Радиовысотомер

Радиовысотоме́р (радиоальтиметр — устаревшее, производное из иных европейских языков) — бортовое или наземное устройство для определения истинной высоты полёта летательного аппарата (самолёта, вертолёта, спутника и т. д.) над поверхностью Земли радиотехническими методами. Является дополнением и альтернативой барометрическому высотомеру, предназначенному для измерения относительной или абсолютной высоты полёта. Фактически, радиовысотомер является частным случаем радиодальномера или специализированной РЛС, однако, в связи с удобством классификации по назначению, его выделяют в отдельный класс устройств.

Подвижный радиовысотомер ПРВ-10 в подмосковном музее ПВО
Указатель радиовысотомера в кабине самолёта

Классификация

Радиовысотомеры бывают разными по исполнению:

  • как самостоятельная станция (подвижная или стационарная);
  • как часть радиоэлектронного оборудования летательных аппаратов;
  • трёхкоординатная РЛС одновременно играет роль высотомера.

По типу используемого радиоизлучения и методу его обработки бортовые радиовысотомеры делятся на две группы:

  • радиовысотомеры с частотной модуляцией (ЧМ) имеют диапазон измерений до нескольких сотен метров (обычно до 1500 м) и используются в основном при заходе самолёта на посадку;
  • радиовысотомеры с импульсной модуляцией (ИМ) предназначены для измерения бо́льших высот и применяются преимущественно в военной авиации, в космонавтике, при аэрофотосъёмке и в других специальных целях.

Принцип действия

Бортовой

Принцип действия радиовысотомера основан на определении времени прохождения радиосигнала от передающей антенны до отражающей поверхности и обратно, к приёмной антенне (основной принцип радиолокации). Высота и время задержки сигнала связаны формулой:

,

где h — высота; t — время задержки; c — скорость распространения радиоволн (равна скорости света).

Метод определения задержки сигнала зависит от его типа:

  • при использовании импульсных сигналов, обычными методами импульсной техники (с помощью аналоговых цепей либо цифровых счетчиков) измеряется интервал времени между импульсами передатчика и приёмника;
  • при частотной модуляции радиосигнала пилообразными или треугольными импульсами, результирующий сигнал представляет собой высокочастотные колебания, с мгновенной частотой, кусочно-линейно изменяемой по времени, то есть задержанный сигнал по мгновенной частоте немного отличается от исходного. При смешивании излучаемого и принимаемого сигналов образуется биения с частотой, равной разности мгновенных частот, так как закон изменения мгновенной частоты по времени линеен, разностная частота пропорциональна задержке. Частота биений измеряется частотомером (аналоговым в старых моделях или цифровым — в новых), после чего измерительная информация выводится на показывающее устройство в виде значения расстояния до земли.

Наземный
Радиовысотомер ПРВ-17

РЛС определяет расстояние до самолёта, скорость и направление его движения. Устройство управления высотомером вычисляет угловую скорость самолёта относительно станции и начинает вращать антенну высотомера с соответствующей скоростью. Одновременно антенна ходит вверх-вниз, сканируя пространство узконаправленным лучом. Таким образом вычисляется угол места самолёта. Простейшими преобразованиями можно определить высоту над землёй.

Трёхкоординатные РЛС с той же целью используют большое количество лучей, излучаемых несколькими передающими антеннами. Такой метод нахождения высоты менее точный, но после первичной обработки вместе с координатами самолёта выдаётся и его высота.

История

Первый в мире радиовысотомер был разработан фирмой Bell Laboratories (США) и продемонстрирован в Нью-Йорке 9 октября 1938 года.

В СССР первые серийно выпускаемые радиовысотомеры (РВ-2, РВ-10 и РВ-17) были разработаны в 1947—1954 годах. С 1962 по 1965 годы в ЦКБ-17 Министерства авиационной промышленности разрабатывается радиовысотомер больших высот, который 3 февраля 1966 года впервые в истории космонавтики обеспечил мягкую посадку на поверхность Луны космического аппарата «Луна-9».

Некоторые типы отечественных радиовысотомеров

Бортовые радиовысотомеры
Модель радиовысотомера Тип модуляции Рабочая частота, МГц Максимальная высота измерения, м
РВ-2 ЧМ 444 1200
РВ-У ЧМ 444 н/д
РВ-УМ ЧМ 444 600
РВ-3 ЧМ 2000 300
РВ-3М ЧМ 2000 600
РВ-4 ЧМ 4300 1500
РВ-5 ЧМ 4300 750
РВ-10 ИМ н/д 12000
РВ-15 ЧМ н/д н/д
РВ-17 ИМ 440 17000
РВ-18 (А-031) ИМ 845±3 12000, 25000, 30000
РВ-21 (А-035) ИМ 4300 11000
РВ-25 ИМ н/д н/д
РВ-85-07 ЧМ 4200...4400 1500
А-034 ЧМ 4300 н/д
А-035 н/д н/д н/д
А-036 н/д н/д н/д
А-037 ЧМ 4200…4400 750
А-040 ЧМ 4300 1000
А-041 (РВ-85) н/д н/д н/д
А-052 ЧМ 4300 1500
А-053 ЧМ 4300 1500
А-063 ИМ н/д н/д
А-069А н/д н/д н/д
А-075 ИМ 4300 25000
А-076 ИМ 4300 20000
А-077 ИМ н/д н/д
А-078 ИМ 4300 10000

Подвижные радиовысотомеры

Литература

Книги
  • Лобанов М. М. Развитие советской радиолокационной техники. — М. : Воениздат, 1982.
  • Пестряков В. В., Кузенков В. Д. Радиотехнические системы : Учебник для вузов. — М. : Радио и связь, 1985.
  • Чердынцев В. А. Радиотехнические системы : Учебное пособие. — Мн. : Высшая школа, 1988.
  • Силяков В. А., Горбацкий В. В., Красюк В. Н. Обнаружение отражённых сигналов в системах поиска радиовысотомеров с линейной частотной модуляцией // Датчики и системы. — 2002. — № 2.
  • Бакулев П. А. Радиолокационные системы : Учебник для вузов. — М. : Радиотехника, 2004.

Нормативно-техническая документация
  • ГОСТ 17589-72. Радиовысотомеры самолётные и вертолётные для высот до 1500 м. Основные параметры и технические требования.
  • ГОСТ 28154-89. Радиовысотомеры малых высот с цифровыми внешними связями. Общие технические требования.
  • ГОСТ Р 50860-96. Самолёты и вертолёты. Устройства антенно-фидерной связи, навигации, посадки и УВД. Общие технические требования, параметры, методы измерений.
  • Авиационная радиосвязь. Международные стандарты и рекомендации (Международная организация гражданской авиации, 1972).
  • ТО ГУ1.301.034. Радиовысотомеры РВ-3, РВ-3М. Техническое описание (1968).
  • И ГУ1.301.034. Радиовысотомеры РВ-3, РВ-3М. Инструкция по эксплуатации (1968).

См. также

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.