Меню

Электронный высотомер для измерений



Высотомер (альтиметр). Виды и работа. Применение и особенности

Высотомер, или альтиметр – это пилотажный прибор, предназначенный для определения высоты полета. Он является стационарным оборудованием любого летательного аппарата, а также используется альпинистами.

Назначение высотомера

Альтиметр является важным навигационным прибором. Его наличие позволяет пилоту правильно заходить на посадку. Не имея информацию о высоте сложно рассчитать угол и опуститься на посадочную полосу, чтобы избежать с ней столкновения. Внедрение высокоточных альтиметров в авиацию значительно снизило долю крушений при посадке. Также высотомеры позволяют поддерживать оптимальную высоту, на которой во время полета создается минимальное воздушное сопротивление, что позволяет экономить топливо.

Знать высоту необходимо и при сбросе парашютистов, поскольку если подняться слишком низко, парашют не успеет в достаточной мере затормозить снижение парашютиста. Когда же самолет поднимается чрезмерно высокого, то разреженный воздух за бортом может вызвать у человека потерю сознания.

Данные о высоте необходимы и для воздушных шаров, дельтапланов, парапланов и прочих аппаратов. Не зная высоту можно подняться выше положенного уровня, где сложно дышать, присутствует сильный ветер или двигаются перелетные птицы.

Типы альтиметров по устройству и принципу работы
Существует несколько типов высотомеров:
  • Барометрические.
  • Радиоволновые.
  • GPS.
  • Гамма-лучевые.

Во время полета получение данных о фактической высоте очень важно для безопасности движения. Именно поэтому на борту самолетов и вертолетов зачастую устанавливается сразу несколько типов высотомеров, работающих по разным принципам. Это дает возможность получать более точные данные, и при необходимости пользоваться тем устройством, которое в определенный момент работает с минимальной погрешностью. В каждом из перечисленных типов альтиметров имеются слабые стороны, когда их точность поддается сомнению. К примеру, одни высотомеры работают плохо над горной местностью, а другие ошибаются с высотой при полете на значительном отдалении от земли.

Барометрический высотомер

Это механическое устройство, работающее по принципу барометра. Оно высчитывает высоту по давлению атмосферы. Применяемый принцип измерения обоснован изменением атмосферного давления в зависимости от высоты. Чем выше над землей, тем оно ниже.

По факту прибор измеряет только непосредственное давление на высоте полета, а уже его механизм переводит данный показатель в приблизительные метры над землей. Чувствительной частью устройства является герметично запаянная коробка с мембраной. В зависимости от давления, мембрана меняет свое положение, тем самым передает механическое воздействие на привязанный к ней механизм. Тот в зависимости от создаваемого давления, отодвигает стрелку указателя высоты в ту или иную сторону на шкале.

Такие приборы подходят для установки на легких самолетах и вертолетах, летающих низко над землей. Шкала высотомера обычно разделена на 10 пронумерованных секторов. Каждый из них равен высоте в 1 км, а его деление соответстветствует 100 или 200 м. Редко можно встретить барометрический высотомер на 20 км.

На фоне надежности и простоты такого устройства все же нужно выделить и его недостатки:
  • Необходимость ручной регулировки давления перед каждым вылетом.
  • Приблизительная точность.

Чтобы высотомер работал хотя бы приблизительно точно, необходимо настроить на его шкале текущее атмосферное давление на земле. Информация об этом сообщается наземными службами. Обычно пилотам предоставляются показания давления в аэропорту или аэродроме где будет осуществляться посадка. По мере перелета прибор может подстраиваться более точно, если диспетчер сообщит об изменениях давление на точке.

Также выпускаются небольшие ручные альтиметры, работающие по принципу барометра. Они предназначены для определения высоты парашютистов. Персональные устройства обычно носят на руке вместо часов.

