Погрешности указателей скорости, их учёт.

16. Способы определения высоты полета. Погрешности высотомеров, их учет.

Высота полета измеряется с помощью специальных приборов, на­зываемых высотомерами. Основными способами измерения высоты полета являются барометрический и радиотехнический.

Барометрический способ измерения высоты основан на принципе измерения атмосферного давления, закономерно изменяю­щегося с высотой. Барометрический высотомер представляет собой обыкновенный барометр, у которого вместо шкалы давлений поставле­на шкала высот. Такой высотомер определяет высоту полета самолета косвенным путем, измеряя атмосферное давление, которое изменяется с высотой по определенному закону. Барометрический способ изме­рения высоты связан с рядом ошибок, которые, если их не учитывать, приводят к значительным погрешностям в определении высоты. Несмотря на это барометрические высотомеры ввиду простоты и удобства пользования широко применяются в авиации.

Радиотехнический способ измерения высоты осно­ван на использовании закономерностей распространения радиоволн. Известно, что радиоволны распространяются с постоянной скоростью и отражаются от различных поверхностей. Используя эти свойства радиоволн, можно определять высоту полета самолета.

Принцип измерения высоты радиотехническим способом можно представить следующим образом. На самолете устанавливаются пере­датчик и приемник. Передатчик 1излучает радиосигналы короткими импульсами, которые направляются антенной к земле и одновременно поступают в приемник. Дойдя до земной поверхности, сигналы отра­жаются и принимаются приемником, который связан с индикаторным устройством. Последнее по интервалу времени между поступлением в приемник прямого и отраженного радиосигналов определяет высоту полета самолета, которая отсчитывается по шкале.

В современных радиовысотомерах используются частотный (радио­высотомеры малых высот) и импульсный (радиовысотомеры больших высот) методы измерения высоты. Они показывают истинную высоту полета, что является их преимуществом перед барометрическими вы­сотомерами, так как барометрическая высота, как правило, отличается от истинной.

3. Ошибки барометрических высотомеров

Барометрические высотомеры имеют инструментальные, аэродина­мические и методические ошибки.

Инструментальные ошибки высотомера ∆Hи воз­никают вследствие несовершенства изготовления прибора и неточностн его регулировки. Причинами инструментальных ошибок являют­ся несовершенство изготовления механизмов высотомера, неточность и непостоянство регулировок, износ деталей, изменение упругих свойств анероидной коробки, люфты и т. д. Каждый высотомер имеет свои инструментальные ошибки. Они определяются путем проверки высотомера на контрольной установке, заносятся в специальную таб­лицу и учитываются в полете.

Аэродинамические ошибки ∆Н_а возникают в ре­зультате неточного измерения высотомером атмосферного давления на высоте полета вследствие искажения воздушного потока, обтекающего самолет, особенно при полете на больших скоростях.

Величина этих ошибок зависит от скорости и высоты полета, типа приемника, воспринимающего атмосферное давление, и места его расположения. Например, на высоте 5000 м ошибка в измерении дав­ления в 1 мм рт. ст. дает ошибку в высоте, равную 20 м, а на высоте II 000 м такая же ошибка в измерении давления вызывает ошибку в измерении высоты около 40 м.

Аэродинамические ошибки определяются при летных 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).

В приведенной таблице показания высотомера даны для самолета с приемником ПВД-7. В этом случае величины аэродинамических по­правок практически не зависят от скорости полета.

На самолетах с фюзеляжными приемниками статического давления изменение скорости полета вызывает изменение величин аэродинами­ческих поправок. Это требует учета в показаниях высотомера дополни­тельных поправок, значения которых указаны в Руководстве по лет­ной эксплуатации самолета.

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 р₀ = 760 мм рт. ст., температура t₀ = +15° С, тем­пературный вертикальный градиент t_гр = 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: ошибки от изменения атмосферного давления у земли, от из­менения температуры воздуха и от изменения рельефа местности.

Ошибки от изменения атмосферного давления у земли. В полете ба­рометрический высотомер измеряет высоту относительно того уровня, давление которого 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 неодинаково. 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 давлении установится на отсчет 760 мм рт. ст.). Если пилот по маршруту над равнинной местностью 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 давления у земли над пролетаемой местностью относительно давления, установленного на высотомере.

