Высота полета самолет – «на какой высоте обычно и максимально _летают_ пассажирские самолеты? » – Яндекс.Знатоки

Максимальная высота полета самолета — журнал «Рутвет»

Оглавление:

  1. Что такое идеальная высота для самолета?
  2. Как определяется максимальная высота полета?
  3. Самолеты, летающие на максимальную высоту
  4. Высота полета пассажирских самолётов

Многие люди, впервые отправляясь в дальнее путешествие, с опаской думают о предстоящем перелёте и волнуются перед своим первым рейсом. Однако, как утверждает статистика, самолёт — это самый безопасный вид транспорта в мире. Все страхи возникают из-за незнания и неопытности. Поэтому, чтобы побороть страх полета на самолете, следует подробнее узнать о том, на какой высоте летают самолёты.

Что такое идеальная высота для самолета?

Максимальная высота полёта самолёта зависит от модели лайнера — каждая имеет свою «идеальную» высоту, на которой самолёт может расходовать минимальное количество топлива и при этом испытывать самое минимальное сопротивление.

Чем больше высота, тем более разреженным становится воздух. Каждый самолёт отличается своим наиболее эффективным коридором движения, в котором соотношение количества воздуха к силе трения считаются идеальными.

В зависимости от того, какими техническими особенностями обладает судно, пилот выбирает наиболее эффективную высоту полёта, при которой скорость и расход топлива находятся в правильном соотношении. Кстати, во время подъёма самолёта вверх топлива расходуется больше всего, поэтому пилоты стараются поднять судно максимально плавно и в то же время, как можно быстрее.

После выхода самолёта на значения, которые рекомендует диспетчер, в салоне пассажиры увидят, что лампочки их ремней безопасности отключились — это значит, что теперь ремни можно расстёгивать.

Как определяется максимальная высота полета?

С развитием авиации принципы измерения высоты изменялись и совершенствовались, и сегодня существует несколько таких способов.

Когда-то, очень давно, моряки измеряли глубину места специальным приспособлением — лотом. Этот измерительный прибор представлял собой простую верёвку с грузом на конце. Подобным образом измерялась и высота. Прибор для её измерения называется эхолотом.

Конечно, измерять верёвкой высоту полёта самолётов в настоящее время неприемлемо. Сегодня для этого используются более современные способы, например, барометрический. Известно, что, чем больше высота, тем ниже атмосферное давление на этой высоте. Падение его обусловлено такими факторами, как распределение температуры, плотности воздуха и давления в атмосфере. Такое распределение называется Международная стандартная атмосфера.

Специалисты учитывают закономерности этого явления и отображают его визуально. Для этого, к примеру, используется указательная стрелка, перемещающаяся по шкале. Эта шкала градуируется в единицах высоты (в метрах или футах). Такую указательную стрелку называют высотометром или альтиметром. Однако последнее название чаще всего употребляется в других странах, а в России его считают устаревшим.

Вообще, изобретение высотометра было сделано в 1843 году французским ученым Люсьеном Види. Этот первый прибор назывался барометром-анероидом. Однако в то время в авиации его, конечно, не применяли. Но с развитием авиации чувствительный и компактный барометр-анероид оказался очень полезным прибором, несмотря на то, что в его измерениях иногда наблюдались определённые ошибки. В 1903 году с помощью такого прибора был официально зафиксирован первый полёт самолёта с винтовым двигателем. Высота полёта составила 3 метра над землёй.

Впрочем, любой аналогичный прибор отличался своими ошибками и недостатками. Наиболее распространёнными среди них были:

  • Инструментальные, обусловленные несовершенствами в изготовлении приборов.
  • Аэродинамические ошибки допускались вследствие недостаточно точного измерения давления на больших высотах.
  • Методические ошибки возникали из-за невозможности прибора, находящегося на высоте, фиксировать давление и температуру у земли.

Однако современные высотомеры лишены всех этих недостатков и позволяют точно определять высоту полёта самолётов.

Самолеты, летающие на максимальную высоту

1. МиГ-25, МиГ-31

Высота полёта этого советского сверхзвукового высотного истребителя-перехватчика составляет 37650 метров. Разработка военного самолёта МиГ-25 началась в 1950-х годах. Цель разработки – отражение предполагаемых угроз со стороны американских сверхзвуковых бомбардировщиков B-58 и других его модернизированных последователей. Испытания Миг-25 показали сразу несколько мировых рекордов в области авиации. А всего самолёты такого типа установили целых 29 мировых рекордов. 25 лет назад была создана модернизированная, более совершенная модель этого самолёта — МиГ-31, которая сегодня заслуженно имеет звание самого скоростного и высотного боевого самолёта в мире.

2. F-104 Starfighter

Разработчик одно-и двухместного истребителя, истребителя-перехватчика и истребителя-бомбардировщика F-104 — фирма Локхид. Проект компания начала разрабатывать в 1951 году, опираясь, главным образом, на опыт войны в Корее. Максимальная высота полёта этого самолёта составляет 31513 м, однако, из-за высокого уровня аварийности его прозвали «вдоводелом», то есть, делающего из жен лётчиков вдов. Также большое количество катастроф способствовало тому, что этому судну было присвоено и еще одно прозвище — «летающий гроб».

3. X-15

Производителем самого высоко летающего экспериментального самолёта-ракетоплана X-15 является американская компания North American Aviation. На счету этого пилотируемого гиперзвукового летательного аппарата-самолёта уже довольно много суборбитальных пилотируемых космических полётов. Максимальная высота полёта X-15 — 107 км при скорости около 6,72 М.

Высота полета пассажирских самолётов

Многие думают, что высота полёта самолёта составляет всего 10 тысяч километров над землёй. Однако на самом деле это не совсем так. К примеру, высота полётов крупных пассажирских лайнеров равна приблизительно 9-11 тысячам км, а максимальная высота полёта пассажирского самолёта составляет 12 тысяч км. А вот у самого большого пассажирского самолета «потолок» (максимум высоты) – 13 100 м. Если самолёт будет подниматься выше, он начнёт «сваливаться». Причина этому — чересчур разреженный воздух и снижение мощности двигателей, в результате чего происходит значительное увеличение расхода топлива.

А Вы бы хотели полетать на самолете на максимально возможную высоту? Расскажите об этом в комментариях.

Видео о МИГ-25 — истребителях с максимальной высотой полета

Практический потолок — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Практи́ческий потоло́к летательного аппарата (англ. service ceiling) — максимальная высота реального применения самолёта, вертолёта[1]; наибольшая высота, на которой при полёте с постоянной горизонтальной скоростью ещё присутствует избыток тяги (мощности), достаточный для выполнения подъёма с определённой вертикальной скоростью[2]. Эта вертикальная скорость обычно определяется как 0,5 м/с[3] (или 100 футов в минуту[4] для поршневых и 500 футов в минуту для турбореактивных зарубежных летательных аппаратов).

Показатель практического потолка служит важной характеристикой при сравнении воздушных судов разных видов, а также при контроле качества серийного производства самолётов[2].

Практический потолок на несколько сотен метров меньше, чем теоретический потолок[3].

Как правило, полёты на максимальные расстояния производят на высотах, близких к практическому потолку. При этом в ходе полёта из-за уменьшения массы самолёта (полётный вес) километровый расход топлива уменьшается пропорционально полётному весу, а практический потолок увеличивается. То есть за счёт израсходования части топлива можно корректировать высоту полёта, что в итоге приводит к увеличению практического потолка[5].

Самолёты нашего времени при полете на большой скорости обладают таким большим запасом кинетической энергии (Gυ22g){\displaystyle \left({\frac {G\upsilon ^{2}}{2g}}\right)}, что могут с его помощью набирать высоту, при этом, в случае, если полёт проходит вблизи практического потолка, то, за счёт использования запаса кинетической энергии и сохраняя управляемость, самолёт может подняться на высоту, превышающую его теоретический потолок, если даже избыток тяги отсутствует[3].

