Чем можно измерить продолжительность полета

Приборы для измерения высоты и скорости полета

При полете летательного аппарата над поверхностью земли различают следующие высоты полета (рис. 160):

абсолютная высота — высота полета над уровнем моря;

относительная высота — высота относительно какого-либо оп­ределенного места на земле (например, места взлета, посадки и т. п.);

истинная высота — высота над пролетаемой местностью.

Для измерения высоты полета используется ряд методов, из которых наибольшее практическое применение получил баромет­рический, радиотехнический и акустический.

Акустический метод основан на измерении времени между по­сылкой с самолета кратковременного звукового импульса и воз­вращением отраженного от Земли сигнала (эхо). Поскольку ско­рость распространения звука в воздухе — величина постоянная, то измеренное время будет пропорционально высоте.

Радиотехнический метод, также как и акустический, основан на измерении времени прохождения радиоимпульса с самолета до земли и обратно. Оба эти ме­тода позволяют определять истинную высоту полета.

Приборы, работающие на барометрическом принципе действия, до настоящего вре­мени являются основными и называются барометрическими высотомерами. Принцип дей­ствия барометрического высо­томера основан на измерении рис. 160. Относительная, истинная и аб — атмосферного давления, кото — солютная высота полета

рое однозначно связано с высотой. Барометрический высото­мер дает возможность измерять только относительную высоту полета.

Зависимость давления от высоты определена стандартной ат­мосферой (СА), которая является условным законом изменения величин, характеризующих физическое состояние атмосферы с высотой, отсчитываемой относительно уровня моря. Стан­дартная атмосфера характеризуется следующими величинами: статическим давлением воздуха рст (мм рт. ст., кГ/м2 или мм зод. ст.);

абсолютной температурой Т (град. абс. нуля);

весовой плотностью или удельным весом воздуха у кГ/м3 или

массовой плотностью воздуха

-Ї — к Г — сек2/м’,

где§=9,81 м/сек2 — ускорение свободного падения; газовой постоянной R—29,27м/°С;

температурным градиентом высоты а (для широт СССР а=6,5°С на каждые 1 000 м или 0,0065°С/л/).

Зависимость перечисленных параметров СА от высоты графи­чески представлена па рис. 161.

Изменение атмосферного дав­ления в барометрическом высо­томере измеряется с помощью анероидной коробки. Ее дефор­мации, происходящие при изме­нении высоты полета, механи­ческим способом передаются на стрелку прибора, — так упро­щенно можно объяснить работу барометрического высотомера.

Рассмотрим изображенную на рис. 162 схему двухстрелочного высотомера, например, типа ВД-12, ВД-15, БД-17 и В Д-20 (цифрой 12, 15, 17, 20 обозна­чается диапазон измерения).

По СА для СССР на уровне моря принято: статическое давление р0—760 мм рт. ст.= 10332,28 кГ/м3; абсолютная температура 7’0=273о+15°=288°; весовая плотность воздуха (соответствующая р0=760 мм рт. ст. я 7’о = 288°) уо= 1,2255 кГ/м3 массовая плотность воздуха

В качестве чувствительного эле­мента (ПЧ) высотомера применяет­ся анероидная коробка 10 или блок таких коробок. Она состоит из двух гофрированных упругих мембран, спаянных друг с другом по внеш­ней окружности. Остаточное дав­ление воздуха (после откачки) в полости анерондной коробки не превышает 0,15 мм рт. ст.

При увеличении высоты полета атмосферное давление умень­шается н анероидная коробка под действием упругих сил расши­ряется. При этом через тягу 9 и ось 8 перемещение подвижного цен­тра анерондной коробки передается сектору 7. С помощью зубча­того зацепления сектор 7 поворачивает большую стрелку 4 прибо­ра, а через редуктор 6 — маленькую стрелку 5.

При подъеме на каждые 1 000 м высоты большая стрелка 4 де­лает один оборот. Внешняя шкала 3 прибора отградуирована в со­тнях и десятках метров. При подъеме на 20 км, например, стрел­ка высотомера ВД-20 делает 20 оборотов. Малая стрелка враща­ется в 20 раз медленнее и служит для отсчета количества кило­метров высоты по внутренней шкале 2 прибора.

Высотомеры обладают методической погрешностью в связи с тем, что атмосферное давление (а, следовательно, и показания высотомера) меняется во времени. Для устранения этой погреш­ности с помощью кремальеры / стрелки прибора перед полетом

лстанавливаются на нуль. При этом поворачивается шкала 9 ба­рометрического давления и в вырезе 14 внешней шкалы, против нижнего индекса, устанавливается значение барометрического да­вления в данный момент. Если в полете по шкале 13 установить величину давления места посадки, то показания высотомера будут действительны относительно этого места посадки. Показанное на рис. 162 (нижнем) положение стрелок при р = 760 мм рт. ст. со­ответствует высоте над уровнем моря 95 м.