Изменение атмосферного давления с высотой характеризуют
барометрической ступенью -высотой, соответствующей
изменению давления на 1 мм рт. ст. Барометрическая ступень на раз­
личных высотах различна. С увеличением высоты барометрическая
ступень увеличивается. _ф *

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

Ошибки от изменения атмосферного давления у земли учитываются 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 (∆Н_б).

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 определяется по формуле

где t₀— температура воздуха у земли; H _пр — показания высотомера.

При температуре воздуха у земли выше +15° высотомер будет да­вать заниженные показания высоты на величину, найденную по ука­занной формуле, а при температуре ниже +15° — завышенные показа­ния (рис. 5.3).

Температурная ошибка особенно опасна при полетах на малых вы­
сотах 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 вы­
соты.

Обычно методическую температурную поправку высотомера

учитывают с помощью НЛ.

Ошибки от изменения рельефа местности. Эти ошибки возникают потому, что высотомер в продолжение всего полета указывает высоту не над пролетаемой местностью, а относительно давления, установлен­ного на шкале давлений. 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.

17. Элементы НТС (чертёж, определения, обозначения).

Самолет относительно воздушной массы перемещается с воздушной скоростью в направлении своей продольной оси. Одновременно под действием ветра он перемещается вместе с воздушной массой в направлении и со скоростью ее движения. В результате движение самолета от­носительно земной поверхности будет происходить по равнодействую­щей, построенной на слагаемых скоростях самолета и ветра. Таким об­разом, при полете с боковым ветром векторы воздушной скорости, путе­вой скорости и скорости ветра образуют треугольник (рис. 7.3), кото­рый называется навигационным треугольником скоростей. Каждый вектор характеризуется направлением и ве­личиной.

Вектором воздушной скорости называется на­правление и скорость движения самолета относительно воздушных масс. Его направление определяется курсом самолета, а величина — значением воздушной скорости. Вектором путевой ско­рости называется направление и скорость движения самолета от­носительно земной поверхности. Его направление определяется путе­вым углом, а величина—значением путевой скорости. Вектором ветра называется направление и скорость движения воздушной массы относительно земной поверхности. Его направление опреде­ляется направлением ветра, а величина — значением его скорости.

Навигационный треугольник скоростей имеет следующие элементы: МК — магнитный курс самолета; V — воздушная скорость; МПУ — магнитный путевой угол (может быть заданным — ЗМПУ и факти­ческим — ФМПУ); W — путевая скорость; НВ — навигационное на­правление ветра; U — скорость ветра; УС — угол сноса; УВ —■ угол ветра; КУВ — курсовой угол ветра.

Фактическим магнитным путевым углом на­зывается yroл, заключенный между северным направлением магнит­ного меридиана и линией фактического пути, он отсчитывается от се­верного направления магнитного меридиана до линии фактического пу­ти по ходу часовой стрелки (отО до 360°). Углом сноса называет­ся угол, заключенный между продольной осью самолета и линией пути. Отсчитывается от продольной оси самолета до линии пути вправо со знаком плюс и влево со знаком минус.

Углом ветра называется угол, заключенный между линией пути (фактической или заданной) и направлением навигационного вет­ра; отсчитывается от линии пути до направления ветра по ходу часо­вой стрелки (от 0 до 360°). КурсоВым углом ветра называется угол.

заключенный между продольной

осью самолета и направлением на­вигационного ветра. Отсчитывавет ся от продольной оси самолета до на­правления ветра по ходу часовой стрелки (от 0 до 360°).

Между элементами навигацион­ного треугольника скоростей су­ществует следующая зависимость:

 

 

 

Углы сноса обычно небольшие, а косинусы малых углов близки к единице, поэтому можно считать, что W ≈ V + U cos УВ. Приве­денные выше формулы используют­ся для расчета элементов навига­ционного треугольника скоростей. Угол сноса и путевая скорость от­носятся к основным навигацион­ным элементам, поэтому нужно твердо знать, как они зависят от изменения воздушной скорости, скорости ветра и угла ветра.