Летательные аппараты > Версия для печати > Ошибки барометрических высотомеров

Барометрические высотомеры имеют инструментальные, аэродинамические и методические ошибки.
Инструментальные ошибки высотомера ΔН возникают вследствие несовершенства изготовления прибора и неточности его регулировки. Причинами инструментальных ошибок являются несовершенства изготовления механизмов высотомера, износ деталей, изменение упругих свойств анероидной коробки, люфты и т. д. Каждый высотомер имеет свои инструментальные ошибки. Они определяются путем проверки высотомера, заносятся в специальную таблицу и учитываются в полете.
Аэродинамические ошибки ΔНа возникают в результате неточного измерения атмосферного давления на высоте полета вследствие искажения воздушного потока, особенно при полете на больших скоростях. Эти ошибки зависят от скорости полета, типа приемника, воспринимающего атмосферное давление, и места его расположения. Они определяются при испытаниях самолетов и заносятся в таблицу поправок. Для упрощения учета инструментальных и аэродинамических поправок составляется таблица показаний высотомера с учетом суммарных поправок, которая помещается в кабине самолета (табл. 5.1).
Таблица 5. 1
Показания высотомера с учетом суммарных поправок

Заданная высота полета, м    Показания высотомера, м    Заданная высота полета, м    Показания высотомера, м
0    0    4 500    4 550
600    640    4 800    4 860
900    960    5 100    5 170
1 200    1 250    5 400    5 470
1 500    1 540    5 700    5 750
1 800    1 860    6 000    6 070
2 100    2 160    6 600    6 650
2 400    2 450    7 200    7 250
2 700    2 760    7 800    7 740
3 000    3 060    8 400    8 320
3 300    3 360    9 000    8 930
3 600    3 660    10 000    9 920
3 900    3 980    11 000    10 910
4 200    4 260    12 000    11 840
Методические ошибки возникают вследствие несовпадения фактического состояния атмосферы с расчетными данными, положенными в основу для расчета шкалы высотомера. Шкала высотомера рассчитана для условий стандартной атмосферы на уровне моря: давление воздуха Ро=760 мм рт. ст., температура t0= + 15°С, температурный вертикальный градиент tгр=6,5° на 1000 м высоты.
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

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).

Рис. 5.4. Ошибки высотомера от изменения рельефа местности

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.