При вращении ручки кремальеры 1 стрелки и шкала давле­ния двигаются одновременно. Но если отвернуть гайку у основа­ния ручки и вытянуть ручки на себя, то при вращении ручки бу­дет вращаться только шкала давления. Эта операция необходима для первоначальной установки соответствия показаний стрелок и барометрической шкалы.

Методические погрешности высотомеров вызываются также из­менениями температуры окружающего воздуха.

Конструктивные погрешности высотомеров возникают в резуль­тате воздействия изменений температуры, сил трения, гистерезиса мембран, неуравновешенности подвижных частей, неточности гра­дуировки шкалы указателя и т. д. Уменьшение влияния этих фак­торов на точность показаний приборов достигается соответствую­щей технологией изготовления деталей прибора.

Для уменьшения влияния изменения температуры окружающей среды в высотомерах применяют специальные устройства темпе­ратурной компенсации.

При скоростях полета, близких к скорости звука и превышаю­щих ее, появляется дополнительная погрешность из-за возникнове­ния скачков уплотнения воздуха перед входами приемника стати­ческого давления. Данная погрешность может быть уменьшена пу­тем правильного выбора места установки приемника статическо­го давления.

Индексы 11 и 12, связанные со шкалой давления, указывают Еысоту места взлета самолета относительно уровня, на котором давление равно 760 мм рт. ст., если стрелки прибора перед взле­том самолета установить на нуль.

У некоторых высотомеров (на­пример, у ВДИ-30) имеется до­полнительный индекс команд, который по сигналу с Земли или с другого самолета уста­навливается на отметке шкалы прибора, на которую обращает­ся внимание экипажа. Блок-схе­ма системы управления индексом изображена на рис. 163.

Сигнал, пропорциональный за­даваемой высоте, принимается приемником (П), усиливается усилителем У1 и сравнивается с
напряжением потенциометра обратной связи (ПОС). Напряжение с выхода сравнивающего устройства усиливается усилителем У 2 и поступает на электродвигатель ДИД-0,5, который перемещает индекс И указателя и щетку потенциометра обратной связи в сто­рону уменьшения рассогласования.

На самолетах и вертолетах, кроме высотомеров, находят при­менение сигнализаторы высоты, датчики высоты полета повышен­ной точности или просто датчики высоты полета. Все они исполь­зуют барометрический принцип измерения высоты полета.

Сигнализатор высоты имеет пару электрических контактов, один из которых закреплен на подвижном центре анероидной ко­робки, а другой — на корпусе прибора. При достижении расчетной высоты контакты замыкают или размыкают электрическую цепь.

Датчики повышенной точности измерения высоты полета ис­пользуются, например, в качестве датчиков высоты в автопилотах и других автоматических системах управления. Схема одного из таких датчиков приведена на рис. 164. Чувствительным элементом высоты служит блок анероидных коробок. Перемещение центра этого блока через рычажно-зубчатую передачу вызывает угло­вое перемещение обмотки W2 индукционного датчика.

К обмоткам W1′ и W1″ датчика подведено переменное напря­жение. При перпендикулярном расположении оси обмотки W2 к оси обмоток W1′ и W1″ на выходе обмотки W2 напряжение от­сутствует. В других случаях в обмотке W2 индуктируется э. д. с. сигнала, фаза и величина которой определяются знаком и величи­ной отклонения высоты. После усиления в усилителе У сигнал по­дается на управляющие обмотки WyI и Wy2 двигателя ДИД-0,5, который через редуктор Р1 поворачивает магнитопровод с обмот­ками W1’ и W1″ в направлении уменьшения напряжения сигна­ла, а через редуктор Р2 и электромагнитную муфту ЭММ — щетку

Рис. 164. Схема датчика высоты повышенной точности

потенциометра Я. Напряжение на выходе потенциометра пропор­ционально высоте полета.

Введение муфты ЭММ позволяет получать на выходе потен­циометра Я напряжение, пропорциональное отклонению от задан­ной высоты полета. Для этой цели при выключенной муфте ЭММ щетка потенциометра Я с помощью центрирующих пружин уста­навливается в средней части потенциометра Я. С изменением вы­соты следящая система работает как и прежде, но щет­ка потенциометра Я не изменяет своего положения. На заданной высоте полета включается муфта ЭММ. Теперь напряжение с вы­хода потенциометра будет пропорционально отклонению высоты полета от заданного значения.

