При каких условиях истинная высота ниже чем приборная высота

14.09.202213.09.2022 admin 0 Comments

Влияние установки высотомера и температуры

Истинная высота полета воздушного судна редко совпадает с приборной высотой, если высотомер установлен на 1013 гПа. Это в основном происходит в силу того факта, что давление на уровне моря обычно не соответствует 1013 гПа и/или что температура не соответствует ISA.

При каких условиях истинная высота ниже чем приборная высота

При наличии температурных условий ISA и при установленном на высотомере стандартном давлении истинную высоту полета воздушного судна можно получить из приборной высоты, если известно местное значение QNH.

При полете на данной приборной высоте истинная высота возрастает с увеличением температуры (Рисунок A7). Приближенно взаимосвязь между истинной высотой и приборной высотой может быть представлена следующим образом:

TA = Истинная высота IA = Приборная высота T = Фактическая температура (в кельвинах) TISA = Стандартная температура (в кельвинах)

Пример приведен в Добавлении 1 к данному руководству.

Рисунок A7: Влияние температуры на истинную высоту при постоянной приборной высоте

Температурная поправка приобретает важность при выполнении полета по маршруту вылета или прибытия в условиях очень низкой температуры. Для этой цели FCOM предлагает следующее (Таблица А3):

TRUE ALTITUDE* (1000 FT)

FOR LOW ALTITUDE USE

Источник

Высота полета. Устройство и применение высотомеров

ВЫСОТА ПОЛЕТА. УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОТОМЕРОВ.

Высота полета.

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

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 Pо, Tо 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

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

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.

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 DHинстр 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 DНа 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.

Причиной второй составляющей методической ошибки DНтемп 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.

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

Наэр — абсолютная высота аэродрома взлета.

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

Расчет приборной высоты для заданной истинной высоты производится в обратном порядке

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:

Определение приборной высоты при заданной истиной производится по формуле:

Источник

Самолетовождение (стр. 6 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Использование стандартной атмосферы предполагает, что заданной высоте соответствует вполне определенное давление. Но так как в каждом полете действительные условия атмосферы не совпадают с расчетными, то высотомер показывает высоту с ошибками.

Барометрическому высотомеру присущи также ошибки вследствие того, что он не учитывает изменения топографического рельефа местности, над которой пролетает самолет.

Методические ошибки барометрического высотомера делятся на три группы:

1) ошибки от изменения атмосферного давления у земли;

2) ошибки от изменения температуры воздуха;

3) ошибки от изменения рельефа местности.

Ошибки от изменения атмосферного давления у земли. Барометрический высотомер измеряет высоту полета относительно уровня изобарической поверхности, атмосферное давление которой установлено на шкале давлений высотомера. Он не учитывает изменения давления по маршруту. Обычно атмосферное давление в различных точках земной поверхности в один и тот же момент неодинаковое. На рис. 5.2 показано, что на аэродроме вылета давление равно 760 мм рт. ст., а по маршруту полета оно в определенных точках равно 750 и 765 мм рт. ст. Перед вылетом стрелки высотомера устанавливают на нуль, при этом шкала давлений высотомера установится на давление аэродрома вылета (в приведенном примере шкала давлений установится на отсчет 760 мм рт. ст.). Если пилот по маршруту будет выдерживать заданную приборную высоту, то 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. Как видно из рисунка, изменение истинной высоты происходит вследствие изменения атмосферного

Рис. 5.2. Ошибки высотомера от изменения давления у земли

Рис. 5.3 Ошибки высотомера от изменения температуры воздуха

давления на уровне, относительно которого ведется отсчет истинной высоты.

Изменение атмосферного давления с высотой характеризуют барометрической ступенью — высотой, на которую надо подняться или опуститься от исходного уровня, чтобы давление изменилось на 1 мм рт. ст.

В практике барометрическую ступень для малых высот берут равной 11 м. Следовательно, каждому миллиметру изменения давления у земли соответствует 11 м высоты, т. е. ΔНб=11·ΔР.

Ошибки от изменения атмосферного давления у земли учитываются следующим образом:

1) перед вылетом — установкой стрелок высотомера на нуль;

2) перед посадкой — установкой на высотомере давления аэродрома;

3) при расчете высот — путем учета поправки на изменение атмосферного давления (ΔНб).

Ошибки от изменения температуры воздуха. Шкала высотомера тарируется по стандартной средней температуре воздуха в слое измеряемой высоты. Поэтому высотомер будет правильно показывать высоту полета только при совпадении фактической средней температуры воздуха с расчетной. Но в реальных условиях фактическая температура воздуха, как правило, не совпадает с расчетной. Поэтому высотомер показывает высоту с ошибкой. Сущность этой ошибки заключается в том, что при изменении температуры воздуха у земли происходит изменение температуры и давления воздуха на высоте. В холодное время года воздух становится более плотным, и в этом случае давление с поднятием на высоту уменьшается быстрее, чем в теплое время, когда воздух обладает меньшей плотностью.

