Ждём вас в AviaWeb! 💙
Высоты по давлению
Высота — это не просто цифры. Разбираем ALTITUDE, HEIGHT и FL.
Вы когда-нибудь задумывались, почему пилоты и диспетчеры говорят о высоте так по-разному? «Набирайте эшелон 360», «Снижайтесь до высоты 1500 метров», «Не ниже безопасной высоты» — все эти фразы имеют четкое значение. В авиации нет места двусмысленности, и понятие «высота» имеет несколько ключевых измерений Давайте разберемся, что стоит за каждым термином и почему это так важно.
Истинная высота
Истинная высота – это расстояние по вертикали между корпусом воздушного судна и точкой на поверхности земли, над которой в данный момент воздушное судно пролетает. И на старых и на современных воздушных судах истинная высота измеряется при помощи радиовысотомера. Недостатки измерения заключаются в ограничении по высоте - не более 1500 метров относительно поверхности земли и наличию ровной поверхностью под воздушным судном. При отсутствии первого или второго условий описанных выше, сигнал радиовысотомера может неправильно отражаться от поверхности земли и показания истинной высоты на дисплее в кабине будут некорректными. Показания истинных высот применяется в бортовых системах GPWS и EGPWS.
Барометрическая высота
Это высота полета, измеряемая между корпусом воздушного судна и изобарической поверхностью. В зависимости от поверхности выделяют 3 высоты, которые мы рассмотри чуть позже.
Единственным, самым надёжным прибором на борту воздушного судна, способным достаточно точно измерять высоты полета в большом диапазоне - является барометрический высотомер. Данный прибор измеряет высоту полета относительно барометрической поверхности состоящей из множества изобар - линий соединяющих точки с одинаковым атмосферным давлением. Условно говоря, чем ближе к поверхности земли, тем выше давление, а чем выше подниматься над землёй, тем ниже будет давление. Однако, сами изобары также подвержены природным явлениям: температуре и перемещению зон с низким или высоким давлением.
На рисунке ниже показано, как проседают изобары при низкой температуре и как изменяется истинная высота полета, при неизменном показании барометрической высоты. В то время, как барометрический высотомер показывает высоту 2000 футов, истинная высота между корпусом воздушного судна и поверхностью земли составляет только 1520 футов!
Истинная высота
Истинная высота – это расстояние по вертикали между корпусом воздушного судна и точкой на поверхности земли, над которой в данный момент воздушное судно пролетает. И на старых и на современных воздушных судах истинная высота измеряется при помощи радиовысотомера. Недостатки измерения заключаются в ограничении по высоте - не более 1500 метров относительно поверхности земли и наличию ровной поверхностью под воздушным судном. При отсутствии первого или второго условий описанных выше, сигнал радиовысотомера может неправильно отражаться от поверхности земли и показания истинной высоты на дисплее в кабине будут некорректными. Показания истинных высот применяется в бортовых системах GPWS и EGPWS.
Барометрическая высота
Это высота полета, измеряемая между корпусом воздушного судна и изобарической поверхностью. В зависимости от поверхности выделяют 3 высоты, которые мы рассмотри чуть позже.
Единственным, самым надёжным прибором на борту воздушного судна, способным достаточно точно измерять высоты полета в большом диапазоне - является барометрический высотомер. Данный прибор измеряет высоту полета относительно барометрической поверхности состоящей из множества изобар - линий соединяющих точки с одинаковым атмосферным давлением. Условно говоря, чем ближе к поверхности земли, тем выше давление, а чем выше подниматься над землёй, тем ниже будет давление. Однако, сами изобары также подвержены природным явлениям: температуре и перемещению зон с низким или высоким давлением.
На рисунке ниже показано, как проседают изобары при низкой температуре и как изменяется истинная высота полета, при неизменном показании барометрической высоты. В то время, как барометрический высотомер показывает высоту 2000 футов, истинная высота между корпусом воздушного судна и поверхностью земли составляет только 1520 футов!
На следующем рисунке показано изменение положения изобар и расстояния между корпусом воздушного судна и средним уровнем моря (MSL-Mean Sea Level), в зависимости от того, в зоне какого давления они находятся и соответственно, над какой из этих зон пролетает воздушное судно на эшелоне, по стандартному давлению QNE. В данной ситуации мы четко можем наблюдать, что расстояние между корпусом воздушного судна и средним уровнем моря (MSL-Mean Sea Level) в процессе полета изменяется, а расстояние между корпусом воздушного судна и изобарической поверхностью соответствующей стандартному давлению 1013 гПа остаётся неизменным.