У некоторых датчиков высоты полета (например, в датчиках высоты, применяемых в системе автоматической регулировки уси­лий АРУ) нет согласующей следящей системы, и центр анеронд — ной коробки через рычажно-зубчатую передачу непосредственно перемещает щетку выходного потенциометра.

Для исключения возможностей столкновения самолетов в воз­духе при полетах в сложных метеорологических условиях на воз­душных линиях СССР введена система эшелонирования полетов самолетов по высотам. Этой системой предусмотрены определен­ные высоты (эшелоны) в зависимости от направления полета.

Начальный эшелон определяется минимальной безопасной вы­сотой полета, которая рассчитывается по специальной формуле, учитывающей рельеф местности, атмосферное давление на марш­руте и поправки на показания высотомера. Это можно пояснить на следующем примере (рис. 165).

Для полета в западном направлении на участке Б—А мини­мально допустимая высота полета равна 1 200 м, а на участке В—Б 1 800 м, так как наивысшая точка местности в полосе по 25 км в обе стороны от линии пути на участке Б—А имеет высоту

250 м, а на участке В—Б 720 м. При полете иа восток высота на­чального эшелона на участке Б—В равна 1 500 м, а на участке А—Б 900 м.

Чтобы вести самолет на заданном эшелоне, пилот должен все время знать абсолютную высоту полета. Однако барометрический высотомер измеряет относительную высоту полета. Для того что­бы освободить экипаж от расчета методических погрешностей, при­нято на всех самолетах шкалы барометрического давления высо­томеров после взлета устанавливать на 760 мм рт. ст. При этом высота, которую будет показывать высотомер, называется услов­ной и обозначается /Дбо-

Условная высота не совпадает с истинной, относительной и аб­солютной, но знание ее обеспечивает выдерживание заданных ин­тервалов по высоте между самолетами, летящими в одном районе.

Поскольку р полете необходимо знать истинную и относитель­ную высоты, то на самолетах часто устанавливают два баромет­рических высотомера, один из которых служит для определения ис­тинной и относительной высот. Барометрическую шкалу этого вы­сотомера устанавливают на давление у земли пролетаемой точки местности. У второго высотомера, служащего для целей эшелони­рования, барометрическую шкалу устанавливают на давление 760 мм рт. ст.

Следует заметить, что с применением измерителя истин­ной высоты полета решение задачи эшелонирования полетов корен­ным образом упрощается.

Источник

продолжительность полёта

продолжи́тельность полёта — время нахождения летательного аппарата в воздухе (время от отрыва летательного аппарата от взлётно-посадочной полосы или какой-либо другой опорной поверхности до касания взлётно-посадочной полосы или другой поверхности). Как летно-техническая характеристика летательного аппарата располагаемая П. п. определяется для стандартных атмосферных условий (см. Международная стандартная атмосфера) при заданных аэронавигационном запасе топлива, полном запасе топлива и взлётном весе и зависит от принятых режимов набора высоты и снижения, но в основном от высоты и скорости (Маха числа) горизонтального полёта. Наибольшая П. п. достигается при выдерживании наивыгоднейших режимов, при которых минимален часовой расход топлива. Значение располагаемой П. п. летательного аппарата существенно для таких его применений, как наблюдение различных явлений и объектов, ретрансляция телепередач, патрулирование и т. п.

Смотреть что такое «продолжительность полёта» в других словарях:

продолжительность полёта — продолжительность полёта — время нахождения летательного аппарата в воздухе (время от отрыва летательного аппарата от взлётно посадочной полосы или какой либо другой опорной поверхности до касания взлётно посадочной полосы или другой… … Энциклопедия «Авиация»

полёт — в авиации и воздухоплавании — движение летательного аппарата в атмосфере под воздействием аэродинамических (аэростатических) и гравитационных сил и тяги силовой установки или под воздействием только аэродинамических (аэростатических) и… … Энциклопедия «Авиация»

полёт — в авиации и воздухоплавании — движение летательного аппарата в атмосфере под воздействием аэродинамических (аэростатических) и гравитационных сил и тяги силовой установки или под воздействием только аэродинамических (аэростатических) и… … Энциклопедия «Авиация»

Полёт — в авиации и воздухоплавании движение летательного аппарат в атмосфере под воздействием аэродинамических (аэростатических) и гравитационных сил и тяги силовой установки или под воздействием только аэродинамических (аэростатических) и… … Энциклопедия техники

ПОЛ — ПОЛ. Содержание: Половое размножение и раздельнополость. 162 Численное соотношение полов. 163 Половые признаки. 16 4 Развитие признаков пола. 167 Стимуляция полового созревания. 172 Определение… … Большая медицинская энциклопедия

Продолжительность полета — время нахождения летательного аппарата в воздухе (время от отрыва летательного аппарата от взлётно посадочной полосы или какой либо другой опорной поверхности до касания взлётно посадочной полосы или другой поверхности). Как летно техническая… … Энциклопедия техники

Источник

Факты о высоте и скорости полетов самолетов разных авиакомпаний

Вот на какой высоте и скорости летают самолеты.