Методическая температурная поправка высотомера

ΔНt=ΔНпр

Рис. 5.4. Ошибки высотомера от изменения рельефа местности

где Нпр— приборная высота полета; tср.фак — средняя фактическая температура воздуха в слое от нулевого уровня до высоты полета; ΔTср —разность между средней фактической температурой и средней стандартной температурой для данной, высоты.

Знак поправки определяется знаком ΔTср.

Из формулы следует, что высотомер при температурах у земли ниже +15° будет завышать, а при температурах выше +15° занижать показания высоты (рис. 5.3).

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 высотомера учитывается с помощью НЛ-10 М.

Ошибки от изменения рельефа местности. Эти ошибки возникают потому, что высотомер в продолжение всего полета указывает высоту не над пролетаемой местностью, а относительно уровня изобарической поверхности, атмосферное давление которого установлено на высотомере. Чем разнообразнее рельеф пролетаемой местности, тем больше будут расходиться показания высотомера с истинным значением высоты (рис. 5.4).

Для определения истинной высоты полета необходимо учитывать поправку на рельеф пролетаемой местности. Высота рельефа определяется по карте. При расчете истинной высоты поправка на рельеф алгебраически вычитается из абсолютной высоты, а при расчете приборной высоты прибавляется.

4. Расчет времени и места набора высоты заданного эшелона

Набор высоты заданного эшелона, как правило, выполняется по трассе полета. Поэтому штурман должен знать, в какое время будет набрана заданная высота полета. Время набора высоты рассчитывается по высоте

Рис. 5.5. Определение времени и места набора высоты заданного эшелона

набора и вертикальной скорости набора.

Вертикальной скоростью набора VB называется вертикальная составляющая скорости воздушного судна.

Пример. Hэш=6000м; Нотхода = 400 м; Раэр=740 мм рт. ст.; W = 300 км/ч; VB=5 м/сек; Т отхода = 14.30 (рис. 5.5). Определить: Т ок наб и Sнаб.

Решение. 1. Определяем барометрическую высоту аэродрома:

Нб. аэр = (760 — Раэр)·11 = (760—740)·11 =220 м.

2. Находим высоту набора:

Ннаб = Нэш — Нб. аэр — Нотх = 6000 — 220 — 400 = 5380 м.

3. Рассчитываем время набора высоты на НЛ-10М (рис. 5.6):

tнаб === 1076 сек 18 мин

4. Определяем время окончания набора заданной высоты:

Ток. наб = Tотх + Tнаб =14.30 + 0.18==14.48.

5. Находим пройденное самолетом расстояние за время набора высоты:

5. Расчет времени и места начала снижения

Выход на аэродром посадки выполняется на указанной диспетчером высоте круга или на заданном эшелоне. Время начала снижения рассчитывается с учетом заданной высоты выхода на аэродром.

Рис. 5.6. Расчет времени набора высоты

Пример. Hэш=4200 м; VB— 10 м/сек; W = 450 км/ч; Hподхода = 500 м; Рaэр=750 мм. рт. ст.; Tприб = 12.20. Определить: Tнач сн и Sсн.

Решение. 1. Определяем барометрическую высоту аэродрома:

2. Находим высоту снижения:

Hсн = Hэш — H6.аэр — Hподх = 4200 — 110 — 500 = 3590 м.

Если необходимо выйти на аэродром на заданном эшелоне, высота снижения определяется как разность между эшелоном полета и эшелоном выхода на аэродром.

3. Рассчитываем время снижения (на НЛ-10М —см. рис. 5.6):

tсн===360 сек = 6 мин.

4. Определяем время начала снижения:

Тнач. сн== Тприб — tсн = 12.20 — 0.06 = 12.14.

5. Находим пройденное самолетом расстояние за время снижения:

6. Расчет вертикальной скорости снижения или набора высоты

В практике самолетовождения бывают случаи, требующие смены эшелона полета. При необходимости диспетчер указывает экипажу время начала и окончания смены эшелона или задает участок, на котором должно быть произведено снижение. На основании указаний диспетчера штурман рассчитывает вертикальную скорость, обеспечивающую смену эшелона на заданном участке.

Пример. Hэш=5700 м; Hэш. нов=4500 м; Sсн=40 км; W=480 км/ч. Определить вертикальную скорость, обеспечивающую смену эшелона на заданном участке.

Решение. 1. Определяем на НЛ-10М время пролета заданного участка, т. е. время снижения: tсн=5 мин.

2. Находим высоту снижения:

3. Рассчитываем вертикальную скорость:

Расчет вертикальной скорости обычно выполняется на НЛ-10М. Для этого необходимо время снижения, взятое по шкале 2, подвести под высоту снижения, взятую по шкале 1, и против прямоугольного индекса с числом 10 шкалы 2 отсчитать по шкале 1 вертикальную скорость. Этим ключом можно пользоваться, когда время снижения не превышает 16,6 мин.

