Высота полета

Не использовать фреймы при просмотре страницы

1.3. Ошибки барометрического высотомера и их учет

•   Под ошибкой (погрешностью) БВ понимается разность между показаниями БВ и действительным значением измеряемой высоты. Учет ошибок прибора производится путем введения поправки в его показания. Под поправкой понимается величина, которая должна быть алгебраически прибавлена к показанию прибора для получения действительного значения измеряемой величины. Величина поправки равна ошибке, взятой с обратным знаком.

•   Баровысотомерам присущи инструментальные, аэродинамические и методические ошибки.

•   Инструментальные ошибки. Они возникают вследствие несовершенства изготовления механизма высотомера, износа деталей и изменения упругих свойств ЧЭ. Эти ошибки определяются путем проверки БВ в лабораторных условиях. По результатам проверки составляются таблицы, в которых указываются значения инструментальных поправок для различных высот полета.

• Аэродинамические ошибки.  Возникают за счет неточного измерения статического давления на высоте полета. Статическое давление воспринимается ПВД, помещенным вне самолета, где поток воздуха по возможности не искажен или в специальном отверстии в фюзеляже.Из-за искажения воздушного потока в БВ появляется аэродинамическая ошибка. Величина этой ошибка зависит от типа самолета, скорости и высоты полета и определяется при летных испытаниях.

•   Иногда в аэродинамической ошибке выделяют часть ошибки, причиной которой являются скачки уплотнения воздуха в месте установки ПВД при больших скоростях полета. Эту ошибку называют волновой. По своей сущности она также является аэродинамической.

•   Для точного выдерживания высоты заданного эшелона на самолете должны быть таблицы показаний высотомеров с учетом суммарных поправок - инструментальной и аэродинамической. В таблицах даются показания БВ для наивыгоднейших скоростей. Показания БВ при скоростях, отличающихся от указанных в таблице, определяются путем учета дополнительных поправок, значения которых приводятся в специальной инструкции.

•   Таблицы составляются для конкретного самолета (вертолета) и высотомера для высот эшелонов, на которых может летать ЛА, при наивыгоднейшей скорости горизонтального полета (таблица 1).

Таблица 1

Показания высотомера с учетом суммарных поправок

Высотомер, тип ___ № ___

Самолет,       тип ___ № ___

Дата проверки ___

Тип ПВД ___

Расчет производил ____________________ (подпись)

•   Из таблицы 1 видно, что для полета, например, на эшелоне 1500 м на наивыгоднейшей скорости 460 км/ч необходимо по высотомеру выдерживать высоту 1560 м.

•   Если Vпр значительно отличается от наивыгоднейшей, табличную приборную Нэш исправляют на величину поправки, которую выбирают для данного типа ЛА из таблиц, приложенных к инструкции "Единая методика ввода поправок при измерении высоты на самолетах (вертолетах авиации всех министерств и ведомств". Эти поправки представляют собой разность аэродинамических поправок на заданной скорости и наивыгоднейшей скорости полета (таблица 2). Поправки округляются до 10 м.

Таблица 2

Величины изменения высоты по прибору при отклонении скорости от наивыгоднейшей для самолета

•   Из таблиц 1 и 2 видно, что для полета на эшелоне 1500 м на скорости 600 км/ч необходимо увеличивать приборную высоту на 40 м по сравнению с полетом на наивыгоднейшей скорости, то есть выдерживать высоту по прибору 1600 м.

•   Методические ошибки.  Эти ошибки прибора вызываются несовершенством принятого метода измерений. Они возникают из-за несоответствия фактических температур и давлений у земли и на высоте полета их расчетным или введенным в прибор значениям.

•   Ошибка за счет несоответствия начального давления.   БВ позволяют учитывать начальное давление на аэродроме взлета путем установки стрелок на нуль. При этом шкала давлений БВ установится на давление уровня аэродрома . В полете БВ будет измерять высоту относительно того уровня, давление которого Pо установлено на шкале давлений.

•   Если давление на уровне начала отсчета высоты не соответствует давлению, установленному на БВ, то высота измерена с ошибкой.

•   Величина ошибки за счет несоответствия начального давления находится из (1.2), после замены в нем дифференциалов конечными приращениями:

.

•   Для определения величины ошибки DН0 (в метрах) в последнюю формулу подставляется значение R = 29.27 м/град, Т0 = 288 К и Р0 = 760 мм рт. ст, тогда:

,

    где DР0 - разность (в мм рт.ст) между давлением на уровне начала отсчета высоты и давлением, установленным на высотомере.

•   Температурная ошибка. Причиной ошибки является несоответствие фактического распределения температуры воздуха с высотой стандартным значениям, принятым в расчете механизма высотомера.

