مقياس الارتفاع

رسم تخطيطي يوضح واجهة مقياس الارتفاع الحساس ثلاثي المؤشرات للطائرة، ويعرض ارتفاعًا قدره 10180 قدمًا (3100 مترًا) . ويظهر ضغط مرجعي يبلغ حوالي 29.92 بوصة زئبقية (1013 هكتوباسكال) في نافذة كولسمان .  

مقياس الارتفاع هو أداة تُستخدم لقياس ارتفاع جسم ما بالنسبة إلى مستوى ثابت. [ 1 ] يُطلق على قياس الارتفاع اسم قياس الارتفاع ، وهو مصطلح مرتبط بمصطلح قياس الأعماق ، أي قياس العمق تحت الماء.

الأنواع

مقياس الارتفاع الضغطي

مستشعر ضغط جوي رقمي لقياس الارتفاع في تطبيقات الإلكترونيات الاستهلاكية

يمكن تحديد الارتفاع بقياس الضغط الجوي . فكلما زاد الارتفاع، انخفض الضغط. وعندما يُزوَّد البارومتر بمعايرة غير خطية لتحديد الارتفاع، يُصبح الجهاز نوعًا من مقاييس الارتفاع يُسمى مقياس الارتفاع الضغطي أو مقياس الارتفاع البارومتري. يُعد مقياس الارتفاع الضغطي هو مقياس الارتفاع الموجود في معظم الطائرات ، ويستخدمه القافزون بالمظلات على المعصم لأغراض مماثلة. كما يستخدم المتنزهون ومتسلقو الجبال مقاييس ارتفاع محمولة على المعصم أو باليد، بالإضافة إلى أدوات ملاحية أخرى مثل الخرائط والبوصلات المغناطيسية وأجهزة استقبال أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

مقياس الارتفاع الصوتي

في عام 1931، اختبر سلاح الجو التابع للجيش الأمريكي وشركة جنرال إلكتريك معًا مقياس ارتفاع صوتيًا للطائرات، والذي اعتُبر أكثر موثوقية ودقة من المقياس الذي يعتمد على ضغط الهواء في حالة وجود ضباب كثيف أو أمطار غزيرة. استخدم مقياس الارتفاع الجديد سلسلة من الأصوات الحادة، مثل تلك التي يُصدرها الخفاش، لقياس المسافة من الطائرة إلى سطح الأرض، والتي تُحوّل عند عودتها إلى الطائرة إلى أقدام تُعرض على مؤشر داخل قمرة القيادة. [ 2 ]

مقياس الارتفاع الراداري

يظهر مقياس الارتفاع الموجود على طائرة بايبر PA-28 هذه في الصف العلوي من الأجهزة، الثاني من اليمين.

يقيس مقياس الارتفاع الراداري الارتفاع بشكل مباشر، معتمدًا على الزمن الذي تستغرقه إشارة الراديو للانعكاس من سطح الأرض عائدةً إلى الطائرة. ويمكن استخدام رادار الموجة المستمرة المعدلة التردد كبديل. كلما زاد تغير التردد، زادت المسافة المقطوعة. تُحقق هذه الطريقة دقةً أعلى بكثير من الرادار النبضي بنفس التكلفة، وتُعد مقاييس الارتفاع الرادارية التي تستخدم تعديل التردد معيارًا صناعيًا. يُستخدم مقياس الارتفاع الراداري لقياس الارتفاع فوق مستوى سطح الأرض أثناء الهبوط في الطائرات التجارية والعسكرية. كما تُعد مقاييس الارتفاع الرادارية جزءًا من أنظمة الإنذار لتجنب التضاريس، حيث تُنبه الطيار إذا كانت الطائرة تحلق على ارتفاع منخفض جدًا، أو إذا كانت هناك تضاريس مرتفعة أمامها. وتُستخدم تقنية مقياس الارتفاع الراداري أيضًا في رادار تتبع التضاريس، مما يسمح للطائرات المقاتلة بالتحليق على ارتفاع منخفض جدًا فوق سطح الأرض.

بعد إجراء بحوث وتجارب مكثفة، تبين أن "مقاييس الارتفاع الراديوية الطورية" هي الأنسب لمركبات تأثير الأرض ، مقارنةً بمقاييس الارتفاع الليزرية أو المتناحية أو فوق الصوتية. [ 3 ]

مقياس الارتفاع بالليزر

تُستخدم تقنية الليدار للمساعدة في توجيه طائرة الهليكوبتر "إنجينيويتي" في رحلاتها القياسية فوق تضاريس المريخ ، وذلك عن طريق مقياس ارتفاع ليدار موجه للأسفل. [ 4 ]

نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية

تستطيع أجهزة استقبال الملاحة عبر الأقمار الصناعية، مثل تلك المستخدمة مع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، تحديد الارتفاع عن طريق التثليث باستخدام أربعة أقمار صناعية أو أكثر . في الطائرات، لا يُعدّ الارتفاع المُحدد باستخدام نظام GPS المستقل موثوقًا بما يكفي ليحل محل مقياس الارتفاع بالضغط دون استخدام طريقة ما لتعزيز القياس . [ 5 ] في رياضة المشي والتسلق، من الشائع أن نجد أن الارتفاع المقاس بواسطة نظام GPS يختلف بمقدار يصل إلى 122 مترًا (400 قدم) اعتمادًا على اتجاه القمر الصناعي. [ 6 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. وراغ، ديفيد و. (1973). قاموس الطيران (  الطبعة الأولى). ريدينغ: أوسبري. ص  33. ISBN 0-85045-163-9.
  2. "المقياس يعطي الارتفاع" ، مجلة العلوم الشعبية ، مارس 1931
  3. نيبيلوف، البروفيسور ألكسندر وشاران سوكريت. "تحليل مقارن لمتغيرات التصميم لنظام قياس معلمات الطيران على ارتفاعات منخفضة". الندوة السابعة عشرة للاتحاد الدولي للتحكم الآلي.
  4. "كيف صممت ناسا مروحية قادرة على الطيران ذاتيًا على سطح المريخ" . مجلة IEEE Spectrum . ١٧ فبراير ٢٠٢١. مؤرشف من الأصل في ١٩ فبراير ٢٠٢١. تم الاطلاع عليه في ١٩ فبراير ٢٠٢١ .
  5. ^ ألبيري، ماتيو؛ بالدونسيني، ماريكا؛ بوتاردي، كارلو. تشياريلي، إنريكو؛ فيورنتيني، جيوفاني؛ رابتيس، كاساندرا جوليا كريستينا؛ رياليني، أوجينيو؛ ريجوزوني، ميركو؛ روسي، لورينزو؛ سامبيترو، دانييلي؛ ستراتي، فيرجينيا؛ مانتوفاني ، فابيو (16 أغسطس 2017). “دقة ارتفاع الطيران المُقاس باستخدام أجهزة استشعار GNSS والرادار والبارومتر منخفضة التكلفة: الآثار المترتبة على المسوحات الإشعاعية المحمولة جواً” . أجهزة الاستشعار . 17 (8): 1889. أرخايف : 1802.00327 . بيب كود : 2017Senso..17.1889A . دوى : 10.3390/s17081889 . PMC 5579878. PMID 28813023 .  
  6. "فهم دقة قراءة الارتفاع باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)" . جارمن . مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 مارس 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 مارس 2020 .