На практическом потолке, по причине небольшой плотности воздуха, полёт самолета осуществляется на больших углах атаки и запас для увеличения угла атаки до максимального угла атаки выходит малым, в связи с этим манёвр на горку на практическом потолке выполнится с очень большим радиусом кривизны траектории, а это, в свою очередь, приведёт к медленному набору высоты и траектория начнёт искривляться вниз ввиду недостатка подъёмной силы[3].

  • Потолок практический // Военный энциклопедический словарь / пред. гл. ред. в 63 комиссии Огарков В. Н.. — М.: Воениздат, 1984. — 863 с.
  • Практический потолок / Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г. П. Свищев, 1994.
  • Припадчев А. Д. К вопросу определения режимных характеристик в процессе пассажирских перевозок // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. — 2010. — № 160. — С. 69—72.

прижмётся к земле или наберёт высоту?

С момента своего появления военная авиация стремилась к увеличению скорости и высоты полёта летательных аппаратов (ЛА). Увеличение высоты полёта позволяло выйти из зоны поражения зенитной артиллерии, сочетание большой высоты и скорости позволяло получить преимущества в воздушном бою.

Большая высота и скорость полёта считались одними из основных преимуществ самолётов времён Второй мировой войны

Новой вехой в увеличении высоты и скорости полёта самолётов боевой авиации стало появление реактивных двигателей. Какое-то время казалось, что у авиации есть только один путь – летать всё быстрее и всё выше. Это подтверждалось воздушными боями в ходе Корейской войны, в которых схлестнулись советские истребители МиГ-15 и американские F-80, F-84 и F-86 Sabre.

МиГ-15 и F-86 Sabre

Всё изменилось с появлением и развитием нового класса оружия – зенитно-ракетных комплексов (ЗРК).

Эпоха ЗРК

Первые образцы ЗРК создавались в СССР, Великобритании, США и фашистской Германии ещё во время Второй мировой войны. Наибольших успехов добились немецкие разработчики, которые смогли довести ЗРК «Рейнтохтер», Hs-117 «Шметтерлинг» и «Вассерфаль» до стадии опытного производства.

Немецкие ЗРК «Рейнтохтер» (вверху), Hs-117 «Шметтерлинг» (внизу) и «Вассерфаль» (справа)

Но существенное распространение ЗРК получили лишь в 50-х годах XX века с появлением советских ЗРК С-25/С-75, американского MIM-3 Nike Ajax и британского Bristol Bloodhound.

ЗРК С-25, MIM-3 Nike Ajax, Bristol Bloodhound

Возможности ЗРК наглядно были продемонстрированы 1 мая‎ ‎1960 года, когда на высоте порядка 20 километров был сбит американский высотный самолёт-разведчик U-2, ранее множество раз осуществлявший разведывательные полёты над территорией СССР, оставаясь недосягаемым для истребительной авиации.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

ЗРК С-75 и сбитый им высотный разведчик U-2

Однако первое масштабное применение ЗРК было осуществлено во время войны во Вьетнаме. Переданные советской стороной ЗРК С-75 вынуждали авиацию США уходить на малые высоты. Это в свою очередь подставляло авиацию под огонь зенитной артиллерии, на которую пришлось порядка 60% сбитых американских самолётов и вертолётов.

Некоторую отсрочку авиации дало увеличение скорости – в качестве примера можно привести американский стратегический сверхзвуковой разведчик Lockheed SR-71 Blackbird, который за счёт высокой скорости, свыше 3 М, и высоты полёта до 25 000 метров ни разу не был сбит ЗРК, в том числе во время вьетнамской войны. Тем не менее, над территорией СССР SR-71 не летал, лишь иногда захватывая небольшой участок советского воздушного пространства вблизи границы.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Стратегический сверхзвуковой разведчик Lockheed SR-71 Blackbird

В дальнейшем уход авиации на малые и сверхмалые высоты стал предопределён. Совершенствование ЗРК сделало полёты боевых самолётов на больших высотах практически невозможными. Возможно, во многом это повлияло на отказ от проектов таких высотных скоростных бомбардировщиков, как советский Т-4 (изделие 100) ОКБ Сухого или американский North American XB-70 Valkyrie. Основной тактикой боевой авиации стал полёт на малых высотах в режиме огибания рельефа местности и нанесение ударов с использованием «мёртвых зон» РЛС и ограничений характеристик зенитно-управляемых ракет (ЗУР).

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Сверхзвуковые бомбардировщики-ракетоносцы – советский Т-4 ОКБ Сухого и американский North American XB-70 Valkyrie

Ответным решением стало появление на вооружении войск противовоздушной обороны (ПВО) ЗРК малого радиуса действия типа С-125, способных поражать скоростные низколетящие цели. В дальнейшем количество типов ЗРК, способных бороться с низколетящими целями, неуклонно росло – ЗРК «Стрела-2М», зенитный ракетно-пушечный комплекс (ЗРПК) «Тунгуска», появились переносные зенитно-ракетные комплексы (ПЗРК). Тем не менее, уходить с низких высот авиации было некуда. На средних и больших высотах поражение самолётов ЗУР было практически неизбежным, а использование низких высот и рельефа местности, достаточно высокой скорости и тёмного времени суток, давали самолётам шанс на успешную атаку цели.

Квинтэссенцией развития ЗРК стали новейшие советские, а затем российские комплексы семейства С-300/С-400, способные поражать воздушные цели на расстоянии до 400 км. Ещё более выдающимися характеристиками должен обладать перспективный ЗРК С-500, который должен быть принят на вооружение в ближайшие годы.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

ЗРК С-400

«Самолёты-невидимки» и РЭБ

Ответом авиастроителей стало широкое внедрение технологий снижения радиолокационной и тепловой заметности боевых самолётов. Несмотря на то, что теоретические предпосылки для разработки малозаметных самолётов были созданы советским физиком-теоретиком и преподавателем в области дифракции электромагнитных волн Петром Яковлевичем Уфимцевым, на родине они признания не получили, зато были внимательно изучены «за океаном», в результате чего, в обстановке строжайшей секретности были созданы первые самолёты, основной отличительной особенностью которых было максимально применение технологий снижения заметности – тактический бомбардировщик F-117 и стратегический бомбардировщик B-2.Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Тактический бомбардировщик F-117 и стратегический бомбардировщик B-2

Необходимо понимать, что технологии снижения заметности не делают самолёт «невидимым», как можно подумать из-за обывательского выражения «самолёт-невидимка», но существенно сокращают дальность обнаружения и дальность захвата самолёта головками самонаведения ЗУР. Тем не менее, совершенствование РЛС современных ЗРК вынуждает и малозаметные самолёты «прижиматься» к земле. Также малозаметные самолёты легко могут быть обнаружены визуально в дневное время, что стало очевидно после уничтожения новейшего F-117 древним ЗРК С-125 во время войны в Югославии.

В первых «самолётах-невидимках» в жертву технологиям малозаметности были принесены лётно-технические характеристики (ЛТХ) и эксплуатационная надёжность летательных аппаратов. В самолётах пятого поколения F-22 и F-35 технологии малозаметности сочетаются с достаточно высокими ЛТХ. Со временем технологии малозаметности стали распространятся не только на пилотируемые самолёты, но и на беспилотные летательные аппараты (БПЛА), крылатые ракеты (КР) и другие средства воздушного нападения (СВН).