Радио-альтиметр

Работает по принципу схожему с радаром. Он отправляет в сторону земли радиосигналы, те отражаются и возвращаются в сторону борта самолета. Устройство их улавливает и анализирует время, которое потребовалось сигналу, чтобы дойти до земли и возвратиться. Имея информацию о скорости волны и времени, затраченного на движение в две стороны, можно определить фактическую высоту воздушного судна.

Радио-высотомер позволяет определить реальную высоту полета, а не относительную. Это более сложный прибор, не требующий особого внимания от пилота. Он работает полностью автоматически и не нуждается в настройке.

Недостатками такой конструкции можно назвать только несколько моментов:
  • Сложное строение, что снижает надежность аппарата.
  • Потеря точности при полете на больших высотах, в связи с затуханием волн.
  • Практическая бесполезность в горной местности.
  • Вредность отправляемых коротковолновых импульсов.

Генерируемый радио-высотомером сигнал вредит биосфере, поскольку его коротковолновый импульс очень мощный. Такие устройства производят для полетов на высоте до 30 км. К сожалению, даже самые мощные из них при движении над горной местностью получают искаженный сигнал, поскольку он отражается от поверхностей находящихся под углом. Наибольшая точность возможна только при полете над равниной.

GPS альтиметры

Являются самыми распространенными в современной авиации. Они работают по схожему принципу с радиотехническими, но отправляют сигналы не на землю, а на спутники. Те в свою очередь постоянно двигаются на заданной орбите, поэтому являются относительно стабильными. Получая отклик сигнала, GPS альтиметр путем математических вычислений определяет свои координаты и высоту. Чтобы рассчитать координаты высотомер должен связаться с двумя спутниками, а для измерения высоты с тремя.

GPS устройства имеют всего лишь пару недостатков:
  • Снижение точности при работе на скоростных истребителях.
  • Платное использование ресурса спутников.

Фактическая погрешность GPS альтиметров для гражданской авиации составляет до 10 м. При этом имеются устройства более высокого класса, работающие со спутниками по каналам L1. Отклонение у таких приборов всего пара сантиметров. Несмотря на совершенность технологии определения высоты по спутникам, подобное оборудование требует времени для получения сигнала. Тот двигается между передатчиком и приемником около секунды. Если летательный аппарат движется с малой скоростью, то такая задержка создает незначительную погрешность, но на истребителях гражданские высотомеры работают очень неточно.

Гамма-лучевой высотомер

Отправляет на поверхность радиоактивный изотоп, который отбивается и возвращается обратно. Фактически применяется похожий принцип, что и на радиотехническом альтиметре. Такое устройство может работать только на небольших высотах в несколько десятков метров. Отправляемые альтиметром изотопы практически не реагируют на различные преграды в виде пыли или газовых уплотнений, поэтому возвращаются без помех. Эти устройства совершенно непригодны для гражданской авиации. Они используются на космических кораблях в условиях вакуума.

Недостаток гамма-лучевых высотомеров очевиден:
  • Высокая стоимость.
  • Малый диапазон измерение высоты.
  • Радиоактивность.
Парашютные и туристические высотомеры

Надобность в альтиметре может возникнуть не только на борту самолета, но и в других случаях. Высотомеры необходимы для полетов на дельтаплане, воздушном шаре, параплане. Обычно такие альтиметры является частью многофункциональных устройств, которые помимо высоты также определяют вертикальную скорость движения, температуру, давление и т.д.

Однозадачные альтиметры, не обладающие другими функции, работают по барометрическому принципу. Зачастую гражданские версии такого устройства для парашютистов представляют собой подобие обыкновенных наручных часов. Они почти ничего не весят, и дают возможность определять высоту в полете даже до раскрытия парашюта.

Также необходимость в знании высоты может возникать во время горных подъемов. Специально для этого были разработаны туристические высотомеры, созданные для альпинистов. Подобные устройства производят в более широком изобилии, чем парашютные.

