氣壓高度表講解

3.1氣壓式高度表氣壓式高度表是通過感受大氣壓力,指示飛機飛行高度的高度表。正確地測量和選擇飛行高度,對充分發(fā)揮飛機性能、減少燃油消耗、節(jié)約飛行時間和保證飛行安全都有十分重要的意義。3.1.1飛行高度及測量方法飛機的飛行高度是指從飛機到某一個指定基準(zhǔn)面之間的垂直距離。根據(jù)所選基準(zhǔn)面,飛行高度可分以下幾種,如圖3.1-1

所示。1.相對高度飛機到某一機場場面的垂直距離叫作相對高度。飛機起飛、降落時,必須知道相對高度。下一頁返回3.1氣壓式高度表2.真實高度飛機到正下方地面(如地面、水面、山頂?shù)?的垂直距離叫作真實高度。在飛越高山、高空攝影、航測,尤其是盲降著陸時,需要準(zhǔn)確測量真實高度。3.絕對高度飛機到平均海平面的垂直距離叫作絕對高度。在海上飛行時,需要知道絕對高度。我國的平均海平面在青島附近的黃海上,它是我國地理標(biāo)高的“原點”。相對高度、真實高度、絕對高度都是以地表面上某一水平面作為基準(zhǔn)面的高度,具有穩(wěn)定的幾何形態(tài),有的文獻稱為幾何高度。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表4.標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度(HQNE)飛機到標(biāo)準(zhǔn)氣壓平面的垂直距離叫作標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度。標(biāo)準(zhǔn)氣壓平面是國際統(tǒng)一規(guī)定的氣壓基準(zhǔn)面,它的氣壓為760mmHg或1013hPa②(1013mbar③)或29.92inHg榆。在航線飛行時,采用標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度,可以統(tǒng)一高度基準(zhǔn),避免兩機相撞的危險。飛機平飛時,相對高度、絕對高度都不改變;真實高度隨飛機正下方地面高度的改變而改變;標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度則隨飛機正下方標(biāo)準(zhǔn)氣壓平面位置的改變而改變。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表幾種高度的關(guān)系是:絕對高度=相對高度+機場標(biāo)高=真實高度+地點標(biāo)高標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度=相對高度+機場標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度需要指出的是標(biāo)高和標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度是不同的,標(biāo)高是某地到地理“原點”的高度,即海拔高度;標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度則是該地到標(biāo)準(zhǔn)氣壓平面的高度,它們的基準(zhǔn)面是不同的。5.場壓高度(HQFE)場壓高度是以起飛或著陸機場的場面氣壓為基準(zhǔn)面的氣壓高度,簡稱為場壓高。在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下,場壓高等于相對高度。當(dāng)飛機停在跑道上時,氣壓式高度表指示的場壓高應(yīng)為零(準(zhǔn)確講,應(yīng)為飛機座艙高度)。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表6.修正海壓高度(HQNH)修正海壓高度即修正海平面氣壓高度,簡稱為海壓高度或海壓高。它是以修正海平面氣壓為基準(zhǔn)面的氣壓高度。修正海平面氣壓是根據(jù)當(dāng)時機場的場面氣壓和標(biāo)高,按照標(biāo)準(zhǔn)大氣條件推算出來的海平面氣壓值(由氣象臺提供)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下,修正海壓高度等于絕對高度。當(dāng)飛機停在跑道上時,氣壓式高度表指示的海壓高應(yīng)為機場標(biāo)高。準(zhǔn)確地講,應(yīng)為飛機座艙高度加機場標(biāo)高。