Höhenmesser
Ein Höhenmesser ist ein Messinstrument zur Bestimmung des vertikalen Abstands zwischen einem Punkt und einer Referenzfläche. Es informiert die Höhe, wenn die Messung in Bezug auf den Meeresspiegel durchgeführt wird , die Höhe, wenn sie in Bezug auf den lokalen Boden steht, und die Flughöhe, wenn sie sich auf eine theoretische Isobarenoberfläche bezieht . Die gewählte Stufe wird als Höhenmessereinstellung bezeichnet .
Ein barometrischer Höhenmesser misst die Differenz des atmosphärischen Drucks zwischen seiner Position und einer Referenzfläche. Das Instrument zeigt dann die entsprechende Höhe unter der Annahme einer Standardatmosphäre an .
Der Höhenmesser ist eines der grundlegenden Bordinstrumente, die in Flugzeugen verwendet werden . Es wird auch in den Bergen zum Wandern und Bergsteigen verwendet .
Verwendung in der Luftfahrt
An Bord eines Flugzeugs können drei Flugparameter bekannt sein:
- die Höhe über dem Boden: insbesondere zur lokalen Navigation und zur Vermeidung der künstlichen Hindernisse, deren Höhe und Höhe in den Karten veröffentlicht werden. Unter Verwendung des Flugplatzdrucks als Referenz startet oder landet das Flugzeug mit dem Höhenmesser, der 0 anzeigt . Auf die auf einer Karte angegebene Höhe folgen die Wörter ASFC ( über der Oberfläche ) oder AAL ( über der Flughafenebene ).
- die Höhe relativ zum Meeresspiegel : um natürliche Hindernisse zu vermeiden, deren Karten die Höhe veröffentlichen. Auf eine auf einer Karte angegebene Höhe folgt AMSL ( Above Mean Sea Level ).
- das Flugniveau : um Kollisionen zwischen Flugzeugen zu vermeiden, indem eine willkürliche Druckreferenz verwendet wird, die für alle identisch ist und auf 1013,25 hPa eingestellt ist .
Der barometrische Höhenmesser wird in allen Flugzeugen verwendet und ermöglicht die Messung der oben genannten drei Parameter. Der Funkhöhenmesser misst die momentane Höhe über dem Boden senkrecht zum Flugzeug. Es ist besonders nützlich im Flug in geringer Höhe und in der Anflugphase. Das GPS gibt die Höhe des Flugzeugs an, aber seine Genauigkeit reicht derzeit nicht aus, um die anderen Mittel überflüssig zu machen.
Funktionsprinzipien
Barometrischer Höhenmesser
Der barometrische Höhenmesser misst eine Differenz des Luftdrucks zwischen dem vom Benutzer eingestellten Referenzpegel und dem Höhenmesserpegel. Der gewählte Referenzpegel, der der Anzeige „0“ entspricht, hängt von der Flugphase ab und entspricht im Allgemeinen dem Abflug- oder Zielflugplatz oder dem Meeresspiegel.
Der barometrische Höhenmesser wird gemäß der Änderung des atmosphärischen Drucks mit der Höhe in einer Standardatmosphäre (normalisiert) kalibriert .
Nehmen wir den Meeresspiegel als Referenzhöhe h 0 und nehmen für die Atmosphäre einen Durchschnittszustand, der durch die Standardatmosphäre vom ICAO-Typ definiert ist (Temperatur 15 ° C = 288,15 K, Druck 1013,25 hPa, vertikale Gradiententemperatur 0,65 K pro 100 m) Erhalten Sie die internationale barometrische Nivellierungsformel:
Diese Formel ermöglicht die Berechnung des Drucks in einer bestimmten Höhe, ohne dass die Temperatur oder der vertikale Temperaturgradient bekannt sein müssen. Die Präzision bei praktischen Anwendungen ist jedoch begrenzt, da wir hier einen Durchschnittszustand wählen, der sich vom tatsächlichen Zustand der Atmosphäre unterscheidet.
Somit ist der Höhenmesser tatsächlich ein Barometer, dessen Graduierungsskala in Metern oder am häufigsten in englischen Fuß ( Fuß ) angegeben ist.
-
Höhenmesser in eine Armbanduhr integriert .
-
Fallschirmhöhenmesser (analog).
Es gibt barometrische Höhenmesser mit analoger Anzeige , die keine Stromversorgung benötigen, oder digital.
-
Struktur eines analogen barometrischen Höhenmessers für die Luftfahrt.
-
Vereinfachtes Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise eines analogen barometrischen Höhenmessers: Der auf die Aneroidkapsel ausgeübte Druck verformt sie und bewirkt, dass sich die Nadel bewegt.
-
Barometrischer Sensor, der in einem digitalen Höhenmesser verwendet werden kann.
-
Revue Thommen tragbarer barometrischer Höhenmesser
Messfehler
Der Höhenmesser ist ein Messgerät, dessen Eigenschaften das angezeigte Ergebnis beeinflussen.
In einem Flugzeug treten auch Fehler aufgrund der Positionierung des Sensors, Änderungen der Fluglage, Beschleunigungen usw. auf. Im Prinzip wird durch Platzieren des Sensors senkrecht zur Strömung der atmosphärische Druck gemessen, jedoch die Bewegungen des Flugzeugs, die Turbulenzen der Strömung usw. kann den lokalen Druck beeinflussen.
Die Umrechnung zwischen Druckdifferenz und Höhe setzt voraus, dass sich die Atmosphäre im Standardzustand befindet.
Schließlich variiert der Referenzdruck ( Höhenmessereinstellung ), der dem Benutzer auf den ATIS- und VOLMET- Frequenzen von der Flugsicherung übertragen wird, zeitlich und räumlich, was es erforderlich macht, Nachjustierungen vorzunehmen, insbesondere wenn sich das Flugzeug in der Anflugphase befindet .
Das Hypsometer
Das Hypsometer ermöglicht es, den atmosphärischen Druck durch Messen der Siedetemperatur einer Flüssigkeit zu ermitteln.
Funkhöhenmesser oder Radarhöhenmesser
Radarsystem, mit dem unter anderem eine Höhe von einer Umlaufzeit vom Flugzeug zum Boden gemessen werden kann.
Der Laserhöhenmesser
Eingebettet in eine Sonde oder ein Flugzeug sendet der Laserhöhenmesser Laserpulse, die von der Bodenoberfläche reflektiert werden, und durch Messen der Rücklaufzeit ist es möglich, die Höhe über dem Boden zu ermitteln. Dieses System wird verwendet, um Topografien auf der Erde oder auf dem Mars mit dem Mars Global Surveyor zu beschreiben .