Их делают с разным форм-фактором под:

Самым распространенным является туристический высотомер в виде наручных часов. Часто это многофункциональный прибор, показывающий еще и время, давление, направление на север. Устройства в форме компаса или шайбы зачастую позволяют определять только высоту.

Туристические высотомеры, как и парашютные, обычно делаются противоударными. Они продолжают нормально работать в широком диапазоне температур. Их механизм защищен от промокания. При выборе туристического высотомера необходимо отталкиваться от того, на какую высоту планируется подниматься в горах. Большинство устройств имеют шкалу только на 2,5 км. Если потребуется поднять дальше, то стоит остановиться на альтиметре на 4 км.

Читайте также:  Как измерить вылет колесных дисков

Наиболее экзотическим альтиметром можно назвать туристический швейцарский нож, с встроенным высотомером, термометром, таймером и будильником. Это весьма полезное устройство, поскольку позволяет отказаться от множества тяжелого оборудования, что важно в походе.

Источник

Что такое альтиметр в смарт часах

С создания человеком самых первых часов прошло множество лет. Сегодня же, кроме своей главной функции, они выполняют роль полноценного глубиномера, барометра и компаса, хронографа. Ученые сравнительно недавно совместили часы с альтиметром, который применяется для точного определения нахождения устройства на высоте над уровнем моря.

Установленный в умные часы, альтиметр измеряет давление атмосферы. Чем оно ниже, тем устройство находится выше, соответственно, вместе с ним и пользователь. Таким образом, альтиметр — это, прежде всего, прибор для измерения давления атмосферы.

Ученые сумели разработать особое устройство, которое может выводить на экран умных часов полезную информацию с альтиметра. Такие часы указывают на общую высоту в метрах. Высотомер и принцип его действия — отличные помощники для всех любителей спорта разных типов. А для всех, кто любит прыжки с парашютом есть высотомер парашютный — специальный альтиметр в умных часах.

В моделях сегодня применяются наиболее качественные технологии, позволяющие полностью обезопасить жизнь пользователей.

Подобные устройства, в основном, оборудованы корпусом из металла, который не пропускает влагу. За счет этого пользоваться часами можно фактически в любую погоду. А стекло из сапфира делает такие часы устойчивыми к любым ударам и царапинам.

Во многих умных часах с альтиметром есть сигнал при достижении ранее указанной высоты. Отдельные модели могут сохранять в памяти данные обо всех выполненных снижениях и восхождениях. Эта важная информация, предоставленная прибором с высотомером, будет в особенности актуальной для всех, кто любит горнолыжные курорты.

Часы с опцией современного альтиметра, кроме выше перечисленных функций, очень часто дают пользователю возможность оценить вертикальную скорость его передвижения. Важно понимать, что некоторые модели предоставлять могут совершенно неверную информацию. Это обусловлено зависимостью работы высотомера от целого ряда факторов. В связи с этим, такие умные часы также оснащены так называемой температурной компенсацией.

Функция измерения высоты, безусловно, важна как для профессиональных пилотов и альпинистов, так и для всех любителей бега и езды на велосипеде.

Что такое барометрический высотомер

Барометрический альтиметр – специальное устройство, которое измеряет давление атмосферы для определения относительных и абсолютных высот.

Барометрический высотомер, как правило, определяет совсем не высоту, а атмосферное давление в текущий момент времени.
Чтобы понять как работает современный альтиметр, необходимо прочитать следующий абзац.

Высота определяется по принципу того, что с повышением показателя высоты, давление атмосферы всегда пропорционально сокращается. По сравнению со спутниковым альтиметром, главное преимущество барометрического устройства в том, что его работа вообще не зависит от сигнала спутника.

Кроме того, спутниковые альтиметры для определения нулевой отметки применяют условную модель земли. А это может давать сильную погрешность в показаниях на разнообразных локальных участках местности. Барометрический высотомер этого недостатка лишен. Поэтому принцип общей работы такого высотомера намного лучше.