Каждый взлет и посадка самолета обычно занимает несколько минут. Все остальное время полета самолет находится в воздухе на большой высоте. Но как высоко летают самолеты, и с какой максимальной скоростью они могут двигаться? Давайте узнаем.

Высота

Высота полета самолета различается в зависимости от типа, модели самолета, его размера, наличия определенного оборудования и функций. Небольшие самолеты гражданской авиации и некоторые реактивные небольшие самолеты летают не выше 6000 метров. Большие и высокоскоростные авиалайнеры летают в верхних слоях на высоте 7000-13000 метров. Маленькие легкомоторные самолеты обычно не поднимаются выше 2000 м.

Для коммерческих пассажирских самолетов идеальная высота 10-12 км. На этой высоте почти нет вертикального воздушного потока. Именно на этой высоте самолет летит плавно благодаря небольшой плотности воздуха, небольшому сопротивлению воздуха. Также на этой высоте достигается максимальная экономия топлива на большой скорости. Именно на этой высоте пассажирские авиалайнеры летят на большой скорости.

Некоторые пассажирские бизнес-джеты летают выше: обычно их полет проходит на высоте 15000 метров. Это необходимо для максимальной экономии топлива. Обычно бизнес-джеты из-за своих размеров не могут похвастаться огромным запасом топлива. В итоге для максимальной дальности полета некоторые современные модели бизнес-джетов поднимаются на высоту 15 км.

Что касаемо военных сверхзвуковых самолетов, то, чтобы уменьшить расход топлива, военные летчики поднимают некоторые самолеты на высоту 13500-18000 метров или выше. Это необходимо для максимального снижения сопротивления воздуха.

Рекорд же высоты полета принадлежит американскому испытательному гиперзвуковому военному самолету North American X-15, который может подниматься на высоту 108 000 метров.

Вот крейсерские высоты и практические потолки нескольких распространенных моделей самолетов (Боинг в качестве примера):

Крейсерская высота самолетов Боинг

Скорость

На каждой стадии полета самолет летит с разной скоростью. Так, во время взлета самолет летит со скоростью набора высоты. На высоте 10 км самолет набирает максимальную крейсерскую скорость. Далее после начала снижения скорость постепенно снижается. При посадке также выставляется скорость посадки.

Обычно скорости взлета и посадки не сильно отличаются. Они неодинаковы, но близки друг к другу.

Скорость самолета измеряется в узлах, где 1 узел = 1 морской миле/час = 1,852 км/ч.

Для взлета в зависимости от технических характеристик самолета минимальная взлетная скорость может составлять от 250 до 380 км/час.

Крейсерская скорость самолета после набора высоты связана с моделью самолета, его двигателями и техническими характеристиками.

Вот некоторые крейсерские скорости распространенных моделей самолетов:

Крейсерская скорость самолетов Боинг

Крейсерская скорость самолетов Airbus

Источник

Высота полета. Устройство и применение высотомеров

ВЫСОТА ПОЛЕТА. УСТРОЙСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОТОМЕРОВ.

Высота полета.

Высотой полета называется расстояние до самолета, отсчитанное по вертикали от некоторого уровня, принятого за начало отсчета.

Высота полета измеряется барометрическим, радиотехническим, инерциальным и электростатическим методами. Основными методами являются барометрический и радиотехнический.

Барометрический метод измерения высоты

Барометрический метод основан на использовании закономерного изменения атмосферного давления с высотой. Зависимость давления воздуха от высоты до 11000 м выражается формулой

Решая это уравнение относительно высоты, получим:

где R-газовая постоянная (29, 27 м/град).

Из формулы видно, что измеряемая высота является функцией четырех параметров: давления на высоте полета Pн, давления и температуры на уровне начала отсчета высоты Pо и Tо и температурного градиента tгр.

Если принять параметры Pо, Tо и tгр постоянными, то высоту можно определить как функцию атмосферного давления. Давление на высоте полета можно измерить непосредственно на самолете с помощью барометра (анероида). Шкала барометра градуируется в единицах высоты полета, такой прибор называется барометрическим высотомером.

