Назначение и принцип действия
Радиовысотомер — это бортовой прибор, предназначенный для точного измерения истинной высоты полета летательных аппаратов (самолетов и вертолетов) над поверхностью земли или воды. В отличие от барометрических высотомеров, он показывает не высоту относительно уровня моря, а фактическое расстояние до подстилающей поверхности, что критически важно при полетах на малых высотах, посадке и в сложном рельефе.
Основной принцип работы прибора основан на радиолокации. Радиовысотомер измеряет время, за которое посланный радиосигнал достигает поверхности, отражается и возвращается обратно к приемной антенне. Зная скорость распространения радиоволн (скорость света), высота рассчитывается по простой формуле: она равна произведению времени задержки на скорость света, деленному на два (так как сигнал проходит путь до поверхности и обратно).
Конструкция и компоненты
Современный радиовысотомер — это комплекс устройств. Его сердцем является измерительный блок, но не менее важны системы индикации и контроля:
- Указатели предоставляют экипажу визуальную информацию о текущей высоте. Они также могут генерировать предупреждающие сигналы (звуковые или световые) при достижении опасной малой высоты.
- Блок контроля позволяет проводить полуавтоматическую проверку исправности основных узлов прибора и калибровку.
- Пульт управления и тестер используются для настройки прибора и имитации заданных высот с помощью эквивалентов, выполненных из отрезков коаксиального кабеля определенной длины.
Классификация радиовысотомеров
По типу используемого радиоизлучения и методу его обработки выделяют две основные группы приборов:
1. Радиовысотомеры с частотной модуляцией (ЧМ)
Эти приборы непрерывно излучают радиосигнал, частота которого изменяется по определенному, обычно пилообразному, закону. Высота определяется путем измерения разности частот между излучённым и отражённым сигналами. Такие высотомеры эффективны на малых и средних высотах (примерно до 1500 метров) и широко применяются в гражданской авиации, особенно при заходе на посадку.
2. Радиовысотомеры с импульсной модуляцией
Данные устройства излучают короткие мощные радиоимпульсы. Высота вычисляется путем точного измерения временной задержки между моментом излучения импульса и моментом приема его отражения от поверхности. Импульсные высотомеры способны измерять большие высоты и нашли применение в военной авиации, космонавтике (например, для выдачи команды на включение посадочных двигателей), а также при аэрофотосъемке.
Историческая справка и области применения
Первый в мире радиовысотомер был создан в знаменитой лаборатории Bell Labs и публично продемонстрирован в Нью-Йорке 9 октября 1938 года. С тех пор эти приборы стали неотъемлемой частью авионики.
Сегодня их применение разнообразно: от обеспечения безопасности посадки пассажирских лайнеров и полетов вертолетов в горах до решения специальных задач. В военной авиации они позволяют летать на сверхмалых высотах, огибая рельеф местности. В космических программах точное измерение высоты над поверхностью Луны, Марса или другой планеты является ключевым для успешной мягкой посадки.