Как пользоваться альтиметром (высотомером) в умных часах

Пользоваться функцией весьма легко. Достаточно просто правильно настроить датчик, то есть откалибровать его. Для этого необходимо использовать текущие данные.

После того, как датчик будет полностью настроен, можно будет в любой момент наблюдать за тем, как меняется высота вашего текущего местоположения. Достаточно будет просто взглянуть на дисплей умных часов.

Лучшие умные часы с альтиметром

Далее представляем вам список лучших в этом году моделей смарт часов со встроенным альтиметром.

Casio Pro Trek Smart WSD-F20

Знаменитый производитель вначале пожелал полностью отказаться от применения GPS. Однако ранее в 2019 году корпорация выступила с очень современной моделью Casio Smart Outdoor WSD-F10 на базе Android Wear.

Отныне пользователь с легкостью может следить за собственными передвижениями везде. В его распоряжении — целый ряд важных датчиков, включая компас, акселерометр. Кроме того, в этих умных часах есть встроенный альтиметр, который выдает достаточно точные показания. Это может быть очень полезным для занятий различными видами спорта.

Suunto Traverse

Второе место занимает высотомер для ОС Андроид от компании Suunto. Эта фирма не является новичком в производстве смарт часов для активного отдыха. Как следует из названия, Traverse изготовлены специально для решения туристических задач.

Ознакомиться с новыми тропами можно будет с помощью встроенных в устройство топографических карт. Умные часы фиксируют насколько долго будет светить солнце. Таким образом, пользователь будет обязательно уведомлен, когда рекомендуется готовиться к ночевке, либо возвращаться в цивилизацию. Если вы все-таки не успеете вернуться днем, то в часах есть режим яркого фонарика.

Данная модель, как и прочие устройства из данного перечня, тоже имеет в наличии GPS и ГЛОНАСС. Эти технологии уточняют местоположение и высоту пользователя.

Garmin Fenix 5X

Линейка устройств Fenix 5 от компании Garmin — это множество различных полезных функций. Причем их количество напрямую зависит от того, насколько крупное устройство вы согласны носить на собственном запястье.

Наиболее оптимальная среди всех модель — это Fenix 5X. В ней есть все, что и в Fenix 5, но по топографическим опциям ей просто нет равных. Эти умные часы достаточно большие по своим размерам. Устройство оборудовано качественной картой. Также нельзя не отметить Мультиспортивный режим и Функции трассы.

Здесь, безусловно, есть альтиметр, а также полноценная поддержка технологий ГЛОНАСС и GPS/GPX. Эти функции были и на предшественнике модели, но те, кто любят самые актуальные гаджеты, от этого гаджета будут просто без ума.

Garmin Epix

Данные часы с современным высотомером обладают формой квадрата и качественным цветным дисплеем на 1,4 дюймов. За счет этого на дисплее можно легко рассмотреть необходимый маршрут. На устройство загружать можно разнообразные карты местности.

Это часы для путешественников, они укомплектованы особым компасом, который предельно верно определяет текущее местоположение пользователя. Для обычного использования на каждый день это устройство не станет лучшим решением, однако для походов и различного спорта — это отличный вариант.

Также данный высотомер используется для точного измерения высоты дерева. Поэтому пользуется дополнительной популярностью.

Где можно купить

В настоящее время высотомер купить можно в любом специализированном магазине, либо во многочисленных интернет-магазинах умных часов. Отечественных и зарубежных. Огромный ассортимент обязательно вас порадует.

Источник

Радиолокационный высотомер — Radar altimeter

Радиолокационный высотомер ( RA ), радиовысотомера ( RAlt ), электронный высотомер , или отражение высотомер измеряет высоту над местностью в настоящее время под с самолета или космического аппарата по времени , сколько времени требуется пучок радиоволн , чтобы поехать на землю, отражают и возвращение к ремеслу. Этот тип высотомера обеспечивает расстояние между антенной и землей непосредственно под ней, в отличие от барометрического высотомера, который показывает расстояние выше определенной вертикальной точки отсчета , обычно среднего уровня моря . При использовании на самолетах он может быть известен как радиовысотомер малого радиуса действия ( LRRA ).

