они применялись, например, для осуществления посадок спускаемых аппаратов на Луну.

В настоящее время практически на каждом самолете (за исключением быть может легких поршневых) стоит как минимум один радиовысотомер. А зачастую их может быть и несколько. Причем они могут работать (как я уже сказал) в комплексе с другими самолетными системами.

Например, на самолете СУ-24 использовались два радиовысотомера. РВ-3МП – радиовысотомер малых высот и РВ-18А1 «Крона» – больших высот. На СУ-24М они были заменены на один высотомер, который совместил их функции РВ-21 “Импульс” (А-035).

Этот высотомер стал в том числе частью прицельно-навигационной системы ПНС-24М «Тигр», а на моем любимом СУ-24МР - навигационного комплекса НК-24МР.

То же самое можно сказать и про барометрические высотомеры. Они используются параллельно с радиовысотомерами и их тоже бывает иногда и больше одного (в зависимости от конструкции летательного аппарата).

На приборной доске они все представлены, причем одни из них представляют собой классические барометрические высотомеры, получающие воздушные сигналы от ПВД, а другие являются только указателями (индикаторами), уже не имеющие ничего общего с барометром , чаще всего это уже электромеханические приборы.

Указатель высоты УВ-30-3 от СВС-72.

Дело в том, что все более усложняющаяся практика самолетостроения превратила современные летательные аппараты в сложные технические комплексы. Системы управления, пилотажно-навигационные системы, системы вооружения (на военных самолетах), различные специализированные разведывательные комплексы.

Для своей работы все это оборудование требует исходных данных, в том числе и данные о воздушной обстановке (высота абсолютная и истнная, скорость приборная и истинная, число М и др.). Причем данные эти должны быть определенной точности и с учетом определенных условий, например, сжимаемости воздуха, температурного нагрева при торможении потока и т.д.

Обычные аэрометрические приборы не могут похвастаться достаточной точностью, кроме того большинство из них не выдают сигналов в электронной форме, которые требуются для специальных систем.

Для того, чтобы решить эти вопросы были созданы централизованные системы, которые измеряют (получая сигналы давления непосредственно от ПВД), обрабатывают и вычисляют (с учетом всех воздушных особенностей и поправок) параметры полета и окружающей воздушной обстановки. Все эти данные затем передаются на указатели в кабине (те, которые необходимы в полете) и в бортовые комплексы специализированного оборудования, обеспечивая их правильное функционирование.

Это могут быть централи скорости и высоты (ЦСВ) или же системы воздушных сигналов (СВС). Первые более упрощенного вида. Пример – централь ЦСВ-1М. Она занимается измерением и выдачей на указатели таких параметров, как относительная барометрическая высота, истинной воздушная скорость, число М, температура наружного воздуха, относительная плотность воздуха.

Кабина МИГ-25РУ. 1 - барометрический указатель УВбСК, 2 - радиовысотомер, 3 - указатель высоты УВО-М1 в системе СВС.

Тоже ТУ-154, те же высотомеры плюс под буквой "В" указатель высоты УВО-15М1б (от системЫ СВС-ПН-15-4Б).

Приборная доска бомбардировщика ТУ-160. 1 - высотомер ВМ-15, 2 - указатель высоты УВО-М1 (от СВС), 3 - радиовысотомер.

Системы СВС более сложные, повышенной точности и расширенным кругом выполняемых задач. Например, система СВС-П-72, устанавливавшаяся ни самолетах МИГ-29, определяет (вычисляет) такие параметры полета, как Нотн, Набс, число М, истинную и приборную скорость, температуру и плотность воздуха.

Разведчик СУ-24МР. 1 - радиовысотомер РВ-21, 2 - указательвысоты УВО-М1 от СВС-ПН-5-3, 3 - высотомер ВД-28.

Часть этих параметров система индицирует на указателях в кабине самолета. Кроме того все они, так сказать, расходятся по потребителям . Что-то идет в регистратор параметров полета (черный ящик ), что-то в пилотажно-навигационный (или прицельно-навигационный) комплекс, в бортовую вычислительную машину (БЦВМ), а что-то, в частности высота (Набс.), поступает на самолетный ответчик. В этом случае отметка самолета на экране воздушной обстановки у диспетчера имеет данные о высоте полета самолета.

Отметки самолетов на эране радара диспетчера. Данные о высоте (в футах, плюс два нуля) - нижние левые трехзначные цифры.

По требованиям ICAO все воздушные суда должны передавать в автоматическом режиме данные о своей высоте. Если эти данные не формируются системой СВС (если ее нет на борту), то на борту должен быть высотомер (так называемый диспетчерский), который кроме визуальных показаний на циферблате также преобразует измерения барометрической высоты в электрический сигнал, который потом через самолетный ответчик получает диспетчер и видит у себя на экране воздушной обстановки.

Таковы (примерно ) два основных способа измерения высоты полета самолета. Существуют, однако, и другие, хотя конкурентами для двух первых они не являются . Например, акустический способ, использующий принцип эхолокации. Тот самый, который в природе используют летучие мыши. На этом принципе как раз и работает вышеупомянутый эхолот .

Сейчас определенную популярность приобрел способ измерения высоты с помощью GPS-технологий. Приемник этой системы, как известно, в зависимости от количества вещающих спутников может вычислить координаты тела в пространстве. Одна из координат – это высота над средним уровнем моря (в вышеупомянутой системе координат WGS84).

Такого рода высотомеры используются сейчас на некоторых самолетах (в основном малой авиации), а также в качестве парашютных высотомеров для спортивных прыжков с парашютом. Однако, широкой практикой это на стало, потому что для вычисления нужно время (около секунды) и выдаваемый сигнал на больших скоротях спуска уже не соответствует действительному (несмотря на введение коррекции на скорость).

Вернемся, однако, к началу . Высота полета самолета… С одной стороны романтика, а с другой очень важный параметр, как с технической стороны, так и для безопасности. Высотомер – прибор, без которого не обходится ни один самолет.

На каждом летательном аппарате есть барометрический высотомер. На подавляющем большинстве современных самолетов и вертолетов есть радиовысотомеры (сейчас это актуально и для малой авиации). Кроме того, если на летательном аппарате присутствует система типа СВС, то наверняка есть еще и указатель высоты, работающий от нее. Вобщем, высотомеров хватает, и лишнее дублирование в этом смысле «лишним» не бывает .

Правда, на современных лайнерах пилотские кабины ощутимо изменились . Они теперь все стали «гладкие», простых циферблатов практически не увидишь, сплошные экраны, так сказать, «голая цифра». Удобно это с точки зрения эксплуатации или нет – не мне судить . Тем более, что принципы полетов остались такими же. Все те же высоты и эшелоны, все те же давления. И высотомеры все теже, быть может с несколько измененным внешним видом.