Назначение и устройство барометрических высотомеров

Барометрические высотомеры предназначены для определения и выдерживания высоты полета. На летательных аппаратах устанавливаются двухстрелочные высотомеры ВД-10, ВД-17, ВД-20. Все они построены по одинаковой схеме и отличаются друг от друга главным образом диапазоном измерения.

Основными узлами высотомера являются чувствительный элемент, передаточно-множительный механизм, индикаторная часть, механизм установки начального давления, герметический корпус.

Внешний вид и кинематическая схема высотомера ВД-17 показаны на Рис. 2и Рис. 3. В качестве чувствительного элемента в приборе применен анероидный блок, состоящий из двух коробок 1 (см. Рис. 3).

Рис. 2 Внешний вид высотомера ВД-17

Рис. 3, Кинематическая схема высотомера ВД-17

При изменении высоты полета изменяется давление воздуха, окружающего самолет. Изменение давления через штуцер в корпусе передается во внутреннюю полость прибора, в результате чего происходит деформация коробок блока, вызывающая перемещение верхнего центра 2. Это перемещение посредством тяги 7,

Рис. 4. Кинематическая схема высотомера ВД-20

Большая стрелка прибора показывает по шкале высоту полета самолета в метрах. Эта стрелка делает полный оборот при изменении высоты на 1000 м. Малая стрелка прибора показывает высоту полета в километрах. Она делает один полный оборот при изменении высоты на 10000м.

При помощи кремальеры 33 в прибор можно вводить поправки на изменение барометрического давления.

Погрешность прибора у земли ±20 м, а на высоте 17000м±300м.

Для уравновешивания отдельных узлов механизма высотомера поставлен пружинный балансир 24. Погрешность в показаниях прибора, возникающая вследствие изменения упругих свойств анероидных коробок в зависимости от их температуры, устраняется с помощью биметаллических температурных компенсаторов 5 и 25.

Погрешность прибора минимальна у Земли и составляет ±20 м и максимальна на высоте 20 км (±350 м).

Высотомер ВД-10 предназначен для измерения высоты от 0 до 10000 м. Погрешность ВД-10 у Земли составляет ± 15 м, а на высоте 10 км достигает ± 120 м.

Ошибки барометрических высотомеров

Барометрическим высотомерам присущи инструментальные, аэродинамические и методические ошибки.

Инструментальные ошибки DHинстр возникают вследствие несовершенства изготовления механизма высотомера, износа деталей и изменения упругих свойств чувствительного элемента. Они определяются в лабораторных условиях. По результатам лабораторной проверки составляются таблицы, в которых указываются значения инструментальных поправок для различных высот полета.

Аэродинамические ошибки DНа являются результатом неточного измерения атмосферного давления на высоте полета из-за искажения воздушного потока в месте его приема, особенно при полете на больших скоростях. Эти ошибки зависят от скорости полета, типа приемника воздушного давления и места его расположения, они определяются при испытаниях самолетов и заносятся в таблицу поправок. В целях упрощения инструментальные и аэродинамические поправки суммируются, и составляется таблица показаний высотомера с учетом суммарных поправок, которая помещается в кабинах самолета.

Методические ошибки обусловлены несовпадением фактического состояния атмосферы с данными, положенными в основу расчета шкалы высотомера: давление воздуха Ро = 760 мм рт ст., температура t0=+15° С, температурный вертикальный градиент tгр = 6,5° на 1000 м высоты.

Причиной второй составляющей методической ошибки DНтемп является несоответствие фактического распределения температуры воздуха с высотой стандартным значениям, принятым в расчете механизма высотомера. Температурная ошибка особенно опасна при полетах на малых высотах 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 высоты. Обычно методическая температурная поправка учитывается с помощью навигационной линейки НЛ-10М или навигационного расчетчика НРК-2.

Для определения истинной высоты полета необходимо учитывать поправку на рельеф пролетаемой местности, которая определяется

Наэр — абсолютная высота аэродрома взлета.

где Нотн — относительная высота.

Определение истинной и приборной высоты при полете по маршруту

Первый вариант. Давление на уровне пролетаемой местности известно и установлено на высотомере, темпера тура в воздухе известна. В этом случае истинная высота полета определяется по формуле

Расчет приборной высоты для заданной истинной высоты производится в обратном порядке

Второй вариант. Давление и температура у земли в районе пролетаемой местности неизвестны; на высотомере установлено давление аэродрома взлета.

Тогда истинная высота полета определяется по формуле:

Определение приборной высоты при заданной истиной производится по формуле:

Источник