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Истребители пятого поколения F-22 и F-35

Другим решением стало активное применение средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ), применение которых заметно влияло на дальность обнаружения и поражения целей ЗРК. Средства РЭБ могут размещаться как на самом носителе, так и на специализированных самолётах радиоэлектронной борьбы или ложных целях типа MALD.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Ложная цель MALD

Всё перечисленное вкупе заметно усложнило жизнь ПВО из-за существенно снизившегося времени на обнаружение и атаку целей. От разработчиков ЗРК потребовались новые решения для изменения ситуации в свою пользу.

АФАР и ЗУР с АРЛГСН

И такие решения были найдены. В первую очередь возможности обнаружения целей ЗРК были повышены за счёт внедрения РЛС с активной фазированной антенной решёткой (АФАР). РЛС с АФАР обладают существенно большими возможностями по сравнению с другими типами РЛС по обнаружению целей, выделению их на фоне помех, возможности постановке помех самой РЛС.

Во-вторых, появились ЗУР с активной радиолокационной антенной решёткой, в качестве каковой может применяться и АФАР. Применение ЗУР с АРЛГСН позволяет атаковать цели практически всем боекомплектом ЗУР без учёта количества целевых каналов подсвета цели РЛС ЗРК.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Новейший российский ЗРК С-350 «Витязь», боекомплект которого включает ЗУР с АРЛГСН средней дальности и большой количество малогабаритных ЗУР малой дальности

Но куда более важным является возможность выдачи целеуказания ЗУР с АФАР с внешних источников, например, с самолётов дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО), дирижаблей и аэростатов или БПЛА ДРЛО. Это позволяет сравнять дальность обнаружения низколетящих целей с дальностью обнаружения высотных, нивелируя преимущества полёта на малой высоте.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Палубные самолеты ДРЛО E-2D способны выдавать целеуказание корабельным ЗУР Standard с АРЛГСН

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Американский аэростат ДРЛО проекта JLENS и БПЛА ДРЛО JY-300 китайской компания CETC

Помимо ЗУР с АРЛГСН, способных наводиться по внешнему целеуказанию, появляются новые решения, которые могут существенно осложнить действия авиации на малых высотах.

Новые угрозы на малых высотах

Завоёвывают популярность ЗУР с газодинамическим/пароструйным управлением, обеспечиваемым в том числе поперечно расположенными микродвигателями. Это позволяет ЗУР реализовать перегрузки порядка 60 G для поражения скоростных маневренных целей.Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Высокоманевренные ЗУР M-SHORAD «Future Interceptor» и ЗУР LandCeptor CAMM

Получили развитие управляемые снаряды и снаряды с дистанционным подрывом на траектории для автоматических пушек, которые могут эффективно поражать высокоскоростные низколетящие цели. Оснащение зенитной артиллерии высокоскоростными приводами наведения позволит обеспечить им минимальное время реакции на внезапно появляющиеся цели.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Комплекс «Деривация-ПВО» сможет поражать воздушные цели на дальности до 6 км и на высоте до 4,5 км снарядами с дистанционным подрывом на траектории, а перспективе и управляемыми снарядами калибра 57 мм

Серьёзной угрозой со временем станут, обладающие мгновенной реакцией, комплексы ПВО на базе лазерного оружия, которое дополнит традиционные зенитные управляемые ракеты и зенитную артиллерию. В первую очередь их целью будут управляемые и неуправляемые авиационные боеприпасы, но и носители могут быть ими атакованы, в случае, если окажутся в зоне поражения.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Один из наиболее близких к принятию на вооружение проектов – лазерный комплекс компании Rheinmetall мощностью 100 кВт. Комплекс соответствует европейскому набору стандартов EN DIN 61508 и может быть интегрирован с системой ПВО «MANTIS», которая находится на вооружении Бундесвера

Нельзя исключать вероятность появления и других средств ПВО – малогабаритных автоматизированных ЗРК, работающих по принципу своеобразных «минных полей» для низколетящей авиации, «воздушных» ЗРК на базе БПЛА с большой продолжительностью полёта или на базе дирижаблей/аэростатов, малогабаритных БПЛА-камикадзе, или иных, выглядящих пока экзотическими, решений.

Исходя из изложенного можно сделать вывод, что полёты авиации на малой высоте могут стать куда опаснее, чем это было даже во времена Второй мировой или Вьетнамской войн.

История вершится по спирали

Увеличение вероятности поражения летательных аппаратов на малой высоте может вынудить их вернуться на большие высоты. Насколько это реально и эффективно, и какие технические решения могут этому поспособствовать?

Первым преимуществом летательных аппаратов с большой высотой полёта является гравитация – чем выше находится летательный аппарат, тем крупнее и дороже должна быть ЗУР для его поражения (для обеспечения необходимой энергетики ракеты), боекомплект ЗРК, включающий только дальнобойные ЗУР, всегда будет гораздо меньше боекомплекта ЗУР средней и малой дальности. Заявляемая для ЗРК дальность поражения не гарантируется на всех допустимых высотах – фактически зона поражения ЗРК является куполом, и чем выше высота, тем меньше становится зона поражения.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Условная дальность стрельбы ЗРК в зависимости от высоты

Вторым преимуществом является плотность атмосферы – чем больше высота, тем меньше плотность воздуха, что позволяет летательному аппарату двигаться на скоростях, недопустимых при полёте на малых высотах. А чем выше скорость, тем быстрее летательный аппарат может преодолеть зону поражения ЗРК, которая и так уменьшена за счёт большой высоты полёта.

Разумеется, рассчитывать только на высоту и скорость нельзя, поскольку если бы этого было достаточно, то проекты скоростных бомбардировщиков Т-4 ОКБ Сухого и XB-70 Valkyrie уже давно были бы реализованы, в том или ином виде, да и самолёт-разведчик SR-71 Blackbird получил бы достойное развитие, однако этого пока не произошло.

Ситуацию в корне могло бы изменить появление новых типов двигателей – детонационных или гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Схема комбинированной силовой установки с турбореактивным двигателем и ГПВРД

Следующим фактором выживаемости высотных летательных аппаратов, впрочем, как и маловысотных, станет широкое использование технологий снижения заметности и применение продвинутых систем РЭБ. Для скоростных высотных летательных аппаратов потребуется разработка покрытий, способных выдерживать высокотемпературный нагрев. Помимо этого, форма корпуса высокоскоростных ЛА в большей степени может быть ориентирована на решение задач аэродинамики, нежели задач малозаметности. В сочетании это может привести к тому, что заметность высотных высокоскоростных ЛА может быть выше, чем у ЛА предназначенных для низковысотных полётов на дозвуковой скорости.

Возможности средств снижения заметности и систем РЭБ может существенно уменьшить, если не «обнулить», появление радиооптических фазированных антенных решеток (РОФАР). Впрочем, пока достоверная информация о возможностях и сроках реализации данной технологии отсутствует.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Предполагается что технология РОФАР позволит получать детальное изображение ЛА и других целей с качеством, близким к фотографическому, вплоть до получения изображения содержимого под обшивкой, что полностью обесценит возможности технологий снижения заметности

Однако основным фактором, повышающим выживаемость высотных ЛА, станет применение продвинутых оборонительных систем. Перспективные оборонительные системы боевых самолётов, обеспечивающие обнаружение и поражение ракет земля-воздух (З-В) и воздух-воздух (В-В), предположительно будут включать в себя:

— оптоэлектронные многоспектральные системы обнаружения ракет З-В и В-В, типа применяемой на истребителе F-35 системы EOTS, скорее всего в скомплексированные с разнесёнными по корпусу конформными АФАР;

— противоракеты, аналогичные разрабатываемым в США противоракетам CUDA;

— лазерное оборонительное вооружение, которое рассматривается в качестве перспективного средства обороны боевых и транспортных самолётов ВВС США.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Многоспектральная электронно-оптическая система обнаружения EOTS, противоракета CUDA и лазерное оружие перспективных боевых самолётов

Тактика применения

Предполагаемая тактика применения перспективных боевых самолётов будет включать в себя движение на большой высоте, порядка 15-20 тысяч метров, и на скорости порядка 2-2,5 М (2400-3000 км/ч), в бесфорсажном режиме двигателей. При входе в зону поражения и обнаружении атаки ЗРК, ЛА увеличивает скорость, в зависимости от достижений в двигателестроении это могут быть цифры порядка 3,5-5 М (4200-6000 км/ч), для того, чтобы максимально быстро выйти из зоны поражения ЗРК.

