Wie berechnen Höhenmesser von Flugzeugen in der Luft genau die Höhe?

Höhenmesser werden auf ein Standardatmosphärenmodell (International Standard Atmosphere, ISA ) kalibriert.

Was der Höhenmesser Ihnen anzeigt, ist die vertikale Distanz zwischen der Höhe, die Ihrem aktuellen Druck (Druckhöhe) entspricht, und einer Referenz-"Druckhöhe". Die Referenzdruckhöhe wird in Druckeinheiten (hPa oder In. Hg) auf der Höhenmesser-Subskala eingestellt. Dies wird als „Höhenmessereinstellung“ bezeichnet, die im „Höhenmessereinstellungsfenster“ eingestellt wird.

Bildnachweis: FAA Pilots Handbook of Aeronautical Knowledge

Beim Fliegen in niedrigeren Höhen (unterhalb der „Übergangshöhe“) ist der Höhenmesser auf Flughafen/regionales QNH eingestellt, was ein Druck ist, der so berechnet wird, dass der Höhenmesser Ihre genaue Höhe anzeigen würde, wenn Sie auf dem Messpunkt stehen würden. In anderen Höhen würde es die Höhe über dem mittleren Meeresspiegel annähern, obwohl es falsch angezeigt würde, wenn die Temperatur von ISA abweicht.

Oberhalb der Übergangshöhe wird der Höhenmesser auf QNE oder Standarddruck (1013,25 hPa oder 29,92 Zoll Hg) eingestellt. Der Höhenmesser zeigt jetzt nur noch korrekt an, wenn sowohl Temperatur als auch Druck mit ISA übereinstimmen. Sie fliegen jetzt auf "Flughöhe" (wobei FL Ihre QNE-Angabe in Hunderten von Fuß ist, dh 20.000 Fuß = FL200).

Um Hindernissen auszuweichen, müssen sowohl QNH als auch QNE mit verschiedenen Methoden korrigiert werden, die in verschiedenen Handbüchern beschrieben sind. (QNH für Temperatur, QNE für Temperatur und Druck, beide für andere mögliche Faktoren wie Wind usw.). Dieses Diagramm zeigt zum Beispiel drei verschiedene Flugzeuge, die alle dieselbe Druckhöhe fliegen, aber mit drei verschiedenen wahren Höhen:

Bildnachweis: FAA Pilots Handbook of Aeronautical Knowledge

Die Höhe wird jedoch auch zum Zwecke der Verkehrstrennung verwendet, und zu diesem Zweck wird weder QNH noch QNE korrigiert. Dies mag kontraintuitiv klingen, aber solange Ihr Höhenmesser den gleichen Fehler anzeigt wie jeder entgegenstehende Verkehr, können Sie sicher getrennt werden, daher: Die auf dem Höhenmesser angezeigte Höhe wird überhaupt nicht korrigiert (außer durch Kalibrierung für mögliche aerodynamische Störungen). , wie Kompressibilität, Venturi-Effekte usw.).

In technisch anspruchsvollen Flugzeugen wird die barometrische Höheneingabe zur vertikalen Navigation verwendet. Da die vertikale Navigation die wahre Höhe des Flugzeugs betrifft, berechnet der Air Data Computer (ADC) des Flugzeugs eine wahre Höhe auf der Grundlage der ihm zur Verfügung stehenden Informationen (entweder durch Sensoren oder durch Eingaben des Piloten). Die wahre Höhe wird jedoch, wie gesagt, nicht auf den primären Fluginstrumenten des Piloten angezeigt.

Auf diese Frage gibt es zwei verschiedene Antworten, je nachdem, in welcher Höhe der Flug durchgeführt wird.

In niedrigeren Höhen, unterhalb der Übergangshöhe (18.000 Fuß in den USA, aber von Land zu Land unterschiedlich), liegt es in der Verantwortung des Piloten, die lokale "Höhenmessereinstellung" zu erhalten - das ist der lokale Luftdruck, korrigiert auf Meereshöhe. Wenn Sie sich also darauf vorbereiten, von einem Flughafen auf der Hochdruckseite der Front abzuheben, könnten das 30,30 Zoll Quecksilbersäule sein, und dieser Wert würde im Höhenmesser eingestellt, und an diesem Punkt sollte der Höhenmesser die Feldhöhe für wo anzeigen Du bist.

Nehmen wir nun an, Sie fliegen über die Vorderseite in einen Bereich mit viel niedrigerem Luftdruck – vielleicht 29,80 Zoll Hg. Das ist jetzt das, was in den Höhenmesser eingestellt ist, und nach der Landung zeigt Ihr Höhenmesser die Höhe des Flughafens an, auf dem Sie sich befinden gelandet.

Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie dies auf einmal tun würden, von 30:30 bis 29:80, eine sehr große Änderung in Ihren Höhenmesser einwählen würden, was die angezeigte Höhe um etwa 500 Fuß ändern würde, was bedeutet, dass Sie so weit von der entfernt waren Höhe, in der Sie dachten, Sie würden fliegen, und das ist eine schlechte Sache. Was in Wirklichkeit passiert, ist, dass Sie alle paar Dutzend Meilen eine aktualisierte Höhenmessereinstellung von einer der verschiedenen verfügbaren Wetterberichtseinrichtungen erhalten – ATC, automatisierte ASOS-Sendungen, datenverknüpftes Wetter, FSS usw. Sie würden also Anpassung von 30.30 auf 30.25, dann später auf 30.31, dann später auf das, was auch immer die nächste Station berichtete, und so weiter – jeweils eine viel kleinere Anpassung.

Für Flugzeuge, die in großen Höhen (und hohen Geschwindigkeiten über Grund) fliegen, wird dieser Prozess unpraktisch, so dass eine andere Lösung verwendet wird. Beim Durchlaufen der Übergangshöhe wird eine Standardeinstellung von 29,92" Hg in den Höhenmesser eingegeben, und so fliegt jetzt jeder in einer konstanten Höhe NICHT über dem mittleren Meeresspiegel, sondern über einer Referenzebene. Und die Höhe wird nicht mehr bei 15.000' gemeldet. , aber als Flight Levels – FL 190 für das, was sonst 19.000 Fuß genannt würde, usw.

Dies bedeutet, dass FL FL400 an den meisten Tagen nicht wirklich 40.000 Fuß über dem Meeresspiegel liegt, und an manchen Tagen ist es höher und an anderen Tagen niedriger, aber solange sich alle, die mit FL400 fliegen sollen, auf derselben Höhe befinden (was sie sind, alle haben 29,92 in ihren Höhenmessern eingestellt), funktioniert alles. (Vor allem, da jeder auf FL400 1000 Fuß über jedem auf FL390 steht – das ist uns wirklich wichtig !)

Höhenmesser sind mit einem statischen Druckanschluss verbunden, einer kleinen Entlüftung, die sich außerhalb des Flugzeugs befindet. Dieser misst den Druck in der Außenluft. Damit der Höhenmesser mit der korrekten Höhe aktualisiert wird, erkennt er Unterschiede und Änderungen des Luftdrucks. Wenn ein Flugzeug steigt, nimmt der Druck ab und der Höhenmesser registriert eine Zunahme der Höhe.

Aber was passiert, wenn Sie am Boden sind und sich der atmosphärische Druck mit der Zeit ändert? Sie müssen Ihren Höhenmesser kalibrieren.

Da Höhenmesser extrem luftdruckempfindlich sind, kann eine kleine Änderung einen großen Unterschied registrieren. Normalerweise gibt es einen Knopf, mit dem Sie es kalibrieren können. Damit können Sie die Messwerte des Luftdrucks, bekannt als Zoll Quecksilber, anpassen. Im Allgemeinen wird erwartet, dass diese Einstellung bei 29,92 Zoll Quecksilbersäule liegt.

Wenn sich Flugzeuge in Bereiche mit Luftdruckunterschieden bewegen, müssen die Piloten den Höhenmesser anpassen, um dies zu berücksichtigen. Piloten werden normalerweise vom Boden benachrichtigt, wenn sie in lokalen Höhen fliegen, zum Beispiel während des Anflugs oder 10 000 AGL. Das Nachjustieren ist einfach: Drehen Sie einfach den Knopf.

Wie auf dem Bild zu sehen, haben Sie den Höhenmesser. Unten links befindet sich der Knopf zum Einstellen der Messwerte. Die kleinen Zahlen auf der rechten Seite zeigen die aktuelle Beobachtung in Zoll Merkur an. Hier ist es 29,92 .

Ich denke, dass die Frage durch ein paar großartige Antworten beantwortet wurde, also kann ich nur eine Sache hinzufügen.

Meiner Meinung nach besteht der Hauptgrund für den Übergang von QNH zu QNE darin, dass oberhalb der Übergangshöhe das Flugzeug, der Motor und die Systeme immer gleich funktionieren. Zum Beispiel gibt es für jede mögliche Beladung eine bestimmte optimale Höhe, in der das Flugzeug fliegen kann. In Wahrheit ist diese Höhe eigentlich ein Druck, der sich nur durch die Annahme eines Standarddrucks über einer simulierten Referenzebene in eine Höhe umwandelt. Das heißt, egal wie heiß oder kühl es ist oder wo auf der Welt Sie sich befinden, wenn Sie Ihren Außendruck in eine Referenzhöhe umrechnen, können Sie immer auf die gleichen Leistungstabellen zurückgreifen.