Читайте также:  Чем измерить температуру расплавленного металла

СОДЕРЖАНИЕ

Определение МСЭ

С юридической точки зрения, радиовысотомер — в соответствии со статьей 1.108 из Международного союза электросвязи (МСЭ) Регламент радиосвязи МСЭ (РР) — определяется как « радионавигационное оборудование, на борте самолета или космический корабль, используемый для определения высоты самолет или космический корабль над поверхностью Земли или другой поверхностью ». Радионавигационное оборудование классифицируется той службой радиосвязи, в которой оно работает постоянно или временно. Использование радиовысотомера классифицируется как так называемая служба безопасности жизни , оно должно быть защищено от помех и является важной частью навигации .

Принцип

Как следует из названия, радар ( ра Dio д etection й г anging) является принципом фундамента системы. Система передает радиоволны на землю и измеряет время, необходимое для их отражения обратно в самолет. Высота над землей рассчитывается на основе времени распространения радиоволн и скорости света . Радиолокационным высотомерам требовалась простая система для измерения времени пролета, которую можно было отображать с помощью обычных инструментов, в отличие от электронно-лучевой трубки, обычно используемой в ранних радиолокационных системах.

Для этого передатчик отправляет частотно-модулированный сигнал, частота которого изменяется во времени, повышаясь и понижаясь между двумя частотными пределами, F min и F max в течение заданного времени, T. В первых модулях это было достигнуто с помощью LC. бак с подстроечным конденсатором, приводимым в движение небольшим электродвигателем. Затем выходной сигнал смешивается с несущим радиочастотным сигналом и отправляется на передающую антенну.

Поскольку сигналу требуется некоторое время, чтобы достичь земли и вернуться, частота принятого сигнала немного задерживается по сравнению с сигналом, отправляемым в этот момент. Разницу в этих двух частотах можно извлечь в смесителе частот , и поскольку разница в двух сигналах возникает из-за задержки, достигающей земли и обратно, результирующая выходная частота кодирует высоту. Выходные данные обычно составляют порядка сотен циклов в секунду, а не мегациклов, и могут легко отображаться на аналоговых приборах. Этот метод известен как радиолокатор непрерывного действия с частотной модуляцией .

Радиолокационные высотомеры обычно работают в диапазоне Е , К группы , или, для более продвинутых измерения уровня моря, S группы . Радиолокационные высотомеры также обеспечивают надежный и точный метод измерения высоты над водой при полетах по протяженным морским путям. Они критически важны для использования при работе на нефтяных вышках и обратно.

Высота, указанная устройством, не соответствует высоте, указанной стандартным барометрическим высотомером. Радарный высотомер измеряет абсолютную высоту — высоту над уровнем земли (AGL). Абсолютную высоту иногда называют высотой, потому что это высота над подстилающей поверхностью.

С 2010 года все коммерческие радиолокационные высотомеры используют линейную частотную модуляцию — непрерывную волну (LFM-CW или FM-CW). По состоянию на 2010 год около 25 000 самолетов в США имели хотя бы один радиовысотомер.

История

Оригинальная концепция

Основная концепция радиолокационного высотомера была разработана независимо от более широкого радиолокационного поля и берет свое начало в исследованиях междугородной телефонии в Bell Labs . В 1910-х годах Bell Telephone боролась с отражением сигналов, вызванным изменениями импеданса в телефонных линиях, обычно в тех местах, где оборудование подключалось к проводам. Это было особенно важно на ретрансляционных станциях, где плохо согласованные импедансы отражали большие объемы сигнала и затрудняли междугородную телефонную связь.

