Wysokościomierz - przyrząd niezbędny na pokładzie

[2] W artykułach dotyczących atmosfery wzorcowej i wysokości lotu wspomnieliśmy już kilka razy, że zmiana ciśnienia w atmosferze przy zmianie wysokości bezwzględnej może posłużyć do określania wysokości lotu. Wykorzystuje się do tego przyrządy zwane wysokościomierzami.

Ideą wysokościomierza jest pomiar ciśnienia statycznego i przeliczenie jego wartości na wysokość, zgodnie z modelem atmosfery wzorcowej. Klasyczny przyrząd składa się ze szczelnej obudowy, portu dostarczającego ciśnienie statyczne, puszki aneroidowej oraz układu mechanicznego.

Rys. 1 - budowa wysokościomierza [1]

Puszka aneroidowa jest szczelnym naczyniem, w którym panuje próżnia. Materiał z którego jest wykonana, jest elastyczny, umożliwiający jej odkształcanie. Ciśnienie statyczne dostarczane jest do szczelnej obudowy przyrządu za pomocą portu. Przy zmianie wysokości, zmieniające się ciśnienie powoduje odkształcenia puszki aneroidowej. Mówiąc bardziej obrazowo, im większe ciśnienie statyczne tym bardziej puszka aneroidowa zostanie ściśnięta.

Wiadomo, że ciśnienie statyczne spada przy wzroście wysokości, więc puszka będzie się rozprężać. Do puszki przyczepiona jest dźwignia mechanizmu, wskazującego ciśnienie. Porusza się ona przy zmianie objętości puszki i napędza wskazówkę. 

Jest to bardzo klasyczne rozwiązanie, bardzo rzadko spotykane na pokładach samolotów. Obecnie korzysta się z osiągnięć elektroniki. Wysokościomierze buduje się z użyciem cyfrowych czujników ciśnienia, mikroprocesorów i elektronicznych wyświetlaczy. Schemat przedstawiony jest na rysunku 2.

Rys.2 - schemat urządzenia awioniki

Widzimy tutaj trzy wcześniej wspomniane bloki. Blok pomiarowy, blok przetwarzania i blok zobrazowania. Pierwszy z nich odpowiada za pomiar wartości fizycznej, która będzie użyta do obliczenia żądanego parametru, w tym przypadku wysokości. Obliczeniami zajmuje się część mikroprocesorowa. Nowoczesne procesory umożliwiają przeprowadzanie bardzo skomplikowanych przeliczeń w odpowiednio krótkim czasie. Po obliczeniu wysokości, jej wartość jest obrazowana na wyświetlaczu.

Schemat ten jest prawdziwy nie tylko dla wysokościomierza, ale także dla większości urządzeń awioniki. Zawsze należy zmierzyć wartość fizyczną, na jej podstawie obliczyć wielkość pożądaną i przedstawić ją w formie czytelnej dla pilota (lub dla systemu sterowania).

W artykule o wysokości lotu wspomnieliśmy, że istnieje kilka sposobów pomiaru wysokości i kilka układów odniesienia. Wszystkie metody są używane, jednakże istnieją ścisłe procedury, mówiące kiedy z danej metody należy skorzystać. Jest to wiedza niezbędna dla pilotów. Awionicy również powinni o tym wiedzieć, jednakże w naszym wstępie do awioniki nie będziemy się tym zajmować. 

Źródła:

1. http://www.jak-zostac-pilotem.pl/szkolenie-teoretyczne/co-pilot-ma-w-kokpicie-czyli-o-wysokosciomierzu-2.html
2. http://www.azosensors.com/equipment-details.aspx?EquipID=313