ارتفاع سنج فشاری

[151crows 356]

بسم الله الرحمن الرحیم

 

 

ارتفاع سنج فشاری

سلام

ارتفاع سنج ها در دنیای هواپیمایی جزئی جدا ناشدنی محصوب می شوند. و دارای تنوع  در اصول کارکرد نیز هستند. اما از اولین انواع آن ارتفاع سنج فشاری است که در زیر به بررسی آن می پردازیم.

 

اصول عملکرد:

اساس کارکرد ارتفاع سنج فشاری ، اختلاف فشار بین هوای محبوس در یک محفظه ( یک کپسول فلزی که به خاطر شکل خود قابلیت تغییر حجم دارد ) و فشار هوای محیط است . اساس کارکرد بر طبق این اصل است که فشار با توجه به ارتفاع و دما تغییر می کند . ( ارتفاع سطح دریا 14.7 پی اس آی است ).

و همچنین برای توضیح ساده تر این دستگاه فرض کنید که نرخ افت فشار نسبت به ارتفاع مقدار ثابتی است که البته این فرض اشتباه است و دستگاه با پیچیدگی های داخلی خود این نقیصه را برطرف می کند.

 با اندازه گیری اختلاف فشار بین هوای داخل کپسول که به آن کپسول خشک (aneroid ) می گویند و فشار هوای پیرامون هواپیما ، ارتفاع سنج قادر است که میزان ارتفاع را بر روی درجه خود به نمایش بگذارد.

البته همیشه درارتفاع صفر میزان فشار هوا به اندازه 14.7psi نیست و به خاطر همین امر خلبان باید در ابتدای پرواز ارتفاع سنج را به وسیله یک دکمه پیچاندنی که مانند پیچ های تنظیم رادیو است ، آن را تنظیم کند. البته این کار به وسیله گزارشات هواشناسی و نسبت به فشار هوا انجام می پذیرد.

 

 

در حقیقت فشار هوا وزن هوای بالای سر ما است. در ارتفاع سطح دریا همه چیز در حالت تعادل قرار دارد ، هوای زیادی در بالا سر ما قرار دارد و در نتیجه فشار هوا نیز زیاد است. همان طور که می دانیم فشار استاندارد را در دمای 15 درجه سانتیگراد و در سطح دریا اندازه گیری می کنند.

تغییر دما نیز باعث تغییر در فشار می شود. هوای گرم منبسط می شود و در نتیجه فشار کاهش می یابد. هوای سرد منقبض می شود در نتیجه چگال تر می شود که باعث می شود فشار بیشتر شود.  ممکن ستون هوای بالای سر شما در دو روز یکسان باشد اما فشار آن یکسان نباشد که این امر باعث می شود که اگر ارتفاع سنج را درست تنظیم نکنید ، ارتفاع درست را نشان شما ندهد.

شهری را در نظر بگیرید که در روزهای معمولی سال دارای فشار12 psi است . اگر شما هواپیما را در یک روز معمولی در این شهر پارک کنید و فردا به علت سرد شدن هوا فشار کمی بیشتر و هوای بالای سر شما چگال تر از روزهای معمولی مثالا 14 psi  شود.( درنظر داشته باشید که با کاهش ارتفاع ، ستون بالای سر شما بلند تر می شود و در نتیجه ، فشار بیشتر می شود.) در این شرایط شما خواهید دید با اینکه هواپیما از جای خود حرکت نکرده اما ارتفاع نسبت به یک روز عادی تغییر کرده است. ارتفاع سنج ما ارتفاعی کمتر از آنچه که ما در آن هستیم را نشان خواهد داد . از اینجا اهمیت به روز کردن اطلاعات دستگاه های داخل کابین مشخص می شود.

 

 

 

عملکرد داخلی:

 

 

 

 

 

 

اما نحوه عملکرد این ابزار دقیق .بدنه این ابزار کلا عایق است و تنها راه ورودی آن یک لوله از لوله پیتوت است که فشار کل که مجموع فشار حاصل از ارتفاع و سرعت هواپیما است به آن راه میابد. البته مجموع ای دو فشار در یک ارتفاع ثابت همیشه ثابت است .به این صورت که اگر سرعت زیاد شود ، فشار دینامیکی زیاد می شود ولی از فشار ایستا به همان اندازه کم می شود و برعکس.