•   Для определения данной ошибки будем считать температуру воздуха Тср. Тогда уравнение (2) примет вид:

.

•   Проинтегрируем уравнение в пределах от Р0 до Рн и соответственно от 0 до Н:

,

    откуда:

.

•   Решив это уравнение относительно Н, найдем:

.

•   Данная формула позволяет определить высоту полета через среднее значение температуры столба воздуха.

•   Предположим, что давление у земли остается неизменным и равным Р0, но  средняя фактическая температура столба воздуха отличается от расчетной (стандартной). Тогда высоту полета можно определить так:

.

•   Если учесть характер изменения температуры с высотой, изображенной на рис.3, то среднее значение температуры для любой высоты может быть подсчитано с помощью соотношения:

.

•   Это соотношение получается путем замены фигуры ОТ0КМН равновеликим прямоугольником ОТср FH. Если высота не превышает 11000 м, то в этом соотношении следует полагать Н11 = Н. В этом случае, справедливом для тропосферы, последняя формула сведется к более простому виду:

.

•   В этих двух формулах под Т0 и Тн следут понимать фактическую температуру воздуха у земли и на высоте полета.

•   Однако, высотомер будет показывать высоту по расчетной температуре:

.

•   Высота Н, исправленная на температурную поправку (обозначается Ниспр), находится следующим образом:

.

•   Величина температурной поправки DНt может быть найдена по формуле:

.

•   На основании последней зависимости можно записать приближенную формулу для определения температурной поправки, которая дает достаточную точность вычислений для малых высот полета и широко используется на практике:

,

    где t0 - фактическая температура у земли в градусах Цельсия.

•   В данной формуле за Тср.р принято 288 К (+15 ⁰С), в знаменателе это значение округлено до 300.

•   Так, например, если температура у земли равна -10 ⁰С, а высота полета по прибору 500 м, то на основании приближенной формулы получается температурная поправка, равная -42 м.

Рис.5. Построение шкал НЛ для учета температурной ошибки в тропосфере

•   Для средних, больших и стратосферных высот обычно температурную поправку не вычисляют, а пересчитывают приборное значение высоты в исправленное с помощью НЛ или навигационного расчетчика.

•   Для учета температурной поправки в тропосфере на НЛ имеются шкалы: "t0 + tH", "Исправленная высота", "Высота по прибору" (рис.5.), которые выполнены в десятичных логарифмах  формулы для нахождения Ниспр:

•   Шкала "t0 + tH", на которой откладывается lgTср.ф, оцифрована в градусах Цельсия, так как можно записать:

,

    где t0 и tH - температура воздуха у земли и на высоте полета.

•   Расчетное (стандартное) значение средней температуры в тропосфере может быть получено по формуле:

.

•   После установки ромбического индекса против суммы температур у земли и на высоте полета, против значения приборной высоты находится высота полета, исправленная на температурную ошибку.

•   Температурную ошибку в стратосфере можно представить в виде суммы двух составляющих: ошибки в слое тропосферы, то есть к высоте 11000 м; ошибки в слое стратосферы, которые будут накапливаться с высоты 11000 м.

•   Первая ошибка рассмотрена выше. Соответствующая ей поправка определяется для высоты Нпр = 11000 м по шкале пересчета высот для тропосферы. Эта поправка равна разности между отсчетом исправленной приборной высоты и 11000 м (рис.5.). Данную поправку можно также определить по приближенной формуле:

.

•   Вторую ошибку можно учесть таким образом. Если принять, что в стратосфере температура остается постоянной, то для стратосферы можно записать:

,

    где Ниспр11 и Нпр11 - исправленная и приборная высоты относительно начального уровня стратосферы (11000 м); Тн - фактическая температура в стратосфере; 216.5 - расчетная (стандартная) температура для стратосферы.

•   Если определять высоту относительно уровня с давлением 760 мм рт.ст., то последняя формула примет вид:

,

   где Ниспр и Нпр - исправленная и приборная высоты относительно уровня с давлением 760 мм рт. ст.

•   Прологарифмировав эту формулу, запишем ее в виде:

.

•   На основании этой зависимости на НЛ построены шкалы: "Температура для высот более 12000 м", "Исправленная высота", "Высота по прибору" (рис.6.). Порядок перерасчета высот на этих шкалах виден из рисунка.

Рис.6. Построение шкал НЛ для учета температурной ошибки в стратосфере

•    Чтобы закрепить усвоенный материал, пожалуйста, пройдите следующий тест

•    Чтобы перейти в начало страницы, нажмите СЮДА!