Имеется универсальный ключ расчета вертикальной скорости, позволяющий определять ее при любом времени снижения. В этом случае прямоугольный индекс с числом 10 подводят под время снижения, взятое по шкале 1.

Затем против высоты снижения, взятой по шкале 1, отсчитывают вертикальную скорость по шкале 2. При этом следует иметь в виду, что 1 ч шкалы соответствует вертикальной скорости 1 м/сек, 2 ч шкалы — 2 м/сек. и т. д. Для быстрого и правильного определения десятых долей вертикальной скорости необходимо количество минут, отсчитанное по шкале 2 после целых единиц вертикальной скорости, разделить на 6.

Пример. tсн=19 мин; Hсн=|3200 м. Определить Vв. Применяя указанное правило, получаем: Vв=2,8 м/сек.

Глава 6 СКОРОСТЬ ПОЛЕТА

1. Воздушная и путевая скорости

Знание скорости полета необходимо как для пилотирования самолета, так и для целей самолетовождения. Полет самолета на скорости ниже минимальной приводит к потере устойчивости и управляемости. Увеличение скорости сверх допустимой связано с опасностью разрушения самолета. Для целей самолетовождения знание скорости полета необходимо для выполнения различных навигационных расчетов.

Различают воздушную и путевую скорости самолета, измеряются они в километрах в час (км/ч).

Воздушной скоростью V называется скорость самолета относительно воздушной среды. Эту скорость самолет приобретает под действием силы тяги двигателей. Воздушная скорость зависит от аэродинамических качеств самолета, его полетного веса и плотности воздуха. Ветер не оказывает влияния на ее величину и направление, которое при симметричной тяге двигателей совпадает с продольной осью самолета. Воздушная скорость измеряется указателем воздушной скорости.

Путевой скоростью W называется скорость самолета относительно земной поверхности. На ее величину влияет ветер, который уменьшает или увеличивает скорость движения воздушного судна относительно земной поверхности. Путевую скорость самолета рассчитывают или измеряют с помощью специального прибора.

2. Ошибки указателя воздушной скорости

Указатель воздушной скорости имеет инструментальные, аэродинамические и методические ошибки.

Инструментальные ошибки ΔV возникают по тем же причинам, что и аналогичные ошибки высотомера. Они определяются путем сличения показаний указателя скорости с показаниями точно выверенного прибора, заносятся в график или таблицу и учитываются при расчете скорости.

Аэродинамические ошибки ΔVa возникают вследствие искажения воздушного потока в том месте, где установлен приемник воздушного давления. Характер и величина этих ошибок зависят от типа самолета, места установки приемника воздушного давления и скорости полета. При больших скоростях поток воздуха вокруг самолета искажается. Вследствие этого воспринимаемое приемником давление оказывается неправильным и в показаниях указателя скорости возникают аэродинамические ошибки. На скоростных самолетах они могут достигать 30—40 км/ч. Аэродинамические ошибки определяются на заводе при выпуске самолета и заносятся в специальный график или таблицу поправок. На некоторых самолетах для упрощения учета поправок указателя скорости составляется таблица суммарных поправок, учитывающая инструментальные и аэродинамические ошибки.

Методические ошибки возникают вследствие несовпадения фактической плотности воздуха с плотностью, принятой при расчете шкалы указателя скорости.

Принцип работы указателей скорости основан на измерении скоростного напора q, приближенное значение которого равно 0,5ρV2, т. е. скоростной напор является функцией, плотности воздуха р и воздушной скорости полета. При тарировке шкалы указателя скорости массовая плотность воздуха берется равной 0,125 кг·сек2/м4. Поэтому показания указателя скорости верны только при стандартной плотности воздуха, которая бывает у земли при давлении 760 мм рт. ст. и температуре +15°С. Фактическая плотность воздуха часто отличается от расчетной. С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается, вследствие чего указатель скорости показывает скорость меньше истинной.

Ошибка указателя скорости, зависящая от плотности воздуха, учитывается при помощи навигационной линейки по температуре воздуха и высоте полета, от значения которых, как известно, зависит плотность воздуха. Кроме того, эта ошибка может быть учтена путем приближенного вычисления в уме.

Методические ошибки указателя скорости возникают также вследствие сжимаемости воздуха. При полете на скоростях более 350—400 км/ч воздух впереди самолета сжимается и его плотность увеличивается, что вызывает увеличение скоростного напора и, следовательно, завышение показаний указателя скорости.

Учесть заранее эти ошибки при тарировке шкалы однострелочного указателя скорости нельзя, так как сжимаемость воздуха зависит не только от скорости полета, но и от плотности воздуха (высоты полета).

Ошибки от сжимаемости воздуха, особенно на больших высотах, могут быть значительными (табл. 6.1) и поэтому их необходимо учитывать ори расчете скоростей.

Поправки к указателю скорости на сжимаемость воздуха (Δ Vсж, км/ч)

Источник