Теперь самое время рассмотреть три высоты, применяемых в авиации для измерения высоты полета относительно барометрической поверхности.
1) Барометрическая высота по стандартному давлению (по давлению QNE) или же «эшелон полета» (Flight level/FL)
Это высота измеряется относительно линии изобары, имеющей закреплённое (фиксированное) значение 1013,25 гПа или 29,92 дюйма рт.ст. или 760 мм.рт.ст.
Обозначается индексом QNE, который является аббревиатурой и расшифровывается как: Question (Query) for Nautical Elevation – Запрос значения давления относительно превышения среднего уровня моря. Слово превышение здесь имеет значение "выше или ниже". Как видно из предыдущего рисунка, именно такую конфигурацию и будет иметь изобара соответствующая значению давления 1013,25 гПа или 29,92 дюйма рт.ст. или 760 мм.рт.ст. на протяжении многих сотен и даже тысяч километров полета воздушного судна на данном эшелоне. Это необходимо, чтобы у всех самолетов после высоты перехода и выше, высота отображалась одинаково, несмотря на разное давления в аэропортах вылета или посадки.
Диапазон измерения:
2) Абсолютная высота (по давлению QNH) или Altitude
Это высота полета, измеряемая между корпусом воздушного судна и изобарической поверхностью, плоскость которой соответствует на данный момент времени среднему уровню моря (MSL-Mean Sea Level).
Обозначается индексом QNH, который является аббревиатурой и расшифровывается как: Question (Query) for Nautical Height – Запрос значения давления для определения высоты относительно среднего уровня моря (MSL-Mean Sea Level)
Полёты на абсолютной высоте производятся от уровня земли до высоты перехода Transition Altitude, которая указывается в официальной аэронавигационной информации и сообщается экипажам воздушных судов органами ОрВД.
Если экипаж воздушного судна, которое готовится к взлёту и находится на исполнительном старте рабочей ВПП, установит значение давления QNH, то барометрический высотомер покажет значение высоты соответствующей превышению порога данной ВПП относительно среднего уровня моря.
В отличии от QNE, значение QNH не постоянно и может быть подвержено неоднократному изменению в течении суток. Если район аэродрома находится в зоне низкого давления, то значение QNH будет ниже стандартного давления. Например: 1003 гПа, 983 гПа или 961 гПа. Если район аэродрома находится в зоне высокого давления, то значение QNH будет выше стандартного давления. Например: 1025 гПа, 1035 гПа или даже 1058 гПа.
3) Относительная высота (по давлению QFE) или Height
Это высота полета, измеряемая между корпусом воздушного судна и изобарической поверхностью, плоскость которой соответствует на данный момент времени уровню лётного поля, в качестве которого выступает
Полёты на относительной высоте производятся от уровня летного поля (аэродрома) до высоты перехода Transition Altitude, которая указывается в официальной аэронавигационной информации и сообщается экипажам воздушных судов органами ОрВД.
Если экипаж воздушного судна, которое готовится к взлёту и находится на исполнительном старте рабочей ВПП, установит значение давления QFE, то барометрический высотомер покажет значение равное нулю.
1) Барометрическая высота по стандартному давлению (по давлению QNE) или же «эшелон полета» (Flight level/FL)
Это высота измеряется относительно линии изобары, имеющей закреплённое (фиксированное) значение 1013,25 гПа или 29,92 дюйма рт.ст. или 760 мм.рт.ст.
Обозначается индексом QNE, который является аббревиатурой и расшифровывается как: Question (Query) for Nautical Elevation – Запрос значения давления относительно превышения среднего уровня моря. Слово превышение здесь имеет значение "выше или ниже". Как видно из предыдущего рисунка, именно такую конфигурацию и будет иметь изобара соответствующая значению давления 1013,25 гПа или 29,92 дюйма рт.ст. или 760 мм.рт.ст. на протяжении многих сотен и даже тысяч километров полета воздушного судна на данном эшелоне. Это необходимо, чтобы у всех самолетов после высоты перехода и выше, высота отображалась одинаково, несмотря на разное давления в аэропортах вылета или посадки.
Диапазон измерения:
- От высоты перехода Transition Altitude до эшелона полета FL660 (66000 футов или 20 километров).
- От эшелона полета FL660 (66000 футов или 20 километров) до эшелона перехода Transition Level.
2) Абсолютная высота (по давлению QNH) или Altitude
Это высота полета, измеряемая между корпусом воздушного судна и изобарической поверхностью, плоскость которой соответствует на данный момент времени среднему уровню моря (MSL-Mean Sea Level).
Обозначается индексом QNH, который является аббревиатурой и расшифровывается как: Question (Query) for Nautical Height – Запрос значения давления для определения высоты относительно среднего уровня моря (MSL-Mean Sea Level)
Полёты на абсолютной высоте производятся от уровня земли до высоты перехода Transition Altitude, которая указывается в официальной аэронавигационной информации и сообщается экипажам воздушных судов органами ОрВД.
Если экипаж воздушного судна, которое готовится к взлёту и находится на исполнительном старте рабочей ВПП, установит значение давления QNH, то барометрический высотомер покажет значение высоты соответствующей превышению порога данной ВПП относительно среднего уровня моря.
В отличии от QNE, значение QNH не постоянно и может быть подвержено неоднократному изменению в течении суток. Если район аэродрома находится в зоне низкого давления, то значение QNH будет ниже стандартного давления. Например: 1003 гПа, 983 гПа или 961 гПа. Если район аэродрома находится в зоне высокого давления, то значение QNH будет выше стандартного давления. Например: 1025 гПа, 1035 гПа или даже 1058 гПа.
3) Относительная высота (по давлению QFE) или Height
Это высота полета, измеряемая между корпусом воздушного судна и изобарической поверхностью, плоскость которой соответствует на данный момент времени уровню лётного поля, в качестве которого выступает
- либо контрольная точка аэродрома КТА (Aerodrome Reference Point / ARP)
- либо точка, соответствующая положению порога рабочей ВПП, если площадь летного поля большая и многокилометровые полосы расположены на значительном расстоянии друг от друга.
Полёты на относительной высоте производятся от уровня летного поля (аэродрома) до высоты перехода Transition Altitude, которая указывается в официальной аэронавигационной информации и сообщается экипажам воздушных судов органами ОрВД.
Если экипаж воздушного судна, которое готовится к взлёту и находится на исполнительном старте рабочей ВПП, установит значение давления QFE, то барометрический высотомер покажет значение равное нулю.
Теперь, чтобы не было в голове путаницы, давайте систематизируем информацию о трех вышеописанных барометрических высотах в итоговую таблицу:
Между высотой перехода Transition Altitude и эшелоном перехода Transition Level, образуется слой толщиной доходящий до нескольких сотен метров. Например, если эшелону перехода соответствует FL120 12000 футов а высота перехода имеет значение 10000 футов, то толщина этого слоя составляет 2000 футов или 610 метров. Этот слой называется "Переходный слой" / Transition Layer. Так как этот слой необходим для обеспечения безопасности полетов и предотвращения столкновений, горизонтальный полет в переходном слое - запрещён!!!
На рисунке ниже можно наглядно увидеть разницу между вышеописанными терминами:
На рисунке ниже можно наглядно увидеть разницу между вышеописанными терминами:
В аэронавигационной информации высоты имеют следующее обозначение:
а) Абсолютная высота чаще всего обозначается в футах, без скобок. Например: 5000´ - высота по QNH 5000 футов
б) Относительная высота может обозначаться как в футах, так и в метрах и обозначается в скобках.
Например: (100´) - высота по QFE 100 футов.
Например: (250) - высота по QFE 250 метров
в) Истинная высота обычно обозначается в футах, с приставкой RA – Radio Altimeter – то есть, она измеряется при помощи радиовысотомера.
Например: RA 107´ - истинная высота по радиовысотомеру 107 футов.
На рисунке ниже показано, как в аэронавигационной информации обозначаются различные виды высот:
а) Абсолютная высота чаще всего обозначается в футах, без скобок. Например: 5000´ - высота по QNH 5000 футов
б) Относительная высота может обозначаться как в футах, так и в метрах и обозначается в скобках.
Например: (100´) - высота по QFE 100 футов.
Например: (250) - высота по QFE 250 метров
в) Истинная высота обычно обозначается в футах, с приставкой RA – Radio Altimeter – то есть, она измеряется при помощи радиовысотомера.
Например: RA 107´ - истинная высота по радиовысотомеру 107 футов.
На рисунке ниже показано, как в аэронавигационной информации обозначаются различные виды высот:
Высота по GPS / GPS Altitude
На всех этапах полета, с использованием неточных спутниковых систем в современных воздушных судах, в качестве консультационного дополнения, применяется высота по GPS / GPS Altitude, которая должна показывать достаточно точную абсолютную высоту (относительно среднего уровня моря / MSL), которая не будет зависеть от изменений изобарической поверхности и перепада температур и теоретически должна иметь достаточно стабильные точные данные, используемые бортовой системой вертикального наведения.
В процессе всего полёта её показания будут отличаться от показаний высоты барометрического высотомера в результате изменений и неравномерности изобарической поверхности. При полёте на эшелоне, особенно если его высота значительно выше высоты перехода, изменения GPS Altitude будут иметь чисто информативный характер для экипажа. GPS Altitude может являться дополнительным инструментом расчета высот полёта над местностью (расчет рельефа полёта), если воздушное судно оснащено встроенной интегрированной навигационной базой данных INDB / Integrated Navigation Data Base. Эта база данных содержит не только аэронавигационную информацию, но и данные по рельефу местности и искусственным препятствиям, выполненных в виде компьютерной 3-D модели реального земного шара и окружающей его 3-D моделью атмосферы. Просчитанный вышеописанным способом профиль полета в 2-D изображении на старых типах воздушных судов или в 3-D изображении на новых типах воздушных судов отображается на навигационном дисплее в кабине пилотов.
На рисунке ниже представлено 2-D изображение вертикального ситуационного дисплея VSD (Vertical Situation Display) в кабине самолета Boeing 737 (NG), который является частью бортовой системы EGPWS, производства компании Honeywell. Для расчета безопасных высот и траектории полета над препятствиями, системой используется GPS Altitude.
На всех этапах полета, с использованием неточных спутниковых систем в современных воздушных судах, в качестве консультационного дополнения, применяется высота по GPS / GPS Altitude, которая должна показывать достаточно точную абсолютную высоту (относительно среднего уровня моря / MSL), которая не будет зависеть от изменений изобарической поверхности и перепада температур и теоретически должна иметь достаточно стабильные точные данные, используемые бортовой системой вертикального наведения.
В процессе всего полёта её показания будут отличаться от показаний высоты барометрического высотомера в результате изменений и неравномерности изобарической поверхности. При полёте на эшелоне, особенно если его высота значительно выше высоты перехода, изменения GPS Altitude будут иметь чисто информативный характер для экипажа. GPS Altitude может являться дополнительным инструментом расчета высот полёта над местностью (расчет рельефа полёта), если воздушное судно оснащено встроенной интегрированной навигационной базой данных INDB / Integrated Navigation Data Base. Эта база данных содержит не только аэронавигационную информацию, но и данные по рельефу местности и искусственным препятствиям, выполненных в виде компьютерной 3-D модели реального земного шара и окружающей его 3-D моделью атмосферы. Просчитанный вышеописанным способом профиль полета в 2-D изображении на старых типах воздушных судов или в 3-D изображении на новых типах воздушных судов отображается на навигационном дисплее в кабине пилотов.
На рисунке ниже представлено 2-D изображение вертикального ситуационного дисплея VSD (Vertical Situation Display) в кабине самолета Boeing 737 (NG), который является частью бортовой системы EGPWS, производства компании Honeywell. Для расчета безопасных высот и траектории полета над препятствиями, системой используется GPS Altitude.
Несмотря на технический прогресс в компьютерных технологиях бортовых навигационных систем, самым надежным и основным прибором для измерения высоты полета на борту воздушного судна является барометрический высотомер. В процессе управления воздушным движением, все высоты задаются исключительно по барометрическому давлению: QNH, QFE или QNE. Высота по GPS / GPS Altitude для управления воздушным движением не применяется!
Автор: Султанова Эльмира
Под редакцией: Назарова Хосе и Сеножацкого Егора
Под редакцией: Назарова Хосе и Сеножацкого Егора
Текст подготовлен на основе источников:
Нашли ошибку или неточность?
Напишите нам в Telegram!