Инженеры заметили, что отражения выглядят «неровными»; для любой заданной частоты сигнала проблема была бы существенной, только если бы устройства были расположены в определенных точках на линии. Это привело к идее посылки тестового сигнала в линию и последующего изменения его частоты до появления значительных эхо-сигналов, а затем определения расстояния до этого устройства, чтобы его можно было идентифицировать и зафиксировать.

Ллойд Эспеншид работал в Bell Labs, когда ему пришла в голову идея использовать это явление как способ измерения расстояний в проводах в более общем виде. Одной из первых его разработок в этой области был патент 1919 года (выданный в 1924 году) на идею отправки сигнала на железнодорожные пути и измерения расстояния до разрывов. Их можно было использовать для поиска сломанных путей или, если расстояние изменялось быстрее, чем скорость поезда, других поездов на той же линии.

Измерения ионосферы Эпплтона

В тот же период в физике велась большая дискуссия о природе распространения радиоволн. Успешные трансатлантические передачи Гульельмо Маркони казались невозможными; исследования радиосигналов показали, что они перемещаются по прямым линиям, по крайней мере, на большие расстояния, поэтому радиопередача из Корнуолла должна была исчезнуть в космосе, а не приниматься в Ньюфаундленде . В 1902 году Оливер Хевисайд в Великобритании и Артур Кеннелли в США независимо друг от друга постулировали существование ионизированного слоя в верхних слоях атмосферы, который отбрасывал сигнал обратно на землю, чтобы его можно было принять. Это стало известно как слой Хевисайда .

Хотя идея была привлекательной, прямых доказательств не хватало. В 1924 году Эдвард Эпплтон и Майлз Барнетт смогли продемонстрировать существование такого слоя в серии экспериментов, проведенных в сотрудничестве с BBC . После того, как запланированные передачи закончились в течение дня, передатчик BBC в Борнмуте послал сигнал, частота которого постепенно увеличивалась. Это было снято приемником Эпплтона в Оксфорде , где появились два сигнала. Один был прямым сигналом от станции, земной волной, а другой был получен позже, после того, как он переместился в слой Хевисайда и обратно, небесная волна.

Уловка заключалась в том, как точно измерить расстояние, пройденное небесной волной, чтобы продемонстрировать, что она действительно находится в небе. Это было целью изменения частоты. Поскольку наземный сигнал прошел меньшее расстояние, он был более свежим и, следовательно, ближе к частоте, передаваемой в тот момент. Небесная волна, которой приходилось преодолевать большее расстояние, была задержана и, таким образом, имела ту же частоту, что и некоторое время назад. Путем смешивания этих двух сигналов в частотном смесителе создается третий сигнал, имеющий собственную уникальную частоту, которая кодирует разницу между двумя входами. Поскольку в этом случае разница связана с более длинным путем, результирующая частота напрямую показывает длину пути. Хотя технически это сложнее, в конечном итоге это был тот же самый базовый метод, который использовал Bell для измерения расстояния до отражателей в проводе.

Эверит и Ньюхаус

В 1929 году Уильям Литтел Эверитт , профессор Университета штата Огайо , начал рассматривать использование базовой техники Эпплтона в качестве основы для системы высотомера. Он поручил эту работу двум пожилым людям, Расселу Конвеллу Ньюхаусу и М.В. Гавелу. Их экспериментальная система была больше похожа на более раннюю работу в Bell, в которой использовались изменения частоты для измерения расстояния до конца проводов. Эти двое использовали его как основу для совместной кандидатской диссертации в 1929 году.

Эверитт раскрыл эту концепцию в Патентном ведомстве США , но в то время не подал заявку на патент. Затем он обратился в Фонд содействия развитию аэронавтики Фонда Гуггенхайма Даниэля Гуггенхайма за финансированием развития. Джимми Дулитл Джеймс Дулитл , секретарь Фонда, обратился к Ванневару Бушу из Bell Labs, чтобы вынести решение. Буш скептически относился к возможности разработки системы в то время, но, тем не менее, предложил Фонду финансировать разработку работающей модели. Это позволило Ньюхаусу в партнерстве с Дж. Д. Корли построить экспериментальную машину, которая легла в основу его магистерской диссертации 1930 года.

