Барометрический канал измерения высоты полета ЛА. Математическая модель атмосферы. Основные источники методических погрешностей при измерении барометрической высоты.

Приборы, предназначенные для измерения высоты полета самолета над земной поверхностью, называются высотомерами.

При этом различают несколько высот.

H_абс – абсолютная высота– высота относительно уровня моря;

H_отн – относительная высота– высота полета относительно места взлета или посадки;

H_ист – истинная высота– высота над пролетаемой местностью.

Знание абсолютной высоты необходимо для:

1) организации коридоров полета;

2) оценки режимов полета самолета и двигателя, как при эксплуатации, так и при испытаниях.

Относительная высота должна быть известна при взлете и посадке, а истинная высота – во всех случаях полета.

Для измерения оценки высоты используется барометрический, радиотехнический и инерционный методы.

В настоящее время наиболее широко находит применение (как резервный) барометрический метод измерения высоты, который основан на функциональной зависимости 3-х параметров от высоты:

и позволяет определить с достаточной точностью высоты ЛА.

Они зависят от многих параметров: времени суток и года, географического положения, погоды, солнечного излучения.

 

γ изменяется от 0 до 1.

Данные зависимости устанавливают от состояния газа.

R – газовая постоянная;

Т – температура.

Установлено, что изменение температуры в атмосфере в диапазоне высот от 0 до 11 км можно выразить линейной зависимостью, которая определяется следующим образом

Т₀ – температура стандартных атмосферных условий.

τ – температурный градиент ( град/км).

При решении уравнения относительно Н при условии постоянства плотности и начального давления на поверхности земли можно получить зависимость давления от высоты.

 – формула стандартной барометрической зависимости.

При решении уравнения относительно Н поучим гипсометрическую зависимость от давления:

Существует ряд выведенных с определенным допущением формул давления от высоты с учетом зависимости температуры от высоты

Для диапазона высот от 11 до 25 км температуру окружающей среды можно вычислить условно по следующей формуле:

А давление на высоте свыше 11 км определится следующим выражением:

Решая данное выражение относительно Н получаем требуемую взаимосвязь между высотой и соответствующим давлением.

Измерение высоты полета сводится к измерению барометрического давления на соответствующей высоте полета.

Преобразование сигнала в высотомере преобразуется по следующей структурной схеме.

Давление – есть функция высоты и соответственно статическая характеристика определится зависимостью давления от высоты.

Основные источники погрешности:

1) Методические – обусловлены косвенным измерением: рельеф местности, изменение давления у поверхности земли, средний температурный столб воздуха, вариация давления по высоте.

Методические погрешности устраняют по географическим картам, а также сверкой с другими измерительными устройствами. Погрешность разности высот взлета и посадки устраняется кремальерой, введя отклонение высот по информации диспетчера.

Для оценки методической погрешности, обусловленной случайным изменением на высоте полета используется запрос предполагаемого давления в месте положения ЛА.

2) Инструментальная погрешность – неточность изготовления.

3) Температурная погрешность – устраняется путем введения температурного компенсатора.

4) Погрешность дисбаланса устраняется с помощью балансов.

Изменение влияния температуры окружающей среды, в отличие от стандартной реализуется получением информации от диспетчера, либо с теплоприемников.