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度、場壓高度和海壓高度都和大氣壓力有關(guān),可以通過測量大氣壓力間接測量,有的文獻上又把它們稱為氣壓高度。幾種氣壓高度的關(guān)系是:海壓高度=場壓高度+機場標(biāo)高標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度=海壓高度+氣壓修正高度氣壓修正高度是指按照標(biāo)準(zhǔn)大氣高度公式計算出來的修正海平面氣壓值與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值之差對應(yīng)的高度值。在海平面附近(或較低高度上),氣壓與高度的換算值約為11m/mmHg、8.25m/hPa或1000ft/inHg。標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度、場壓高度和海壓高度可以用氣壓式高度表測量;真實高度使用無線電高度表測量。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表3.1.2高度表的原理1.高度與大氣壓的關(guān)系地球周圍的大氣對物體存在著一定的壓力,叫作大氣壓力。大氣壓力是怎樣產(chǎn)生的呢?從宏觀上講,是大氣的重量作用于物體表面;從微觀上講,是氣體分子布朗運動所產(chǎn)生的撞擊力。在對流層和平流層(飛機通常在這兩層飛行),隨著高度增高,大氣密度逐漸減小,氣溫逐漸降低(平流層不變)。因此,大氣壓力隨高度升高而逐漸減小,如圖3.1-2所示。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表2.高度表的基本原理氣壓式高度表的結(jié)構(gòu),如圖3.1-3所示。氣壓式高度表的敏感元件是真空膜盒。從靜壓收集器來的靜壓(大氣壓力)作用在膜盒外,靜壓變化時,膜盒產(chǎn)生變形,膜盒的變形量經(jīng)傳送機構(gòu),使指針轉(zhuǎn)動,指示出相應(yīng)高度。例如,氣壓等于760mmHg時,指針指零高度,這時膜盒的彈力與大氣壓力相平衡。飛機高度增加,大氣壓力減小,膜盒膨脹,帶動指針順時針轉(zhuǎn)動,直到膜盒彈力與靜壓相等,指針停轉(zhuǎn),指示出較高高度。反之,飛機高度降低時,膜盒被壓縮,指針反轉(zhuǎn),指示出較低高度。因此,只要刻度盤按標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度公式刻度,就可以通過測量靜壓,指示出高度。從以上分析看出,氣壓式高度表是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下高度與靜壓的對應(yīng)關(guān)系,利用真空膜盒測靜壓,從而指示飛行高度。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表3.1.3高度表的結(jié)構(gòu)如圖3.1-4所示為幾種常見的氣壓式高度表表面,按表面刻度上有無高度指標(biāo),可將氣壓式高度表分為不帶高度指標(biāo)和帶高度指標(biāo)兩類。1.不帶高度指標(biāo)的氣壓式高度表在圖3.1-4中,(a)和(b)是不帶高度指標(biāo)的氣壓式高度表。圖3.1-4(a)所示氣壓式高度表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.1-5所示,它主要由感受、傳送、指示和調(diào)整機構(gòu)等部分組成。感受部分由四只真空膜盒串聯(lián)組成,可以增大膜盒形變量,提高儀表靈敏度。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表傳送部分由連桿、齒輪等組成,它把膜盒的變形傳給指示部分。指示部分由指針、刻度盤和數(shù)字顯示器組成?？潭缺P每小格表示20ft淤,每隔100ft刻有數(shù)字。數(shù)字顯示從左到右分別為萬位、千位、百位,顯示范圍為-1000~50000ft。讀數(shù)時,先讀顯示器數(shù)字,然后再讀指針指示值,圖3.1-4(a)中所示高度為19700ft。調(diào)整機構(gòu)由氣壓調(diào)整旋鈕、齒輪組、數(shù)字顯示器等組成。顯示器有毫巴(mbar)和英寸水銀柱(inHg)兩種不同單位的氣壓顯示窗,前者顯示范圍為779~1049mbar,后者為23.00~30.99inHg。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表調(diào)整機構(gòu)用來做什么?