Читайте также:  Способ измерения активной мощности

Устройство было доставлено на Райт-Филд, где оно было испытано известным экспертом в области авианавигации Альбертом Фрэнсисом Хелгенбергером . Хегенбергер обнаружил, что система работает так, как рекламируется, но заявил, что она должна работать на более высоких частотах, чтобы быть практичной.

Эспеншид и Ньюхаус

Эспеншид также рассматривал возможность использования идеи Эпплтона для измерения высоты. В 1926 году он предложил идею как способа измерения высоты, так и перспективной системы предотвращения столкновений на местности и обнаружения столкновений. Однако в то время частота доступных радиосистем, даже так называемых коротковолновых, была рассчитана в пятьдесят раз ниже, чем то, что было бы необходимо для практической системы.

В конце концов Эспеншид подал патент на эту идею в 1930 году. К этому времени Ньюхаус покинул штат Огайо и устроился на работу в Bell Labs. Здесь он познакомился с Питером Сандретто , которого тоже интересовали темы радионавигации. Сандретто покинул Bell в 1932 году, чтобы стать суперинтендантом по связи в United Air Lines (UAL), где он руководил разработкой коммерческих радиосистем.

Патент Эспеншида не был выдан до 1936 года, и его публикация вызвала большой интерес. Примерно в то же время Bell Labs работала над новыми конструкциями ламп, которые могли выдавать от 5 до 10 Вт на частоте до 500 МГц, что идеально подходило для этой роли. Это побудило Сандретто связаться с Bell по поводу этой идеи, и в 1937 году между Bell Labs и UAL было сформировано партнерство с целью создания практической версии. Команда под руководством Ньюхауса провела испытания рабочей модели в начале 1938 года, а Western Electric (производственное подразделение Bell) уже готовилась к выпуску серийной модели. Ньюхаус также подал несколько патентов на усовершенствования техники, основанные на этой работе.

Коммерческое введение

Система была публично анонсирована 8 и 9 октября 1938 года. Во время Второй мировой войны массовое производство было взято на себя RCA , которая производила их под названиями ABY-1 и RC-24. В послевоенную эпоху многие компании занялись производством, и он стал стандартным прибором на многих самолетах, поскольку слепая посадка стала обычным явлением.

В следующем году Эспеншид и Ньюхаус совместно опубликовали документ с описанием системы. В документе исследуются источники ошибок и делается вывод о том, что наихудший встроенный сценарий был порядка 9%, но при полете над пересеченной местностью, например, над застроенными территориями городов, этот показатель может достигать 10%.

Во время первых полетов системы было замечено, что характер отраженных сигналов, видимый на осциллографе, отличался для разных типов местности под самолетом. Это открыло возможность всевозможных других применений той же технологии, включая наземное сканирование и навигацию. Однако в то время Белл не мог исследовать эти концепции.

Использовать как радар общего назначения

С конца 1800-х годов было известно, что металл и вода являются отличными отражателями радиосигналов, и с тех пор было предпринято несколько попыток построить детекторы кораблей, поездов и айсбергов. Большинство из них имело существенные практические ограничения, особенно использование низкочастотных сигналов, которые требовали больших антенн для обеспечения приемлемой производительности. Устройство Bell, работающее на базовой частоте 450 МГц, было одной из самых высокочастотных систем своего времени.

В Канаде Национальный исследовательский совет начал работу над бортовой радиолокационной системой, взяв за основу высотомер. Это стало большим сюрпризом для британских исследователей, когда они приехали сюда в октябре 1940 года в рамках миссии Тизард , поскольку в то время британцы считали, что они единственные, кто работал над этой концепцией. Однако от канадской конструкции в конечном итоге отказались в пользу создания полностью разработанной британской конструкции ASV Mark II , которая работала на гораздо более высоких уровнях мощности.