Зона обнаружения и зона поражения ЛА максимально сокращается активным применением средств РЭБ, возможно, что таким образом также может быть отсеяна часть атакующих ЗУР.

Поражение цели на большой высоте и скорости полёта максимально затрудняет работу ракет З-В и В-В, от которых требуется значительная энергетика. Зачастую при стрельбе на максимальную дальность ракеты движутся уже по инерции, что существенно ограничивает их маневренные характеристики, а, следовательно, сделает лёгкой мишенью для противоракет и лазерного оружия.

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что указанной тактике применения боевых самолётов на больших высотах и скоростях максимально соответствует предложенный ранее Концепт боевого самолёта 2050 года.

С высокой вероятностью основой выживания перспективных боевых самолётов будут активные оборонительные системы, способные противостоять вооружению противника. Условно, если ранее можно было говорить о противостоянии меча и щита, то в перспективе это может быть трактовано как противостояние меча и меча, когда оборонительные системы будут активно противодействуют вооружению противника путём поражения боеприпасов, а также могут быть использованы в качестве наступательного вооружения.

Если будут активные оборонительные системы, то почему бы не остаться на малых высотах? На малых высотах количество ЗРК, работающих по самолёту, будет на порядок больше. Сами ЗУР меньше, маневренней, с энергетикой, не затраченной на набор высоты 15-20 км, плюс к ним добавится зенитная артиллерия с управляемыми снарядами и комплексы ПВО на базе лазерного оружия. Отсутствие запаса по высоте не даст оборонительным системам времени на ответные действия, поразить малогабаритные скоростные боеприпасы будет куда сложнее.

Останется ли какая-либо авиация на малых высотах? Да – БПЛА, БПЛА и ещё раз БПЛА. В основном малоразмерные, поскольку чем больше размеры, тем проще их засечь и уничтожить. Для работы на удалённом поле боя они скорее всего будут доставляться носителем, о чём мы говорили в статье Боевые «Гремлины» ВВС США: возрождение концепции воздушных авианосцев, но сами носители скорее всего будут перемещаться на большой высоте.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

Согласно программе Gremlins американского оборонного агентства DARPA носителями БПЛА могут выступать как транспортные самолёты, так и бомбардировщики и самолёты тактической авиации

Последствия ухода боевой авиации на большие высоты

В определённой степени это будет игра «в одни ворота». Как уже говорилось ранее, гравитация всегда будет на стороне авиации, соответственно для поражения высотных целей потребуются массивные, крупногабаритные и дорогие ЗУР. В свою очередь противоракеты, которые будут необходимы для поражения таких ЗУР, будут обладать существенно меньшими габаритами и стоимостью.

Если возврат боевой авиации на большие высоты состоится, то можно ожидать появления многоступенчатых ЗУР, возможно, что и с разделяющейся головной частью, содержащей несколько самонаводящихся боевых блоков с индивидуальным наведением. Отчасти такие решения уже были реализованы, например, в британском переносном зенитно-ракетном комплексе (ПЗРК) Starstreak, где ракета несёт три индивидуально наводящихся в лазерном луче малогабаритных боевых блока.

Куда уйдёт боевая авиация: прижмётся к земле или наберёт высоту?

ЗУР ПЗРК Starstreak

С другой стороны, меньшие размеры боевых блоков не позволят разместить в них эффективную АРЛГСН, что упростит задачу средств РЭБ по борьбе с такими боевыми блоками. Также меньшие габариты усложнят установку на боевые блоки противолазерной защиты, что в свою очередь упростит их поражение бортовым оборонительным лазерным оружием.

Таким образом, можно сделать вывод, что переход боевой авиации от полётов в режиме огибания рельефа местности к полётам на больших высотах и скоростях вполне может быть оправдан и вызовет новый этап противостояния, теперь уже не «меча и щита», а скорее, «меча и меча».

Эшелон (авиация) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Эшелон.

Эшелон — это условная высота, рассчитанная при стандартном давлении и отстающая от других высот на величину установленных интервалов. Основное понятие в вертикальном эшелонировании.

Эшелон выражают В установленной высоте в сотнях футов, например, эшелон 350 (35000 футов). В России эшелоны, названия которых соответствуют числу в сотнях футов, действуют с 17 ноября 2011 года. До этого в ходу были метрические эшелоны, например эшелон 10600 метров.

В нижней части альтиметра — указатель выставленного давления. В данном случае — 1010 гПа и 29,82 дюйма рт. ст. Эти значения равны, они дублированы в разных системах для удобства

Высота эшелона совсем необязательно совпадает с реальной высотой воздушного судна. Высотомеры в самолётах — по сути, калибруемые барометры, то есть высоту они вычисляют по разнице давления на земле и в воздухе. Для вычисления истинной высоты потребовалось бы постоянно вносить в приборы данные об атмосферном давлении в каждой точке маршрута, учитывать высоту этих точек над уровнем моря.

Поэтому принято пользоваться стандартным давлением. Если на всех воздушных судах будет установлено одинаковое значения давления на альтиметре, то и показания высоты на приборе в заданной точке воздушного пространства будут одинаковыми. Поэтому с определённого момента при наборе высоты (высота перехода) и до определённого момента при снижении (эшелон перехода) высота воздушного судна рассчитывается по стандартному давлению.

Значение стандартного давления (QNE) — 760 мм рт. ст. (1013,2 гектопаскаля, 29,921 дюйма рт. ст.) — одинаково во всем мире.

Схема вертикального эшелонирования может отличаться в разных странах. При пересечении границ воздушных пространств, в которых действуют разные схемы, пилоты меняют эшелон по указанию диспетчера (либо до входа в новую зону, либо после, это зависит от направления полёта).

Основные подходы — полукруговая и квадрантная система. Обе учитывают направление полёта воздушного судна и на основании его курса (магнитного или истинного, в зависимости от конкретной схемы), экипажу дается разрешение на занятие определённого эшелона.

При полукруговой схеме эшелоны чередуются. То есть, например, в России, до ввода в использование правил эшелонирования ИКАО, эшелон 3300 м назначался воздушным судам, двигающимся с запада на восток (истинный путевой угол от 0 до 179°). Следующий эшелон 3600 м назначался при полёте с востока на запад (от 180 до 359°). Следующий 3900 м — снова на восток и т. д. Сейчас действуют правила эшелонирования ИКАО, небольшое отличие, что счет высоты стал в футовой системе: четные эшелоны 40, 60, 80 и т.д( 4000, 6000 и 8000 футов соответственно) на запад, нечетные на восток. При квадрантной схеме первый эшелон расположен в I квадранте (0-89°, магнитный путевой угол), второй — во II квадранте (90-179°), третий — в III квадранте (180-269°), четвёртый — в IV квадранте (270-359°), пятый — в I квадранте и так далее.

При взлёте и посадке в России на высотомере самолёта установлено атмосферное давление аэродрома (QFE), кроме аэродрома Санкт-Петербурга, когда самолёт находится на взлётно-посадочной полосе, высотомер показывает высоту 0. В большинстве других стран, высотомер установлен на давление, приведённое к уровню моря (QNH), то есть высотомер показывает высоту над уровнем моря. Однако в любом случае вскоре после взлёта экипаж устанавливает стандартное давление (QNE) — 760 мм рт. ст. Высота, при пересечении которой устанавливается стандартное давление, называется высотой перехода. В России в каждом аэропорту установлена своя высота перехода.

