Podstawowe instrumenty lotu: wysokościomierz

Wysokościomierze lotnicze informują pilotów o wysokości lotu, a zrozumienie ich działania jest niezbędne do bezpiecznego lotu. Jest to prosty i podstawowy przyrząd do lotu, ale może zostać źle zinterpretowany przez pilotów - czasami z poważnymi konsekwencjami.

Wysokościomierze wahają się od konwencjonalnych do nowszych skomputeryzowanych systemów znajdujących się w zaawansowanych technologicznie samolotach. Nowsze wysokościomierze wykorzystują nowoczesne czujniki do wykrywania wysokości. Wysokość można również dokładnie uzyskać za pomocą systemu GPS z certyfikatem lotu według wskazań przyrządów (IFR) na pokładzie.

Jak to działa

Konwencjonalne wysokościomierze lotnicze działają poprzez pomiar ciśnienia atmosferycznego na wysokości lotu samolotu i porównanie go z zadaną wartością ciśnienia. Ciśnienie powietrza zmniejsza się o około 1 calową rtęć dla każdego wzrostu wysokości 1000 stóp.

Wewnątrz urządzenia obudowa jest zestawem trzech aneroidowych płytek, które są zamknięte, ale nadal mogą się rozszerzać i kurczyć. Te aneroidowe płytki są skalibrowane do ciśnienia na poziomie morza 29,92 "rtęci wewnątrz. Zewnętrzne ciśnienie statyczne niższe niż 29,92" Hg (jak to ma miejsce przy wzroście wysokości) powoduje, że płytki powiększają się, ponieważ ciśnienie wewnątrz uszczelnionych płytek jest większe niż na na zewnątrz. Wyższe ciśnienie statyczne powoduje kompresję płytek. Gdy ciśnienie statyczne wzrasta lub maleje, połączenia mechaniczne wyzwalają igłę wysokościomierza, aby pokazać odpowiednią wysokość w stopach.

Wygląd wysokościomierzy jest różny, ale wspólny jest znany jako wysokościomierz trzypunktowy. Ten typ wysokościomierza ma tło podobne do zegara o liczbach od zera do 9 i trzech igieł na twarzy. Jedna to krótka, szeroka igła, która pokazuje wysokość w przyrostach co 10 000 stóp, jedna jest nieco dłuższą i szerszą igłą, która przedstawia wzrost w przyrostach co 1000 stóp, a najdłuższa igła pokazuje wzrost w przyrostach co 100 stóp. Starsze wysokościomierze mają tylko jedną igłę, która okrąża tarczę raz na 1000 stóp wysokości.

Większość używanych obecnie wysokościomierzy zawiera okno Kollsmana, które jest regulowanym pokrętłem, które pozwala pilotowi wprowadzić lokalne wartości ciśnienia dla jego lotu. Wprowadzenie wartości ciśnienia w oknie Kollsmana dostosowuje wysokość dla niestandardowego ciśnienia i zapewnia dokładniejszą wysokość.

Typy wysokości

• Wskazana wysokość: Wysokość pokazana na wysokościomierzu, gdy ciśnienie jest ustawione prawidłowo w oknie Kollsmana.
• Prawdziwa wysokość: Wysokość nad poziomem morza (MSL)
• Wysokość bezwzględna: Wysokość nad poziomem terenu (AGL)
• Wysokość ciśnienia: Wysokość pokazana na wysokościomierzu, gdy standardowy poziom atmosfery 29,92 "Hg jest wprowadzony w oknie Kollsmana lub wysokość powyżej standardowej płaszczyzny odniesienia. Wysokość ciśnieniowa jest często używana w obliczeniach planowania lotu.
• Wysokość gęstości: Wysokość ciśnieniowa dostosowana do niestandardowej temperatury. Gęstość jest często opisywana jako wysokość odczuwana przez samolot, ponieważ wysokość gęstości wpływa na osiągi samolotu.

Błędy wysokościomierza

• Pozycja: Położenie portów statycznych umożliwia zakłócenie przepływu powietrza podczas pewnych manewrów, faz lotu i warunków wiatru. Zakłócony przepływ powietrza nad statycznym portem może spowodować błędne odczyty na wysokościomierzu.
• Elastyczność: Z biegiem czasu ekspansja i kurczenie się aneroidowych płytek na wysokościomierzu może powodować zmęczenie metalu. Czasami nazywane histerezą, te zmiany elastyczności instrumentu mogą powodować niedokładności.
• Pilot: Piloci muszą ustalić prawidłowe ustawienie wysokościomierza i wprowadzić je poprawnie w oknie Kollsmana, aby wysokościomierz mógł poprawnie odczytać. Nieprawidłowe ustawienie wysokościomierza może spowodować błędy wysokości na setkach stóp. Różnica 1 ”Hg może spowodować odchylenie wysokości 1000 stóp.

• Gęstość: Gęstość powietrza zmienia się z jednego obszaru na drugi, zwłaszcza przy zmianach temperatury. Błędy gęstości związane z wysokościomierzami są widoczne w przypadku dłuższych lotów, ale mogą również wystąpić podczas krótkich lotów, które wiążą się ze znacznymi zmianami temperatury.
  • Pilot pozostanie na tej samej wysokości nad ziemią (jak wskazano na wysokościomierzu) tylko wtedy, gdy temperatura i ciśnienie pozostają takie same. Lot z obszaru wysokiego ciśnienia do obszaru niskiego ciśnienia bez zmiany wysokościomierza spowodowałby, że samolot byłby niższy niż oczekiwano. A ponieważ gęstość zmienia się wraz z temperaturą, latanie z gorącego obszaru do zimnego obszaru bez zmiany ustawienia wysokościomierza spowoduje również, że samolot będzie miał mniejszą rzeczywistą wysokość niż oczekiwano.
• Statyczne blokowanie portów: Zablokowanie portu statycznego spowodowałoby uwięzienie ciśnienia statycznego wewnątrz obudowy instrumentu (ale poza płytkami aneroidowymi), a wysokościomierz zamarzłby w miejscu na wysokości przedstawionej w momencie blokady. Ponieważ nie byłyby mierzone żadne zmiany ciśnienia powietrza, igły wysokościomierza nie poruszyłyby się, dopóki blokada nie zostanie naprawiona.