Во Франции исследователи французского подразделения IT&T проводили аналогичные эксперименты, когда немецкое вторжение приблизилось к лабораториям в Париже. Лаборатории были намеренно разрушены, чтобы не допустить попадания исследования в руки немцев, но немецкие команды обнаружили антенны в развалинах и потребовали объяснений. Директор по исследованиям IT&T отразил подозрения, показав им устройство на обложке журнала и предупредив, что они не знают новейшие технологии навигации.

Приложения для гражданской авиации

Радиолокационные высотомеры часто используются коммерческими самолетами для захода на посадку и посадки, особенно в условиях плохой видимости (см. Правила полетов по приборам ) и автоматической посадки , позволяя автопилоту знать, когда начинать маневр с осветительной ракетой . Радиолокационные высотомеры передают данные на автомат тяги, который является частью бортового компьютера .

Радиолокационные высотомеры обычно дают показания только на высоте до 2500 футов (760 м) над уровнем земли (AGL). Часто метеорологический радар может быть направлен вниз, чтобы давать показания с большего расстояния, до 60 000 футов (18 000 м) над уровнем земли (AGL). По состоянию на 2012 год все авиалайнеры оснащены как минимум двумя, а возможно, и более радиолокационными высотомерами, поскольку они необходимы для возможности автопосадки. (С 2012 года определение высоты другими методами, такими как GPS , не разрешено правилами.) Старые авиалайнеры 1960-х годов (например, British Aircraft Corporation BAC 1-11 ) и меньшие авиалайнеры в классе пассажиров до 50 (например, ATR 42 и BAe Jetstream серии) оборудованы с ними.

Радарные высотомеры являются неотъемлемой частью систем предупреждения о приближении к земле (GPWS), предупреждая пилота, если самолет летит слишком низко или слишком быстро снижается. Однако радиолокационные высотомеры не могут видеть местность непосредственно перед самолетом, а только то, что находится под ним; такая функциональность требует либо знания местоположения и местности в этом месте, либо наличия переднего радара местности. Антенны радиовысотомеров имеют довольно большой главный лепесток около 80 °, так что при углах крена до 40 ° радар определяет расстояние от самолета до земли (особенно до ближайшего большого отражающего объекта). Это связано с тем, что диапазон вычисляется на основе первого сигнала, возвращаемого за каждый период выборки. Он не обнаруживает наклонную дальность до более чем 40 ° крена или тангажа. Это не проблема для приземления, поскольку тангаж и крен обычно не превышают 20 °.

Применение в военной авиации

Радиолокационные высотомеры также используются в военных самолетах, чтобы летать довольно низко над сушей и морем, чтобы избежать обнаружения и наведения радаров зенитными орудиями или ракетами земля-воздух . Связанное с этим использование технологии радарного высотомера — это радар слежения за рельефом местности , который позволяет истребителям-бомбардировщикам летать на очень малых высотах.

В F-111s о ВВС Австралии и ВВС США имеют перспективный, рельеф местности следования радиолокационной системы (СКР) , подключенный через цифровой компьютер с их автопилоты. Под носовым обтекателем находятся две отдельные антенны TFR, каждая из которых передает индивидуальную информацию в двухканальную систему TFR. На случай отказа этой системы у F-111 есть резервная система радиолокационного высотомера, также подключенная к автопилоту . Затем, если F-111 по какой-либо причине опустится ниже заданной минимальной высоты (например, 15 метров), его автопилоту будет дана команда перевести F-111 в режим 2G (крутой подъем носом вверх ). чтобы не врезаться в землю или воду. Даже в бою опасность столкновения намного больше, чем опасность быть обнаруженным противником. Подобные системы используются на самолетах F / A-18 Super Hornet, эксплуатируемых Австралией и США.

Источник