При снижении, значение давления на высотомере устанавливается при пересечении эшелона перехода. В России при этом устанавливается давление на уровне аэродрома (QFE), во многих других странах давление, приведённое к уровню моря (QNH). Эшелон перехода может изменяться для каждого аэродрома, эта величина обычно доступна в автоинформации АТИС.

Горизонтальный полёт ниже эшелона перехода, но выше высоты перехода (переходный слой) запрещён. В этом диапазоне возможно только снижение или набор высоты.

  • Эшелон перехода — условная высота полёта воздушного судна, на которой производится перестановка значения атмосферного давления на давление аэродрома.
  • Эшелонирование — создание интервалов по высоте и расстоянию между воздушными судами.

Высотомер и высота полета самолета.

Привет, друзья!

Начиная со второй половины 60-х в Советском Союзе была довольно популярна песня, написанная Александрой Пахмутовой и Николаем Добронравовым и называвшаяся «Обнимая небо…». Исполнял ее тогда замечательный певец Юрий Гуляев. Многие люди старшего поколения (особенно из авиационной среды) эту песню помнят и любят.

Хорошая такая, задушевная мелодия :-). Но дело, вобщем-то, сейчас не в ней. А вспомнил я ее потому, что когда думал о теме новой статьи, в голове проскочила ассоциация с интересными словами из текста этой песни: «Есть одна у лётчика мечта — высота, высота.»

Вот эти-то слова меня, можно сказать, и зацепили :-). Сайт существует уже больше года, пишутся статьи, говорили мы о скорости полета уже неоднократно, low pass даже вспомнили, а о таком (любому понятно :-)) важнейшем параметре, как высота полета самолета почему-то забыли.

Вернее не забыли, а забыл, потому что вопрос «почему» должен, конечно, адресовываться ко мне :-). Вот не знаю… Упустил из виду и все…. Однако сейчас мы этот пробел быстренько восполним.

Не знаю, что там за мечта у летчика из песни на самом деле, но без высоты полета не бывает. Как известно, «рожденный летать ползать не может» 🙂 (помните летчика Крошкина из фильма «Беспокойное хозяйство», переиначившего знаменитую фразу горьковской «Песни о соколе»?).

Итак, высота полета самолета, и как ее измеряют… Ну, что такое высота в данном случае, я думаю, не вопрос :-). Любой скажет, что это расстояние по вертикали от летящего самолета до точки на земной поверхности, выбранной за нулевую (точку отсчета). Некоторый вопрос заключается в том, что это за точка.

Сам принцип измерения высоты с развитием авиации совершенствовался (что естественно :-)), и сейчас способов измерения существует несколько. Когда-то давно в морском деле существовал такой измерительный инструмент, как лот. По сути дела простая веревка с грузом на конце, по длине которой можно было судить о глубине места (нечто схожее с высотой :-)). Лот уже давно превратился в эхолот.

Понятно, что для воздушных путешествий веревка, как измерительный инструмент, так сказать, малоприемлема :-). Однако способ измерения, возникший на заре развития авиации (история которой гораздо короче истории морского флота), существует и по сей день. Этот способ барометрический.

Основан он на естественном явлении падения атмосферного давления с высотой. Падает оно в соответствии с условным распределением давления, температуры и плотности воздуха в атмосфере. Это распределение называется Международной  стандартной атмосферой (МСА или ISA в английском).

Остается только, учитывая закономерности этого явления, отобразить его визуально, то есть, например, в виде указательной стрелки, перемещающейся по шкале, проградуированной в единицах высоты (метры или футы), и готов прибор, показывающий высоту полета самолетавысотомер. Второе его название – альтиметр (в латинском altus —  высоко), используемое чаще за рубежом, а у нас почему-то считающееся устаревшим.

В принципе высотомер был готов еще в 1843 году, когда французский ученый Люсьен Види (Lucien Vidie) изобрел всем известный барометр-анероид. Тогда, конечно, вряд ли кто задумывался о его применении в авиации. Но когда самолеты начали летать, как говорится, в полную силу, он оказался как нельзя кстати. Ведь ртутный барометр (имеющий еще более почтенный возраст) с собой в кабину не возьмешь :-).

Он хоть и более точен, но, понятно, для летательного аппарата (за исключением, быть может, воздушного шара) громоздок и неудобен. А вот компактный и чувствительный анероид вполне подходит, несмотря на определенные ошибки в измерениях.

Ошибок на самом деле хватает, как впрочем у любого аналогового прибора. Есть инструментальные из-за несовершенства изготовления прибора, есть аэродинамические из-за неточности измерения давления, особенно на высоте, есть и методические из-за того, что прибор не может, естественно, находясь на высоте в полете, учитывать изменения давления у земли, а также изменение температуры у земли, которая влияет (и ощутимо) на величину давления. Однако все эти ошибки уже давно научились учитывать.

Высотомер — это есть, по сути своей, барометр-анероид. Атмосферное давление подводится к его герметичному корпусу от ПВД (приемник воздушных давлений), а в самом приборе чувствительная анероидная коробка, деформируясь, реагирует на его изменения, передавая эту свою реакцию через специальную кинематическую систему (ее еще называют передаточно-множительный механизм) на указательную стрелку, двигающуюся по шкале, что и видит экипаж в кабине летательного аппарата.

Схема высотомера ВД-20.

Все барометрические высотомеры (как наши, так и зарубежные) имеют принципиально одинаковую конструкцию, но разных вариаций хватает 🙂 в зависимости от типа воздушного судна, порядка использования и дополнительных функций.

Первые высотомеры, использовавшиеся на старых самолетах оказались не очень-то удобны для визуального использования. Их лицевая панель была очень похожа на современные автомобильные спидометры. Стрелка была одна с пределом измерения от 0 до 1000. Причем полный круг она не описывала (как стрелка скорости у автомобильного спидометра).

А под этой стрелкой находились окошки с цифрами в них, в точности, как у автомобильного одометра, только показывали они, естественно, не пройденное расстояние, а тысячи футов (метров) высоты. То есть летчик по стрелке определял десятки и сотни метров высоты, а по цифровым окошкам тысячи.

Обычные барометрические указатели высоты полета самолета (высотомеры) все двухстрелочные (встречаются и трехстрелочные). Их циферблат похож на циферблат часов, только количество цифровых секторов не двенадцать, а десять.  Длинная стрелка (минутная :-)) делает один оборот при изменении высоты на 1000 м, при этом короткая (часовая :-)) перемещается только на один цифровой сектор.

То есть малая стрелка отсчитывает километры высоты (то есть, по сути дела, полную высоту), а большая – метры, причем эти стрелки могут работать как на одной шкале, так и каждая на своей.

Высотомер ВД-10.

Пределы измерения у приборов могут быть различны. Например, высотомеры ВД-10, ВД-17 измеряют высоты до 10-ти тысяч метров и устанавливаются в основном на самолеты, максимальная высота полета которых не очень велика. А такие, как например ВД-20 (стоит на ТУ-134, ТУ-154), ВД-28 (стоит на МИГ-29), ВДИ-30 (стоит на МИГ-23) имеют пределы измерения большие, соответствующие цифрам в их наименовании. То есть 20, 28 и 30 км высоты соответственно. Буквы во всех их названиях означают «высотомер двухстрелочный».

Высотомер ВД-28.

Высотомер ВД-28.

