Magasságmérő

Áttekintés

A magasságmérő egy alapvető repülési műszer, amely a repülőgép és egy referencia szint (általában a tengerszint – MSL – vagy a közvetlenül alatta lévő talaj) közötti függőleges távolságot méri. Az avionika alapvető része, elengedhetetlen a navigációhoz, a biztonságos terep feletti magasságtartáshoz, a légtér kezeléséhez és a többi repülőgéptől való elkülönítéshez. A magasságmérők lábban vagy méterben mutatják a magasságot, a mértékegység a magasságmérés.

A „magasságmérő” szó az „altitude” (magasság) és a „meter” (mérőeszköz) szavakból származik. Mind az IFR (műszeres repülési szabályok), mind a VFR (látvarepülési szabályok) szerint a pilóták a magasságmérőre támaszkodnak a helyzetismeret és a légtér- valamint akadályszeparációs előírások betartása érdekében.

A barometrikus (nyomásos) magasságmérők a repülésben szabványosak, de a modern repülőgépek további típusokat is alkalmazhatnak, például radaros vagy GPS-alapú magasságmérőket, melyek mindegyike speciális előnyöket nyújt bizonyos repülési fázisokban vagy műveletekhez. A magasságmérő adatai a repülőgép transzponderén keresztül a légiforgalmi irányításhoz (ATC) is eljutnak, támogatva a forgalom követését és az ütközés elkerülését.

További információ: SKYbrary: Magasságmérő és Wikipédia: Magasságmérő .

Működési elv

Légköri nyomás és magasság

A barometrikus magasságmérők azon az elven működnek, hogy a légköri nyomás a magassággal előre jelezhetően csökken. Az International Standard Atmosphere (ISA) szabványos alapértéket határoz meg: tengerszinten a szabványos nyomás 1013,25 hPa (29,92 inHg), a hőmérséklet 15°C. Minden 1 000 láb magasságnövekedésnél a nyomás kb. 1 inHg-t csökken, bár ez a csökkenés magasabb magasságokban már nem lineáris.

Főbb fogalmak:

• Tengerszinti nyomás: 1013,25 hPa (29,92 inHg)
• A nyomás csökken a magassággal: ~1 inHg 1 000 lábonként (közelítő érték tengerszint közelében)
• ISA: Kalibráláshoz és referenciaként használatos

A magasságmérő a statikus porton keresztül veszi mintát a külső légnyomásból. Magasabb magasságban a nyomás alacsonyabb, ezért a magasságmérő belsejében lévő aneroid kapszula(k) kitágulnak, ami elmozdítja a mutatót vagy frissíti a digitális kijelzőt.

Barometrikus (nyomásos) magasságmérő

A barometrikus magasságmérő a repülésben leggyakrabban alkalmazott típus. Egy lezárt, rugalmas aneroid kapszulát használ, amely a külső légnyomás csökkenésekor (azaz emelkedéskor) kitágul. Ez a mozgás hajtja meg a műszer mutatóját vagy digitális kijelzőjét.

Főbb alkatrészek:

• Aneroid kapszula: Érzékeny a nyomásváltozásra, általában berillium-réz ötvözetből készül.
• Statikus port: Zavarmentes külső légnyomást juttat el a műszerhez.
• Kollsman-ablak: Állító gomb a referencia nyomás (QNH, QFE, QNE) beállításához.
• Mechanikus áttételek / digitális feldolgozás: Az aneroid kapszula mozgását magasságkijelzésre alakítja.

Működés:

1. A statikus port közvetíti a külső légnyomást a magasságmérőhöz.
2. Az aneroid kapszula a nyomásváltozással kitágul/összehúzódik.
3. A mozgás magasságként jelenik meg.
4. A Kollsman-ablakban beállítható a repülési szakasznak megfelelő referencia nyomás.

A modern digitális pilótafülkékben légiadat-számítógépek dolgozzák fel ezt az információt a kijelzők, az automatikus pilóta és más avionikai rendszerek számára.

Lásd SKYbrary: Magasságmérő és Wikipédia: Magasságmérő .

Magasságmérő típusok

A repülésben többféle magasságmérőt alkalmaznak, amelyek különböző műveletekhez alkalmasak.

1. Barometrikus (nyomásos) magasságmérő

• Elv: A légköri nyomás alapján méri a referencia szint feletti magasságot.
• Felhasználás: Minden típusú repülőgép, a kisgépektől a nagy utasszállítókig.
• Jellemzők: Mechanikus vagy digitális, Kollsman-ablakkal a nyomás beállításához.
• Előnyök: Megbízható, (mechanikus változat) külső energiaforrás nélkül működik.
• Korlátok: Érzékeny a légnyomás- és hőmérséklet-hibákra.

2. Radaros (rádiós) magasságmérő

• Elv: Lefelé irányuló rádióhullámokat bocsát ki; méri a földig és visszaérkező hullám idejét.
• Felhasználás: Alacsony magasságú repülés, megközelítés, automatikus leszállás, tereptudatosság.
• Jellemzők: Pontos talaj feletti magasság (AGL) mérés, általában 2 500 lábig.
• Előnyök: Nem befolyásolja az időjárás vagy a nyomás; közvetlenül a terepet méri.
• Korlátok: Csak alacsony magasságban működik; víz felett vagy egyenetlen terepen kevésbé pontos.

3. Lézeres magasságmérő

• Elv: Lézerimpulzusokat bocsát ki; a visszaverődés ideje alapján számolja az AGL-t.
• Felhasználás: Térképezés, akadályfelismerés, drónok, kutatás.
• Jellemzők: Nagy pontosságú, gyors adatgyűjtés térképezéshez.
• Előnyök: Nem függ a nyomástól; nagyon pontos.
• Korlátok: Ködben, esőben vagy erősen visszaverő felületeken csökken a teljesítménye.

4. Szonikus magasságmérő

• Elv: Ultrahang hullámokat küld lefelé; az echo idejét méri az AGL-hez.
• Felhasználás: Drónok, helikopterek lebegésvezérlése, kutatás.
• Jellemzők: Könnyű, kis hatótávolságú.
• Előnyök: Olcsó, alacsony magasságban hatékony.
• Korlátok: Érzékeny a szélre, zajra, felületi egyenetlenségekre.

5. GPS-alapú (műholdas) magasságmérő

• Elv: GPS műholdak jelei alapján számítja ki a geometriai magasságot.
• Felhasználás: Modern avionika, navigáció, elektronikus repülésitáska.
• Jellemzők: Globális lefedettség, nem időjárásfüggő.
• Előnyök: Nem befolyásolja a nyomás/hőmérséklet; ellenőrzéshez alkalmas.
• Korlátok: A magasságot geodéziai ellipszoidhoz viszonyítja, nem a tengerszinthez; elsődleges ATC szeparációhoz nem engedélyezett.

Összehasonlító táblázat:

MSL: tengerszint feletti magasság; AGL: talaj feletti magasság

Források:

• SKYbrary: Magasságmérő
• Wikipédia: Magasságmérő

Magasságmérő beállítások és referencia nyomások

A helyes magasságmérő-beállítás elengedhetetlen a pontos magasságjelzéshez. A kiválasztott referencia nyomás (Kollsman-ablakban állítva) határozza meg, hogy a magasságmérő tengerszint feletti, egy adott reptér feletti, vagy repülési szint szerinti nyomásmagasságot mutat-e. A három fő szabvány: QNH, QFE és QNE.

QNH

• Definíció: A magasságmérő a helyi tengerszinti légnyomásra van állítva.
• Felhasználás: Leggyakoribb; tengerszint feletti magasságot mutat (MSL).
• Példa: Földön, helyesen beállítva a reptér tengerszint feletti magasságát mutatja.

QFE

• Definíció: A magasságmérő a repülőtér légnyomására van állítva; a reptéren nulla magasságot mutat.
• Felhasználás: Egyes katonai vagy vitorlázórepülésben használják a helyi AGL kijelzéséhez.

QNE

• Definíció: Szabványos nyomásbeállítás (1013,25 hPa/29,92 inHg); átmeneti magasság felett repülési szintekhez használatos.
• Felhasználás: Magasabb magasságokban egységes referencia az ATC szeparációhoz.

Források:

• SKYbrary: Altimeter Pressure Settings

Fogalmak

• Magasság (Altitude): Tengerszint feletti függőleges távolság (QNH).
• Magasság (Height): Talaj/reference feletti függőleges távolság (QFE, AGL).
• Repülési szint (FL): Nyomásmagasság, szabványos nyomáshoz (QNE) viszonyítva.

Pontosság, korlátok és gyakori hibák

A magasságmérő pontosságát befolyásoló tényezők

1. Légköri nyomásváltozás: A felszíni nyomás változása (pl. frontok miatt) újraállítást igényel. Helytelen beállítás jelentős magassághibához vezethet.
2. Hőmérséklet-eltérés: A magasságmérők szabványos hőmérsékletet feltételeznek. Hidegben a nyomási szintek összesűrűsödnek, ami miatt a műszer túl magasat mutat (a repülőgép valójában alacsonyabban van). Hideg időben korrekció szükséges (ICAO Cold Temperature Corrections ).
3. Mechanikus/műszerhibák: Elzáródott statikus port (jég, rovar, szennyeződés miatt) vagy műszerkopás hibás kijelzést okozhat. Rendszeres ellenőrzés és karbantartás kötelező.
4. Pozíció/telepítési hiba: Rossz helyre szerelt statikus portok vagy légijármű-módosítások hibát okozhatnak, főleg nagy sebességnél vagy szokatlan helyzetekben.
5. Felhasználói hiba: A helyes nyomásreferencia (QNH, QFE, QNE) be nem állítása gyakran előforduló hiba.

Szabályozási és üzemeltetési szempontok

• Redundancia: A legtöbb repülőgép legalább két független magasságmérővel repül a biztonság érdekében.
• ATC és transzponder integráció: A magasságadatokat a repülőgép transzpondere továbbítja az ATC-nek, támogatva a radaros követést és az ütközéselkerülő rendszereket.
• Szabványosítás: Az ICAO és a nemzeti hatóságok részletes előírásokat adnak ki a magasságmérők pontosságára, kalibrálására és használatára vonatkozóan.

Jelentősége a repülésben

A magasságmérő nélkülözhetetlen:

• Terep és akadály elkerülés: A CFIT (irányított repülés terepnek) megelőzése.
• Függőleges szeparáció: Biztonságos távolságtartás a különböző magasságon repülő gépek között.
• Navigáció: A kijelölt repülési szintek vagy magasságok tartása.
• Megközelítés és leszállás: Pontos magasságinformáció a biztonságos földet éréshez.
• Jogszabályi megfelelés: A repülési műveletekre vonatkozó előírások betartása.

Források

• SKYbrary: Magasságmérő
• Wikipédia: Magasságmérő
• ICAO: Nemzetközi Polgári Repülési Szervezet

Összefoglalás

A magasságmérő alapvető repülési műszer, amely barometrikus, radaros, lézeres, szonikus vagy GPS-elven méri a repülőgép tengerszinthez vagy talajhoz viszonyított magasságát. Pontos működése létfontosságú a biztonság, a navigáció és a globális repülési szabványok betartása szempontjából.

A részletes szabályozási és üzemeltetési útmutatásért lásd a Nemzetközi Polgári Repülési Szervezet (ICAO) és a SKYbrary oldalait.