W tym poście opisano, w jaki sposób wysokościomierz mierzy wysokość, metody stosowane do obliczania wysokości oraz narzędzia stosowane do pomiaru wysokości. W tym miejscu omówimy także działanie wysokościomierzy w samolotach oraz podpowiemy, jak korzystać z tego niezbędnego urządzenia.
Jak wysokościomierz mierzy wysokość?
Wysokościomierz to instrument mierzący wysokość, zazwyczaj poprzez wykrywanie zmian ciśnienia atmosferycznego. Ponieważ ciśnienie atmosferyczne maleje wraz ze wzrostem wysokości, wysokościomierz może obliczyć wysokość nad punktem odniesienia, takim jak poziom morza, porównując bieżące ciśnienie atmosferyczne ze standardowymi poziomami ciśnienia.
W wysokościomierzach mechanicznych proces ten obejmuje układ barometryczny, w którym szczelna, elastyczna kapsuła (zwana aneroidem) rozszerza się lub kurczy w zależności od zmian ciśnienia powietrza. Rozszerzanie i kurczenie się tej kapsuły jest przekształcane na odczyty wysokości za pomocą mechanicznego układu łączącego, który porusza wskazówką wysokościomierza.
Wysokościomierze cyfrowe, często spotykane w nowoczesnych samolotach i urządzeniach GPS, wykorzystują czujniki do elektronicznego wykrywania zmian ciśnienia i przekształcania tych danych w informacje o wysokości. Urządzenia te mogą również wykorzystywać dane z globalnego systemu pozycjonowania (GPS) do dokładniejszego obliczania wysokości, zwłaszcza w zróżnicowanym terenie lub w środowiskach, w których odczyty ciśnienia mogą być niespójne.
Jak obliczana jest wysokość?
Wysokość oblicza się na podstawie zależności między ciśnieniem atmosferycznym a wysokością. W standardowych warunkach ciśnienie atmosferyczne spada o około 1 cal słupa rtęci (Hg) na każde 300 metrów zdobytej wysokości. Mierząc aktualne ciśnienie atmosferyczne i porównując je z ciśnieniem na poziomie morza, wysokościomierz może obliczyć wysokość.
Jednakże w obliczeniach tych przyjęto standardowe warunki atmosferyczne, które obejmują ciśnienie na poziomie morza wynoszące 1013,25 hPa (29,92 inHg) i współczynnik zmian temperatury. Piloci i alpiniści muszą dostosować swoje wysokościomierze do lokalnego ustawienia ciśnienia barometrycznego (QNH), aby uzyskać dokładne odczyty wysokości, ponieważ rzeczywiste warunki często różnią się od standardowej atmosfery.
Jak korzystać z wysokościomierza?
Korzystanie z wysokościomierza wymaga odpowiedniej kalibracji i interpretacji wskazań:
- Kalibracja: Przed użyciem wysokościomierza należy go skalibrować do aktualnego ciśnienia na poziomie morza lub znanej wysokości punktu startowego. Odbywa się to poprzez regulację ustawienia ciśnienia na wysokościomierzu, proces znany jako „ustawianie wysokościomierza”.
- Odczyt wysokościomierza: Po skalibrowaniu igła wysokościomierza wskaże odpowiednią wysokość na tarczy. W wysokościomierzach cyfrowych wysokość jest wyświetlana bezpośrednio na ekranie.
- Dostosowanie do zmian ciśnienia: W miarę zmiany wysokości lub zmiany warunków pogodowych ciśnienie atmosferyczne będzie się zmieniać. Regularna ponowna kalibracja wysokościomierza jest niezbędna, szczególnie jeśli kluczowe znaczenie mają dokładne odczyty wysokości, na przykład podczas lotu lub wspinaczki na dużej wysokości.
Jak samolot mierzy swoją wysokość?
Do pomiaru wysokości samoloty używają przede wszystkim wysokościomierzy barometrycznych. Wysokościomierz w samolocie działa podobnie do standardowego wysokościomierza barometrycznego, ale jest bardziej wyrafinowany i często zintegrowany z innymi systemami. Mierzy statyczne ciśnienie powietrza na zewnątrz samolotu i porównuje je ze znanym standardem w celu określenia wysokości.
Dodatkowo nowoczesne samoloty są wyposażone w wysokościomierze radarowe, które mierzą wysokość bezpośrednio nad ziemią, wysyłając fale radiowe do ziemi i mierząc czas potrzebny na powrót odbicia. Ten typ wysokościomierza jest szczególnie przydatny podczas lotów na małych wysokościach, na przykład podczas podejścia do lądowania, ponieważ dostarcza w czasie rzeczywistym informacji o wysokości w stosunku do gruntu poniżej, a nie poziomu morza.
Jakie urządzenie służy do pomiaru wysokości?
Podstawowym urządzeniem służącym do pomiaru wysokości jest wysokościomierz. Istnieją różne typy wysokościomierzy:
- Wysokościomierz barometryczny: mierzy wysokość na podstawie różnic ciśnienia powietrza.
- Wysokościomierz radarowy: używany w samolotach do pomiaru wysokości bezpośrednio nad ziemią.
- Wysokościomierz GPS: Wykorzystuje sygnały satelitarne do obliczenia wysokości.
- Wysokościomierz laserowy: wykorzystuje impulsy laserowe do pomiaru odległości od ziemi do urządzenia.
Każdy z tych wysokościomierzy służy konkretnym celom, w zależności od wymaganej dokładności i warunków, w jakich mierzona jest wysokość.
Mamy nadzieję, że ten artykuł pomógł Ci dowiedzieć się, jak działają wysokościomierze i jakie narzędzia są dostępne do pomiaru wysokości. Niezależnie od tego, czy jesteś pilotem, turystą czy osobą interesującą się pomiarami wysokości, ten przewodnik ma na celu wyjaśnienie podstawowych pojęć.