Бывают и однострелочные, когда в наличии только одна, большая стрелка, но тогда на циферблате обязательно есть окошко в котором полная высота представлена цифрами (подобно вышеописанным старым высотомерам, но в более удобном виде :-)). Таков, например, высотомер УВИД-15(Ф). Буква Ф означает «футовый». Это связано с тем, что высота в России и некоторых других странах из меряется в метрах, а во стальном мире в футах (1 фут равен 0,3048 м). Поэтому и приборы могут быт градуированы в метрах или в футах.

Или вот еще один высотомер, не наш, западный. Марки не знаю, но это и неважно. Важно другое. На нем, как вы видите аж три окошка с цифрами.

Альтиметр с окошками Колсманна.

Окошки эти (точнее два нижних) называют окнами Колсманна по имени американского изобретателя Пауля Колсманна (Paul Kolsmann, эмигрировал в Америку из Германии в 1923 году :-)), занимавшегося авиационными приборами. Он-то как раз эти окна и придумал. Для чего?

На самом деле – это очень важная вещь в деле контроля высоты полета самолета, и на каждом высотомере есть как минимум одно окно Колсманна. Кроме того все эти приборы имеют специальную кремальеру, кинематически связанную со шкалой, которая видна в этом окне. Шкала эта подвижна и на ней нанесены цифры, представляющие собой величину атмосферного давления.

Это давление может быть представлено на приборах в различных единицах измерения. В России используются миллиметры ртутного столба, в Америке и Канаде та же величина в дюймах (inch-ах, один дюйм (inch) равен 2,54 см), в Европе и других странах – в гектопаскалях (или миллибарах, что то же самое :-)).

В том «западном» высотомере это давление показано для удобства сразу в двух окошках (Колсманна). В левом в гектопаскалях, в правом в дюймах.

Для любого измерительного прибора, чтобы он осуществлял свои функции, требуется наличие нуля, точки отсчета. Для высотомера, соответственно, тоже должна быть какая-то начальная ( нулевая) высота. А так как прибор барометрический, то эта высота должна соответствовать определенному начальному давлению, например, давлению того места откуда начинается полет. Вот это самое начальное давление как раз и устанавливается на высотомере в окошке Колсманна.

Хотя на самом деле таких «начальных давлений» в практике полетов существует несколько. Поэтому и определений высот полета самолета тоже несколько. Первая – это, пожалуй, истинная высота Нист.. Это реальная высота полета, отсчитываемая от точки поверхности местности, над которой в данный момент пролетает самолет. Международное обозначение AGL (Above Ground Level).

Высотомер, как барометрический прибор, не меряет реальную высоту непосредственно. Он делает это косвенно, измеряя разность давлений между начальным давлением и давлением на той высоте, на которой он находится. Получаем так называемую барометрическую высоту. Она может довольно сильно отличаться от реальной высоты AGL. Все зависит от величины давления, установленной на высотомере.

Виды высот полета самолета.

Далее высота относительная Нотн.. Она отсчитывается от некоего условного уровня, обычно от уровня аэродрома, с которого взлетает (или на который садится) самолет. В международном обозначении эта высота —  height и ей соответствует давление QFE (Q-code Field Elevation), то есть давление на уровне порога ВПП.

Еще одна высота это абсолютная Набс.. Это высота полета самолета, отсчитываемая от условного (среднего) уровня моря. Международное обозначение – altitude. Этой высоте соответствует давление QNH (Q-code Nautical Height) означающее давление в данной точке земной поверхности, приведенное к уровню моря.

На всякий случай скажу, что значит «приведенное к уровню моря» (упрощенно :-)). Имеем вышеупомянутое давление в данной точке поверхности. Допустим, это давление на пороге ВПП, то есть QFE. Превышение (абсолютная высота) этой точки над уровнем моря известно (обычный топографический параметр :-)).

Кроме того, известна зависимость падения давления с высотой. Например, для небольших высот принято, что изменение высоты на 11,2 м соответствует изменению давления на 1мм рт. ст. (так называемая барометрическая ступень) или подъем на высоту 800 м соответствует падению давления на 100 гПА.

Остается высоту нашей точки от уровня моря поделить на 11,2 (если за единицу измерения принимаем мм.рт.ст.) и полученное давление сложить с имеющимся (QFE, в данном случае). В итоге имеем давление в точке, если бы она находилась на уровне моря (то есть приведена к уровню моря).

Интересно, что средний уровень моря (международное обозначение MSL) во ряде стран СНГ, в России и в Польше ведется с использованием Балтийской системы высот (то есть по уровню Балтийского моря в Кронштадте), а по стандартам ICAO с использованием системы WGS-84, которые не полностью совпадают.

Кроме того еще высоты полета самолета до 200 м именуются предельно малыми, от 200 до 1000 м малыми, от 1000 до 4000 м средними, от 4000 м до 12000 м большими и выше 12000 м – стратосферными.

Летчик, выруливая на взлетную полосу аэродрома с помощью вышеуказанной кремальеры устанавливает в окошке высотомера определенное давление, которое ему сообщает диспетчер (руководитель полетов). Для российских аэродромов – это давление QFE, то есть на высотомере при этом стоит высота, равная нулю.

Интересно, что так делается только в России (и в некоторых странах СНГ). В остальном мире перед вылетом на высотомере выставляется давление, приведенное к уровню моря, то есть QNH. И на высотомере у них уже до взлета стоит высота превышения аэродрома над уровнем моря (а вовсе не ноль, как у нас).

Далее самолет взлетает и в процессе полета летчик на определенных этапах полета выставляет на высотомере соответствующие давления, которые ему сообщает диспетчер (руководитель полетов). Сам этот порядок выставки строго регламентирован, потому что от  него напрямую зависит безопасность полетов.

В статье о TCAS я уже говорил, что воздушное пространство только кажется необъятным, хотя когда-то оно, конечно, таковым и было :-). Но сейчас самолетам в воздухе уже довольно тесно (особенно над Европой и Америкой) и, чтобы избежать никому ненужных встреч в воздухе, возрастает роль воздушного эшелонирования.

Оно бывает продольное, боковое и вертикальное. Нас сегодня интересует последнее, как непосредственно связанное с высотой полета самолета. Упрощенно суть вертикального эшелонирования такова. В некоторой области воздушного пространства через определенные интервалы по вертикали назначаются высоты, на которых должны находиться воздушные суда для того, чтобы гарантированно избежать опасного сближения (или даже столкновения) при пролете в относительной близости по отношению друг к другу.

Тут появляется еще одно определение высоты полета самолета. Это высота эшелона. Или просто эшелон (международное обозначение FL). Но для того, чтобы самолеты, находящиеся на разных эшелонах, были гарантировано на достаточном высотном интервале друг от друга, нужно, чтобы их высотомеры работали одинаково, то есть, чтобы у всех у них изначально было установлено одно и то же давление. Тогда в любой заданной точке пространства высотомеры разных самолетов будут показывать одну и ту же высоту.

Есть одна такая величина давления, которая одинакова и постоянна во всем мире. Вот она-то и выставляется на высотомере для  полета воздушного судна на эшелоне. Это стандартное атмосферное давление 1013,2 гПа = 760 мм рт. ст. = 29,92 дюйма рт. ст. Международное обозначение QNE). Оно, кстати, выставлено на высотомере, показанном выше, том самом с двумя окошками Колсманна.

Давление одинаковое, а схемы эшелонирования в разных странах могут быть разными. Иной раз мешанина еще та :-). При пересечении границ различных государств экипаж самолета действует по указанию диспетчера, и по его же указанию может поменять эшелон.

То есть высота эшелона скорей всего не будет соответствовать истинной высоте полета и даже будет от него отличаться на сотни метров. Зато безопасное эшелонирование будет соблюдено. И даже, если самолет летит на самом нижнем эшлоне, он все равно находится достаточно далеко от земли (как минимум в 1500-1800 м). то есть ниже нижнего эшелона тоже существует своя зона полетов.

