ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ ДАВЛЕНИЕМ, ТЕМПЕРАТУРОЙ И ВЫСОТОЙ
Когда нужно получить правильное значение высоты полета, всегда приходится вводить в показания поправки на давление и температуру, если атмосферные условия отличаются от стандартных. Прежде чем научиться вводить эти поправки, вы должны знать соотношение между высотой и этими двумя элементами. Теория и опыт показали, что это соотношение точно выражается следующим уравнением:
н -18400 -^5- log где Н — истинная высота в метрах;
Др— средняя абсолютная температура столба воздуха от земли до высоты Н;
Т0 — абсолютная температура у поверхности земли;
Вн— давление на высоте Н;
Н0 — высота поверхности земли над уровнем моря;
Д— давление на уровне земли.
Вышеуказанное уравнение выражает соотношение между давлением, температурой и высотой; поправки же можно определить еще из следующей формулы (или взять из шкалы поправок на рис. 128):
н— н ^ср — Ф-
11 — 11 пр
1 ср. р.
В этом уравнении:
Н — истинная высота;
Др — показание высотомера;
Т’ср. ф.— фактическая средняя температура воздуха в абсолютных градусах между высотами Н и Н0;
Др. р.— стандартная (расчетная) средняя температура воздуха в абсолютных градусах между высотами Н и #0 .
Вглядитесь в зто уравнение, и вы увидите, что чем ниже температура по сравнению со стандартной, тем меньше фактическая высота по сравнению с по казани ем высотомера. При крайних условиях эта разница может
достигать 20%; это значит, что если высота по прибору равна 3000 м и температура на этой высоте чрезвычайно низка, фактическая высота может иногда равняться только 2400 м. Я думаю, что из этого даже бестолковый Джо поймет, как важно вводить необходимые поправки на температуру при полете ‘ над гористой местностью, когда температура очень низка. Во всяком случае, я надеюсь, что он поймет это; иначе, если он при полете в облаках будет думать, на основании показаний своего высотомера (стрелка которого стоит на 3000 м), что он летит почти на 600 м над вершиной горы, высота которой всего 2401 м, может случиться, что бестолкового Джо больше не будет на свете!
Рис. 125. Этот рисунок поможет вам уяснить себе влияние температуры атмосферного воздуха на показания вашего высотомера. Столб атмосферы изображен в виде пружины, так как воздух фактически расширяется и. сжимается, как обыкновенная пружина. Средняя пружина представляет стандартные атмосферные условия; левая пружина представляет атмосферные условия при температуре ниже стандартной, а правая — атмосферные условия при температуре выше стандартной. Запомните, что высотомер показывает некоторый уровень давления и что этот уровень повышается и понижается в зависимости от существующей температуры.
■Предположим, что вы летите на самолете с высотомером, установленным на число Колсмена для уровня моря, и что фактическая высота вашего полета равна 4 000 м над уровнем моря. При стандартных атмосферных условиях, показанных средней пружиной, при температуре в точке А (высота 4000 м) —11°С показание вашего высотомера будет совпадать с фактической высотой 4 000 м
1 При условии отсутствия инструментальной ошибки.— Ре д.
Посмотрим, что случится, если температура упадет ниже стандартной. Барометрическая высота в А будет ниже 4 000 м, как показывает левая пружина, но ваш высотомер будет показывать попрежнему высоту 4 000 м. Если температура поднимется выше стандартной, столб воздуха расширится и поднимет барометрическую высоту в А выше 4000 м, как показывает правая пружина.
Однако высотомер и тут будет показывать высоту 4 000 м.
Температуры выше стандартных, как вы знаете, обычно наблюдаются летом, а ниже стандартных — зимой. Но будьте осторожны, так как температура выше стандартной может быть и зимой, а температура ниже стандартной — летом.
Вы теперь понимаете, как важно уметь правильно истолковывать показания вашего высотомера, особенно когда вы летите в облаках над гористой местностью или по трассе воздушной линии. Правила воздушных сообщений в США требуют, чтобы полеты в восточйом направлении совершались на высотах (по прибору), выражающихся нечетным числом тысяч футов (над уровнем моря), а полеты в западном направлении на высотах, выражающихся четным числом тысяч футов. Вы представляете себе, как важно иметь достаточное свободное пространство между самолетами, следующими в противоположных направлениях. Показания высотомера (высота над уровнем моря) используются на воздушных линиях для предупреждения столкновений между самолетами; фактические высоты — для перелета через горные вершины.
Рис. 126. После того как ваш высотомер установлен на число Колс* мена, ваша фактическая высота, как вы помните, может оказаться на целых 20% меньше высоты по прибору, если температура значительно ниже стандартной. Теперь посмотрим, что случилось бы, если бы вы во время полета просто установили на своем высотомере число Колсмена и не приняли в расчет изменения температуры. Предположите, что вы летите на высоте 4000 м над уровнем моря с высотомером, установленным на число Колс-
мена для аэропорта, расположенного на уровне моря, и что температура чрезвычайно низка. Теперь, предполагая, что вы не учли’ фактической температуры, а она такова, что может привести к ошибке в 20%, посмотрим, какова будет максимальная ошибка, которую необходимо учитывать в показаниях вашего прибора.
20% от 4000 составляют 800, так что вполне возможно, что вы летите на 800 м ниже, чем показывает ваш высотомер. Предположим, однако, что вы получили число Колсмена от аэропорта, расположенного на высоте 2000 м над уровнем моря, и что вы попрежнему летите на высоте по прибору 4000 м над уровнем моря. В данном случае максимальная ошибка составляет 20% от 2 000 м (разница между высотой по прибору и высотой 2 000 м аэропорта), т. е. 400 м. Другими словами, вполне возможно, что при высоте по прибору 4 000 ж вы летите на 400 м ниже, т. е. на высоте 1600 м над аэропортом. После этих двух примеров мне нечего доказывать вам, что вы всегда должны учитывать высоту места, откуда вы получили число Колсмена, так как это обстоятельство может оказывать большое влияние на величину ошибки в показании вашей высоты по прибору.
Полеты по трассам над преимущественно ровной местностью не представляют затруднений, но, когда вы летите над гористой местностью, вы должны обеспечить себе достаточный запас высоты между вершинами гор и самолетом не только на намеченном вами маршруте, но и в достаточно широкой полосе справа и слева от вашего пуїй. При этом необходимо учитывать температуру наружного воздуха, если вы не желаете, чтобы ваш самолет наткнулся на какую-нибудь гору.