حالا اگر هواپیمای ما اوج گرفته باشد فشار هوای فرستاده شده به درون بدنه دستگاه از فشار موجود در کپسول فلزی بیشتر است پس درنتیجه کپسول با توجه به شکل خود منبسط می شود تا لحظه ای که فشار موچود در کپسول بر اثر انبساط آنقدر کم شود که مساوی فشار هوای پیرامون و داخل بدنه ارتفاع سنج شود. این امر نیروی لازم برای به حرکت درآوردن میله ای که به آن متصل است را فراهم می کند. حرکت این میله باعث به وجود آمدن گشتاور در یک میله می شود که خود این میله چرخ دنده تاج خروسی متصل به عقربه را به حرکت در می آورد. البته در اصل ساختمان این ابزار پیچیده است ولی در کتب آموزشی در این سطح نمایش داده می شود.

اگر هم هواپیما در حال از دست دادن ارتفاع باشد ، فشار موجود در بدنه بیشتر شده و تا حدی که فشار کپسول با آن یکسان شود ، کپسول را منقبض می کند.

 

نحوه نمایش اطلاعات هم چیزی مانند عقربه های ساعت است. یک عقربه ارتفاع را با مقیاس 100 پا نشان میدهد. عقربه دیگر مقیاس 1000 پایی دارد و همینطور عقربه دیگری مامور نمایش ارتفاع با مقیاس 10000 پایی است.

 

 

 

منابع : http://www.bushpilotintraining.com/how-to-get-your-private-pilot-license-in-canada/the-private-pilot-license-written-exam/the-private-pilot-license-written-exam-general-knowledge/the-private-pilot-license-written-exam-density-altitude-and-pressure-altitude/

 

Flight Instruments/ Publisher: Oxford Aviation Academy

ویرایش شده در آبان 95 توسط MR9

[arminheidari 24,405]

با سلام و تشكر
يك سؤال ساده چرا از فشار جيوه استفاده نكردند؟ كوچكترين نشتى يا اخلال در هوا باعث اطلاعات غلط مى شود؟
بماند كه دما خودش پارامتر موثرى است

اگر سرعت از حدى بالا رود محاسبات فشار تغيير مى كند
براى همين از فشار سنج كنار چرخ استفاده مى شود و هم در نوك هواپيما
حال محل نصب اين لوله پيتوت كجاست؟

[oldmagina 9,234]

با سلام و تشكر
يك سؤال ساده چرا از فشار جيوه استفاده نكردند؟ كوچكترين نشتى يا اخلال در هوا باعث اطلاعات غلط مى شود؟
بماند كه دما خودش پارامتر موثرى است

اگر سرعت از حدى بالا رود محاسبات فشار تغيير مى كند
براى همين از فشار سنج كنار چرخ استفاده مى شود و هم در نوك هواپيما
حال محل نصب اين لوله پيتوت كجاست؟

سلام

در مورد یک سوال ساده شما و در حد معلومات خودم : فشارسنج جیوه ای بسته به زاویه با خط وصل کننده آن نقطه تا مرکز زمین درجات متفاوتی را نشان می دهد ( در واقع در فشار سنج جیوه ای ارتفاع جیوه منطبق به خط وصل کننده آن نقطه تا مرکز زمین نشانگر فشار صحیح است و نه طول جیوه موجود در لوله ) . این مساله در وسیله نقلیه ای مانند هواپیما که مانور آن در فضای سه بعدی اتفاق می افتد باعث خطا است ( البته راه حل هایی متصور است که بماند ) .

[arminheidari 24,405]

سلام
در مورد یک سوال ساده شما و در حد معلومات خودم : فشارسنج جیوه ای بسته به زاویه با خط وصل کننده آن نقطه تا مرکز زمین درجات متفاوتی را نشان می دهد ( در واقع در فشار سنج جیوه ای ارتفاع جیوه منطبق به خط وصل کننده آن نقطه تا مرکز زمین نشانگر فشار صحیح است و نه طول جیوه موجود در لوله ) . این مساله در وسیله نقلیه ای مانند هواپیما که مانور آن در فضای سه بعدی اتفاق می افتد باعث خطا است ( البته راه حل هایی متصور است که بماند ) .

دقيقا
ولى داشته فكر مى كردم امكان توپك جيوه اى نبود؟ كه جاذبه بى تأثير شود ؟

[151crows 356]

سلام

لوله پیتوت معمولا در جایی جولوی هواپیما ، زیر شیشه کناری خلبان است . فشارسنج جیوه ای فشار مطلق هوا را به ما نشان میدهد ، اما این وسیله فشار را نسبت به فشار داخل کپسول ارتفاع سنج نشان میدهد. مذیتی که دارد هم این است که می توان آن را نسبت به فشار آن روز فرودگاه مبدع یا مقصد تنظیم کرد . البته ارتفاع سنج میزان خطایی هم دارد که با نزدیک شدن به فرودگاه مقصد ، با اطلاعاتی که برای فرودگاه فراهم است مثل ILS , localiser [جبران می شود.