Схема высот с принципом перехода на эшелон и обратно.

А действия экипажа для перехода воздушного судна к полету на эшелоне таковы. Самолет взлетает с выставленной на его высотомере величиной давления, соответствующей QFE (у нас) либо QNH (у них). Далее в наборе он достигает определенной высоты, называемой высотой перехода (международное обозначение ТА). При пересечении этой высоты экипаж выставляет на высотомере стандартное атмосферное давление 1013,2 гПа (QNE). После этого продолжается набор высоты, и самолет занимает свой эшелон согласно указаниям диспетчера.

При снижении тоже существует определенная условная высота, на которой уже происходит смена установленных на высотомере давлений с QNE на QFE или QNH, которые нужны экипажу для полета в районе аэродрома и захода на посадку. Эта высота называется эшелон перехода (международное обозначение TL).

Высота перехода в России для каждого аэродрома своя, а за рубежом она в основном одинакова для всех пунктов взлета и посадки самолетов.

Эшелон перехода обычно рассчитываются из соображений безопасности так, чтобы между ними был промежуток по высоте не менее 300 метров. Это нужно для того, чтобы самолеты, покидающие эшелон и совершающие переход на него не имели возможности столкнуться на реальной для них высоте. То есть должен быть, так сказать, запас на перестановку давления на альтиметре. А слой пространства между высотой перехода и эшелоном перехода так и называется переходный слой.

В этом слое разрешены только набор высоты и снижение, то есть переходные эволюции с высоты на эшелон и с эшелона на высоту. Горизонтальный полет в переходном слое запрещен.

Система перехода на эшелон и обратно.

В случае, если полет совершается на высотах ниже нижнего эшелона, то в районе аэродрома на высотомере выставляется давление QFE, а при дальнейшем следовании по маршруту используется минимальное из замеренного во всех точках следования давление, приведенное к уровню моря, то есть по сути дела это QNH. Такой режим полетов обычно используют маловысотные поршневые самолеты, летающие по правилам визуальных полетов (ПВП), а также вертолеты.

Существует еще и такой вариант, когда шкалы давлений высотомера не хватает.  Обычно это возможно в том случае, если аэродром высокогорный. Если он расположен достаточно высоко, то давление на пороге его ВПП может оказаться ниже «последней черты» 🙂 шкалы прибора.

В таком случае перед вылетом с этого аэродрома экипаж устанавливает на своем высотомере давление порога ВПП, приведенное к уровню моря, то есть все то же QNH. А показания высотомера будут в этом случае что-то типа начальной точки или «условного нуля». То же самое происходит и при подлете к таком аэродрому. Диспетчер сообщит экипажу QNH и абсолютную высоту этого аэродрома, которая будет отображаться на шкале в момент посадки.

Однако для полетов с такого рода аэродромов существуют и специальные высотомеры. Например, высотомер ВД-20К. Он так и называется «высокогорный». У него на каждой высотной шкале существует подвижный маркер (кинематически связанный с кремальерой выставки давления). В случае работы с высокогорного аэродрома на высотомере выставляется абсолютная высота порога ВПП, сообщаемая диспетчером. Тысячи метров по внутренней шкале, сотни и десятки по внешней. Тогда при посадке высотомер покажет нулевую высоту.

Высотомер ВД-20К.

Вся эта система на первый взгляд кажется довольно сложной. Этакая каша с эшелонами, высотами, давлениями, переходами, различными определениями и вариантами полета… Не все уж так элементарно :-). Но на самом деле и не все так плохо :-). Сам по себе принцип вертикального эшелонирования и правила его соблюдения достаточно стройны и хорошо отлажены.

Точное и своевременное выполнение всех необходимых действий – вопрос правильного обучения и постоянной практики, чем пилоты современной авиации и занимаются. А некоторую «кашу» в этом деле создают, как ни странно, границы между государствами. Для самолета они, вроде бы, преграды не составляют: перелетел и все. Но на деле не все так просто.

При пересечении границы далее приходится лететь по правилам, действующим в государстве, над которым летит самолет. А это значит, что возможно придется поменять высоту или эшелон, которые, кстати, могут выражаться в различных единицах измерения (в футах или в метрах). Сама система эшелонирования может быть другая и правила производства полетов могут отличаться и еще много чего другого :-).

Стремление к единому порядку и стандартизации конечно имеет место (страны Европы, Америка и Канада), например, стандарты ICAO, но всяких местных различий хватает. Россия, например, всего около года назад перешла на футовую систему нумерации эшелонов (до этого была метрическая по стандартам СССР), по принципу системы RVSM, но при этом полеты ниже эшелона перехода все равно выполняются по-старому.

А в Китае действует система RVSM (с 2007 года), но эшелоны нумеруются в метрах. Интересно, что когда у них была старая система метрического эшелонирования (до 2007 года), она все равно отличалась от принятой в СССР.

О системе RVSM я говорил в статье о ТСАS. Напомню, что это вновь вводимая система эшелонирования, в которой на определенном участке высот определены сокращенные интервалы между эшелонами. Это сделано для увеличения пропускной способности воздушного пространства. Вот так вот :-). Тесно в воздухе на самом-то деле…

Вобщем, во всем этом деле высотомеру принадлежит очень важная роль. Измерение и контроль высоты полета самолета вообще считается очень важной задачей, потому что от правильного ее выполнения напрямую зависит безопасность полетов. Исходя из этого на современном летательном аппарате средства измеряющие высоту полета (как и многие другие жизненно важные элементы) дублируются.

Самолет ТУ-154. Верхний прибор — радиовысотомер РВ-5, ниже УВИД-15, ниже — ВД-15. Слева пустое окно для указателя УВО-15М1 (на фото ниже).

В комплекте приборного оборудования практически всегда присутствует высотомер, использующий другой способ измерения высоты — радиотехнический. Он так и называется — радиовысотомер.

Он работает по принципу радиолокации, то есть замеряет время прохождения радиосигнала (СВЧ) от самолетной передающей антенны (расположенной обычно на нижней части фюзеляжа) до поверхности и обратно (отраженный сигнал) до самолетного приемника. Это, по сути дела, частный случай радиодальномера.

Радиовысотомер А-034-4-12.

В отличие от барометрического высотомера его показания не зависят от состояния атмосферы, никакое исходное давление ему для работы не нужно, и показывает он истинную высоту до поверхности, отличаясь к тому же большей точностью.

Единственно теоретически возможная неточность состоит в том, что сигнал от от передатчика направленный. А это значит, что при больших углах крена и тангажа (более 20 º )возможны ощутимые неточности в измерениях, потому как в этом случае сигнал попадает на поверхность под углом (как гипотенуза в прямоугольном треугольнике) и проходимое им расстояние оказывается больше, чем истинная высота полета.

Радиовысотомер представляет собой комплект электронной аппаратуры с антенной. В кабину экипажа на приборную доску выведен только индикатор, непосредственно показывающий высоту, а также обычно имеется система предупреждения об опасной высоте со звуковой и световой сигнализацией.

То есть радиовысотомер может входить в комплект систем предупреждения столкновения с землей (типа TAWS или ЕGPWS) и являться их важной составляющей частью. Кроме того он существенно повышает возможность автоматизации процесса посадки.

На практике наибольшее применение получили так называемые высотомеры малых высот. Это приборы с частотной модуляцией сигнала, работающие в режиме непрерывной локации. С их помощью замеряются высоты примерно до 1500 м и используются они чаще всего при осуществлении захода на посадку. Как пример можно привести высотомеры РВ-3 (высота до 300 м ) и РВ-5 (высота до 750 м).