假設(shè)沒有調(diào)整機構(gòu),儀表就不能選擇不同的測量基準(zhǔn),也就是說,儀表只能測量一種高度(如標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度),而不能測量其他種類的高度,這就使它受到了很大的限制。因此,調(diào)整機構(gòu)可以用來選擇高度基準(zhǔn)面,測量不同種類的高度。同時,還能用來修正氣壓方法誤差。轉(zhuǎn)動調(diào)整旋鈕,可使氣壓顯示窗顯示選擇的氣壓基準(zhǔn)值。同時,傳動機構(gòu)還帶動真空膜盒組和整個指示機構(gòu)按標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度關(guān)系轉(zhuǎn)動相應(yīng)數(shù)值,從而顯示出相對所選基準(zhǔn)面的高度。如果大氣壓力正好為基準(zhǔn)值(例如在機場),高度顯示零高度;飛機升空后,顯示相對高度。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表儀表后部還設(shè)有一個數(shù)字調(diào)節(jié)器。如在地面,氣壓顯示為場壓,高度指示不為零時,機務(wù)人員可以調(diào)節(jié)它,使高度指示為零。這種高度表還裝有一個電動振蕩器。接通電源后,電動振蕩器連續(xù)輕微振動膜盒,可以減小儀表的遲滯誤差(膜盒在壓力增加或減小時,在同一壓力下變形量不同)。當(dāng)振蕩器不工作時,表面上方將出現(xiàn)“V”振蕩警告旗,振蕩作用失效,但儀表仍可使用。圖3.1-4(b)氣壓式高度表指示部分由指針和刻度盤組成。長指針、短指針、細(xì)指針每走一個數(shù)字分別代表100ft、1000ft、10000ft。圖3.1-4(b)中所示高度為1300ft。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表2.帶高度指標(biāo)的氣壓式高度表高度表由于結(jié)構(gòu)關(guān)系,氣壓刻度范圍較窄(常為670~790mmHg或950~1050mbar),在大氣壓力較低的高原機場使用時,無法調(diào)整到場面氣壓值(低于670mmHg),不能測量相對高度。因此,設(shè)計安裝了代替氣壓刻度的高度指標(biāo)。由于高度指標(biāo)可以在全高度范圍內(nèi)用高度值選擇測量基準(zhǔn)面,這樣測量相對高度就不受限制了。如圖3.1-4(c)所示為一種帶高度指標(biāo)的氣壓式高度表,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.1-6

所示,它同樣由感受、傳送、指示和調(diào)整機構(gòu)等組成。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表圖3.1-4(c)指示部分短指針在內(nèi)圈刻度盤上每走一小格代表1000m,每走一數(shù)字代表2000m;長指針在外圈刻度盤上每走一小格代表10m,每走一數(shù)字代表100m。圖中所示高度為950m。調(diào)整機構(gòu)由調(diào)整旋鈕、密封螺帽、調(diào)整齒輪組、氣壓刻度盤、內(nèi)外高度指標(biāo)等組成。氣壓刻度范圍為670~790mmHg,每小格表示1mmHg,每10mmHg標(biāo)一數(shù)字。高度指標(biāo)讀法與高度指針相同。氣壓刻度和內(nèi)外高度指標(biāo)指示數(shù)互相對應(yīng),并符合標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度關(guān)系。轉(zhuǎn)動調(diào)整旋鈕,氣壓刻度盤和高度指標(biāo)同時轉(zhuǎn)動,前者指示基準(zhǔn)面的氣壓,后者指示基準(zhǔn)面的標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度。當(dāng)氣壓刻度盤轉(zhuǎn)到超過670~790mmHg范圍時,氣壓窗出現(xiàn)一個擋片,遮住氣壓刻度盤,這時,內(nèi)外指標(biāo)所指示的基準(zhǔn)面的標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度,正好代替了氣壓刻度盤指示基準(zhǔn)面氣壓的作用,仍然能夠測量相對高度。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表密封螺帽可以改變調(diào)整齒輪的嚙合關(guān)系。旋緊密封螺帽,調(diào)整機構(gòu)正常工作。松開密封螺帽,彈簧使調(diào)整齒輪與支架齒輪脫離嚙合,這時,轉(zhuǎn)動調(diào)整旋鈕只能使氣壓刻度盤和高度指標(biāo)轉(zhuǎn)動,高度指針不動,這就可以單獨調(diào)整氣壓刻度和高度指標(biāo),修正可能出現(xiàn)的機械誤差。3.1.4高度表的使用為了維護空中交通秩序和飛行安全,我國民航規(guī)定飛機起降過程中使用修正海壓高度,航線飛行時使用標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表1.起飛前起飛時,高度表應(yīng)指示以修正海壓平面為基準(zhǔn)面的海壓高度。轉(zhuǎn)動氣壓調(diào)整旋鈕,使氣壓刻度(或顯示數(shù))為修正海壓,高度指針應(yīng)指機場標(biāo)高。若是帶高度指標(biāo)的高度表,高度指標(biāo)應(yīng)指示修正海平面和標(biāo)準(zhǔn)氣壓平面之間的高度差。飛機起飛后,高度指針指示飛機的海壓高度。當(dāng)調(diào)高度表時,氣壓刻度(或顯示數(shù))為修正海壓,高度指針不指機場標(biāo)高。對于有密封螺帽的高度表,應(yīng)首先將高度指針調(diào)到機場標(biāo)高,然后松開密封螺帽,單獨調(diào)氣壓刻度到修正海壓,調(diào)完后旋緊螺帽。對于沒有密封螺帽的高度表,只能請機務(wù)人員調(diào)整。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表2.飛行中在起飛上升過程中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)航行管制規(guī)定,在適當(dāng)時候把指示調(diào)為標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度。在航線飛行中,高度表應(yīng)指示標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度。轉(zhuǎn)動氣壓調(diào)整旋鈕,使氣壓刻度為1013.2mbar(或760mmHg),高度指針即指示飛機的標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度。若帶高度指標(biāo),應(yīng)指示零。3.著陸前在著陸過程中,高度表應(yīng)指示以修正海壓平面為基準(zhǔn)面的海壓高度(調(diào)整時間根據(jù)航行管制規(guī)定確定)。著陸前,轉(zhuǎn)動調(diào)整旋鈕,使氣壓刻度為修正海壓,高度指針便指示海壓高度。若帶高度指標(biāo),應(yīng)指示修正海平面和標(biāo)準(zhǔn)氣壓平面之間的高度差。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表4.著陸后著陸后,高度指針指示機場標(biāo)高。飛行各階段高度表的調(diào)整方法如表3.1-1所示。飛機轉(zhuǎn)場過程中,高度表的使用方法和指示情況如圖3.1-7所示。3.1.5高度表的誤差高度表的誤差分為機械誤差和方法誤差兩類。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表1.機械誤差由于高度表在構(gòu)造、材料、制造上的缺陷以及使用中的磨損、變形等引起的誤差,叫作機械誤差。例如,有時在起飛前校場壓時,氣壓刻度指示機場場壓,高度指針卻不指零,原因就是存在機械誤差。機械誤差經(jīng)定期測定后,繪制成修正量曲線表,放在飛機上,供需要時查用。如圖3.1-8所示為高度表機械誤差修正量曲線表。2.方法誤差氣壓式高度表是按照標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度公式設(shè)計制造的。當(dāng)實際大氣條件不符合標(biāo)準(zhǔn)大氣條件時,指示將出現(xiàn)誤差,這種誤差叫作高度表的方法誤差。它又分為氣壓方法誤差和氣溫方法誤差兩種。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表1)氣壓方法誤差高度表測量基準(zhǔn)面氣壓不符合標(biāo)準(zhǔn)大氣條件而引起的誤差,叫作氣壓方法誤差。如圖3.1-9所示,說明了氣壓方法誤差產(chǎn)生的原因。設(shè)想從大氣中取出一段大氣柱,研究基準(zhǔn)面氣壓變化后,該大氣柱各層氣壓面相對于基準(zhǔn)面的高度變化。如果大氣柱符合標(biāo)準(zhǔn)大氣條件,則大氣柱中各層氣壓面之間距離保持一定,并符合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,此時氣壓式高度表的指示是準(zhǔn)確的。例如,飛機在560mmHg的氣壓面上飛行,儀表指示的高度為2500m,飛機相對于基準(zhǔn)面的高度也就是2500m,如圖3.1-9(a)所示。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表如果基準(zhǔn)面的氣壓減小,便相當(dāng)于整個大氣柱下降一段距離,于是,各層氣壓面相對于基準(zhǔn)面的高度降低,氣壓式高度表出現(xiàn)多指的誤差。例如,基準(zhǔn)面氣壓由760mmHg減小到751mmHg,相當(dāng)于大氣柱下降100m。如果飛機仍在560mmHg的氣壓面上飛行,顯然儀表的指示高度仍為2500m,而飛機相對于基準(zhǔn)面的實際高度則是2400m,因而出現(xiàn)多指100m的誤差,如圖3.1-9(b)所示。相反,當(dāng)基準(zhǔn)面氣壓增大時,相當(dāng)于整個大氣柱上升,各層氣壓面相對于基準(zhǔn)面的高度增大,儀表出現(xiàn)少指的誤差。儀表出現(xiàn)誤差后,若不修正,飛機將不能安全著陸。如上例中,飛機已經(jīng)落地,儀表指示還有100m的高度。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表修正的方法是:飛機著陸前,轉(zhuǎn)動氣壓調(diào)整旋鈕,使氣壓刻度指示實際場壓值(上例中為751mmHg)。這樣,飛機落地時,儀表指零。2)氣溫方法誤差高度表測量基準(zhǔn)面的氣溫以及氣溫垂直遞減率不符合標(biāo)準(zhǔn)大氣條件而引起的誤差,叫作氣溫方法誤差。如圖3.1-10所示,說明了氣溫方法誤差產(chǎn)生的原因。假設(shè)大氣柱符合標(biāo)準(zhǔn)大氣條件,則飛機所在氣壓面的高度等于儀表指示的高度,儀表沒有誤差,如圖3.1-10(a)所示。當(dāng)大氣柱實際平均溫度高于標(biāo)準(zhǔn)平均溫度時,大氣柱膨脹,其頂面A高度增高。要想保持高度表指示不變(即大氣壓力不變),飛機必須與頂面同時升高,如圖3.1-10(b)所示。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表此時,高度表指示小于實際飛行高度,產(chǎn)生少指誤差。相反,當(dāng)大氣柱實際平均溫度低于標(biāo)準(zhǔn)平均溫度時,大氣柱收縮,其頂面高度降低,如圖3.1-10(c)所示。高度表指示的高度大于飛機的實際高度,產(chǎn)生多指的誤差。氣溫方法誤差需要通過領(lǐng)航計算進行修正。特殊情況下的處置。為了保證飛行安全,飛行員應(yīng)該記住“從熱飛往冷或從高(壓區(qū))飛往低(壓區(qū)),防止高度低”。此外,飛行中還應(yīng)綜合分析高度表、升降速度表、無線電高度表和地平儀的指示。如果其他幾種表都表明高度有變化,而高度表沒有相應(yīng)的指示,可以判斷高度表出了故障。這時,可由升降速度表和地平儀了解高度的變化,由無線電高度表或座艙高度表(非密封座艙)了解飛機的相應(yīng)高度。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表3.1.6氣壓式高度表的維護實例1.101735-11933高度表101735-11933高度表用來指示飛機相對海平面、機場或已知氣壓高度的任一地點的相對高度。運十二型飛機裝兩塊高度表,分別裝于左、右儀表板上。101735-11933高度差的測量范圍為-1000~35000ft。氣壓式高度表的敏感元件是真空膜盒,它是根據(jù)大氣壓力隨高度變化而改變的原理,利用真空膜盒來感受大氣壓力的變化而工作的。在表殼的后部裝有靜壓接管嘴,與靜壓管路相連。在表的前部裝有氣壓高度旋鈕,可隨時調(diào)整所需要的氣壓高度,使指示器指示絕對高度(調(diào)到海平面的氣壓高度)和相對高度。如圖3.1-11所示為高度表外形圖。上一頁下一頁返回3.1氣壓式高度表2.高度表的維護實施1)密封性及暢通性檢查按維護手冊中的全/靜壓系統(tǒng)密封性檢查內(nèi)容,檢查高度表的密封性及暢通性。2)臺架試驗(1)從飛機上拆下