 همچنین یه سری دیگه از دستگاه ها مانند ارتفاع سنج رادیو یی و ماهواره ای نیز به صورت همزمان ارتفاع سنجی می کنند . که البته ارتفاع سنج رادیوو از ارتفاع 2500 پا یی پایین تر نزدیک فرودگاه در دسترس است.

در ضمن نشتی در دبی هوا تاثیر دارد نه فشار آن. لوله پیتوت رو هم ورودیش رو یکم از بدنه هواپیما فاصله میدن تا اغتشاشات روی اون تاثیری نذاره. در ضمن طراحی لوله هم به خوبی صورت گرفته. دارای یک گرمکن برقی هم هست که از یخ ضدگی محافظت بشه. در فرودگاه هم روپوش روش میکشن برای محافظت از گرد و غبار ( رمان های قرمز که شاید دیده باشید ) . بعد از مسائلی مانند طوفان شن نیز بررسی میشن.

http://glostransporthistory.visit-gloucestershire.co.uk/images/Air_Airbus_A330_F-GZCP_pitot.jpg

https://luckybogey.files.wordpress.com/2009/06/pitot_pic.gif?w=640

 

http://www.airteamimages.com/pics/142/142381_800.jpg

[jarmenkill 1,015]

دقيقا
ولى داشته فكر مى كردم امكان توپك جيوه اى نبود؟ كه جاذبه بى تأثير شود ؟

به نظر بنده در هر حال چون جیوه خیلی چگال است کوچکترین شتابی نیروی زیادی ایجاد میکند که منجر به تغییر سطح جیوه و در نتیجه خطای بالا در تعیین ارتفاع میشود.

ویرایش شده در آبان 95 توسط jarmenkill

[senaps 12,003]

الان این ارتفاع‌سنج ها الکترونیکی هستن؟

 

یعنی ارتفاع رو الکترونیکی می‌سنجن در هواپیماها و تجهیزات مشابه؟ روش انجام به چه صورتی هست؟

[151crows 356]

سلام  

الان این ارتفاع‌سنج ها الکترونیکی هستن؟

 

یعنی ارتفاع رو الکترونیکی می‌سنجن در هواپیماها و تجهیزات مشابه؟ روش انجام به چه صورتی هست؟

 

خیر الکترونیکی نیستن. روش انجام به طور کامل در متن آمده.  این وسیله یک اصل اساسی داره و اونم استفاده از اختلاف فشار در اون کپسول و اختلاف فشار محیط است . روش کارش هم کاملا مکانیکی است . فرض کن یک بادکنک داری که نصفه بادش کردی . حالا اگه این بادکنک رو به بالای کوه ببری ، چون اونجا فشار هوا کمتر از فشار هوای شهر شما است و فشار کمتری به دیواره بادکنک وارد میشه ، پس در نتیجه بادکنک بزرگ تر می شه. اگر هم بری به سطح دریا ، چون اونجا فشار بیشتر و در نتیجه فشار بیشتری به دیواره بادکنک وارد می شه و بادکنک کوچک می شه . حالا این دستگاه میاد با یه سری چرخدنده و میله و تنظیم شده از اندازه بادکنک ازتفاعی که شما درش قرار داری رو میگه. مثلا اگه سایز بادکنک یک و نیم برابر شده باشه میگه هزارپا اومدی بالا و اگه سایز بادکنک دوبرابر شده باشه عقربه 2 هزار پا رو نشون میده . اگه هم که بادکنک کوچیک بشه میگه ارتفاعت اومده پایین. 

 

قطعه الکترونیکی هم نداره .

ویرایش شده در آبان 95 توسط 151crows

[oldmagina 9,234]

دقيقا
ولى داشته فكر مى كردم امكان توپك جيوه اى نبود؟ كه جاذبه بى تأثير شود ؟

سلام 

توپک جیوه ای ؟ منظورتون رو متوجه نمیشم . 

در فشارسنج استاندارد جیوه ای این ارتفاع جیوه است که نشانگر فشار است ، حالا توپک چطوری میتونه ارتفاع داشته باشه و با توجه به حرکتهای سه بعدی وسیله حامل ، مدرج باشه ؟ 

راه حل شما زمانی قابل اجرا است که فشارسنج جیوه ای رو روی یک ژیروسکوپ مستقر کنیم ؟!

[Mohammadali1374 21]

سلام در باره نقطه he و hf كمي توضيح مي دهيد راستش سر كلاس اصلا درست متوجه نمي شم بخصوص ست كردنش رو ، تفاوت بولدن تويوب و انرويد رو هم ذكر كنيد ممنون ميشم
اگر توانستيد لطفا ابقي اينديكيتور هاي هواپيما رو بخصوص ساختار و شيوه عملكردش رو بي زحمت توضيح مي دهيد