Но существуют также высотомеры больших высот, работающие в импульсном режиме (импульсная модуляция). Замеряемые высоты – до 30000 м. Как пример можно привести радиовысотомер РВ-18 (18000 м). Такие аппараты применяются главным образом в военной авиации, а также, кстати, в космонавтике. Они применялись, например, для осуществления посадок спускаемых аппаратов на Луну.

В настоящее время практически на каждом самолете (за исключением быть может легких поршневых) стоит как минимум один радиовысотомер. А зачастую их может быть и несколько. Причем они могут работать (как я уже сказал) в комплексе с другими самолетными системами.

Например, на самолете СУ-24 использовались два радиовысотомера. РВ-3МП – радиовысотомер малых высот и РВ-18А1 «Крона» — больших высот. На СУ-24М они были заменены на один высотомер, который совместил их функции РВ-21 «Импульс» (А-035).

Этот высотомер стал в том числе частью прицельно-навигационной системы ПНС-24М «Тигр», а на моем любимом СУ-24МР 🙂 —  навигационного комплекса НК-24МР.

То же самое можно сказать и про барометрические высотомеры. Они используются параллельно с радиовысотомерами и их тоже бывает иногда и больше одного 🙂 (в зависимости от конструкции летательного аппарата).

На приборной доске они все представлены, причем одни из них представляют собой классические барометрические высотомеры, получающие воздушные сигналы от ПВД, а другие являются только указателями (индикаторами), уже не имеющие ничего общего с барометром :-), чаще всего это уже электромеханические приборы.

Указатель высоты УВ-30-3 от СВС-72.

Дело в том, что все более усложняющаяся практика самолетостроения превратила современные летательные аппараты в сложные технические комплексы. Системы управления, пилотажно-навигационные системы, системы вооружения (на военных самолетах), различные специализированные разведывательные комплексы.

Для своей работы все это оборудование требует исходных данных, в том числе и данные о воздушной обстановке (высота абсолютная и истнная, скорость приборная и истинная, число М и др.). Причем данные эти должны быть определенной точности и с учетом определенных условий, например, сжимаемости воздуха, температурного нагрева при торможении потока и т.д.

Обычные аэрометрические приборы не могут похвастаться достаточной точностью, кроме того большинство из них не выдают сигналов в электронной форме, которые требуются для специальных систем.

Для того, чтобы решить эти вопросы были созданы централизованные системы, которые измеряют (получая сигналы давления непосредственно от ПВД), обрабатывают и вычисляют (с учетом всех воздушных особенностей и поправок) параметры полета и окружающей воздушной обстановки. Все эти данные затем передаются на указатели в кабине (те, которые необходимы в полете) и в бортовые комплексы специализированного оборудования, обеспечивая их правильное функционирование.

Это могут быть централи скорости и высоты (ЦСВ) или же системы воздушных сигналов (СВС). Первые более упрощенного вида. Пример – централь ЦСВ-1М. Она занимается измерением и выдачей на указатели таких параметров, как относительная барометрическая высота, истинной воздушная скорость, число М, температура наружного воздуха, относительная плотность воздуха.

Кабина МИГ-25РУ. 1 — барометрический указатель УВбСК, 2 — радиовысотомер, 3 — указатель высоты УВО-М1 в системе СВС.

Тоже ТУ-154, те же высотомеры плюс под буквой «В» указатель высоты УВО-15М1б (от системЫ СВС-ПН-15-4Б).

Приборная доска бомбардировщика ТУ-160. 1 — высотомер ВМ-15, 2 — указатель высоты УВО-М1 (от СВС), 3 — радиовысотомер.

Системы СВС более сложные, повышенной точности и расширенным кругом выполняемых задач. Например, система СВС-П-72, устанавливавшаяся ни самолетах МИГ-29, определяет (вычисляет) такие параметры полета, как Нотн, Набс, число М, истинную и приборную скорость, температуру и плотность воздуха.

Разведчик СУ-24МР. 1 — радиовысотомер РВ-21, 2 — указательвысоты УВО-М1 от СВС-ПН-5-3, 3 — высотомер ВД-28.

Часть этих параметров система индицирует на указателях в кабине самолета. Кроме того все они, так сказать, расходятся по потребителям :-). Что-то идет в регистратор параметров полета (черный ящик :-)), что-то в пилотажно-навигационный (или прицельно-навигационный) комплекс, в бортовую вычислительную машину (БЦВМ), а что-то, в частности высота (Набс.), поступает на самолетный ответчик. В этом случае отметка самолета на экране воздушной обстановки у диспетчера имеет данные о высоте полета самолета.

Отметки самолетов на эране радара диспетчера. Данные о высоте (в футах, плюс два нуля) — нижние левые трехзначные цифры.

По требованиям ICAO все воздушные суда должны передавать в автоматическом режиме данные о своей высоте. Если эти данные не формируются системой СВС (если ее нет на борту), то на борту должен быть высотомер (так называемый диспетчерский), который кроме визуальных показаний на циферблате также преобразует измерения барометрической высоты в электрический сигнал, который потом через самолетный ответчик получает диспетчер и видит у себя на экране воздушной обстановки.

Таковы (примерно :-)) два основных способа измерения высоты полета самолета. Существуют, однако, и другие, хотя конкурентами для двух первых они не являются :-). Например, акустический способ, использующий принцип эхолокации. Тот самый, который в природе используют летучие мыши. На этом принципе как раз и работает вышеупомянутый эхолот :-).

Сейчас определенную популярность приобрел способ измерения высоты с помощью GPS-технологий. Приемник этой системы, как известно, в зависимости от количества вещающих спутников может вычислить координаты тела в пространстве. Одна из координат – это высота над средним уровнем моря (в вышеупомянутой системе координат WGS84).

Такого рода высотомеры используются сейчас на некоторых самолетах (в основном малой авиации), а также в качестве парашютных высотомеров для спортивных прыжков с парашютом. Однако, широкой практикой это на стало, потому что для вычисления нужно время (около секунды) и выдаваемый сигнал на больших скоротях спуска уже не соответствует действительному (несмотря на введение коррекции на скорость).

Вернемся, однако, к началу :-). Высота полета самолета… С одной стороны романтика, а с другой очень важный параметр, как с технической стороны, так и для безопасности. Высотомер – прибор, без которого не обходится ни один самолет.

На каждом летательном аппарате есть барометрический высотомер. На подавляющем большинстве современных самолетов и вертолетов есть радиовысотомеры (сейчас это актуально и для малой авиации). Кроме того, если на летательном аппарате присутствует система типа СВС, то наверняка есть еще и указатель высоты, работающий от нее. Вобщем, высотомеров хватает, и лишнее дублирование в этом смысле «лишним» не бывает :-).

Правда, на современных лайнерах пилотские кабины ощутимо изменились :-). Они теперь все стали «гладкие», простых циферблатов практически не увидишь, сплошные экраны, так сказать, «голая цифра». Удобно это с точки зрения эксплуатации или нет – не мне судить :-). Тем более, что принципы полетов остались такими же. Все те же высоты и эшелоны, все те же давления. И высотомеры все теже, быть может с несколько измененным внешним видом.

Кабина А320-214. Гладкая…..

А вот это кабина ИЛ-86. Все по-старому…

Пожалуй, на сегодня все. Надеюсь всем все было понятно. Если есть какие-то неясности, пишите, обязательно разберемся :-).

В заключение два видео ролика. В первом общий рассказ о высотомерах, а во втором показана работа реального радиовысотомера в комплекте с авиасимулятором. По-моему довольно эффектно и понятно :-).

До новых встреч :-).

Фотографии конечно же кликабельны.

Related posts:

  1. Скорость полета самолета и трубка Пито.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *