Высотомер

Высотомер

ВЫСОТОМЕР. 1. В авиации - см. Альтиметр.

2. В артиллерии: а) полигонный прибор для измерения высоты разрывов снарядов, основанный на определении кажущейся высоты разрыва, наблюдаемой с определенного от мишени расстояния; б) специальный прибор или особое устройство в противосамолетном дальномере для определения высоты полета воздушной цели. Высоту полета самолета считают среди других элементов, характеризующих полет, наиболее устойчивой, меняющейся более постепенно, и поэтому определение ее в некоторых способах стрельбы берут за основу для расчета прочих данных, необходимых для наводки орудий. Как самостоятельный прибор высотомер построен на принципе засечки цели с концов большого (2—3 км) горизонтального базиса, наблюдательные пункты которого связывают или телефонной или электромеханической передачей.

Во время войны 1914—18 гг. англичане и французы применяли т. н. крышеобразный высотомер, основанный на построении в масштабе треугольника ACD (фиг. 1), образуемого вертикальным сечением трехгранной призмы, гранями которой служат: горизонтальная плоскость, проходящая через линию базы, и две наклонные плоскости (скаты крыши) визирования на самолет с концов базы.

Высотомер

При определении высоты полета цели наблюдатели на концах базы, вращая рамки высотомера вокруг шарниров перпендикулярных линии базы, удерживают в образуемых ими визирных плоскостях цель и т. о. получают углы α и β наклона скатов крыши к горизонту. Это дает возможность выразить высоту Н через сумму отрезков l1 + l2 в том масштабе, в котором ad изображает базу AD. Конструктивное решение привело к постройке так называемых проволочных высотомеров, в которых на каждом конце базы протягивают проволоку в направлении, строго перпендикулярном к линии базы, а под проволокой на расстоянии h, в канаве, вдоль базы укладывают брусок, по которому можно перемещать визир с горизонтальной щелью и перемещением визира устанавливать скат крыши, улавливая цель на плоскость, проходящую через щель и проволоку; таким образом устанавливают величины l1 и l2, одну из которых передают по телефону на противоположный конец базы. По сумме l1 + l2 непосредственно делается отсчет высоты на шкале бруска. Высотомеры крышеобразного типа допускают не столь строгое соблюдение одновременности засечки цели, как дальномеры с большей базой.

Высотомер

Наряду с простыми конструктивными решениями, вроде показанного на фиг. 2, где 1 - указатель отсчета, 2 - рулетка, градуированная в высотах, 3 - щелевой визир. Имеются и более совершенные в техническом отношении приборы, построенные на том же принципе или решающие задачу определения высоты попутно с другими необходимыми для стрельбы элементами. Примером может служить французский дальномер-высотомер системы арсенала Пюто.

Дальномер-высотомер системы арсенала Пюто

На вспомогательном конце базы устанавливается прибор (фиг. 3), позволяющий отсчитывать относительно базы угол горизонтальной проекции направленного на цель визирного луча, считываемого со шкалы лимба по указателю 1. На главном конце базы ставят прибор (фиг. 4), ориентируемый с боковым и имеющий линейки для построения в горизонтальной плоскости треугольника, подобного образуемому в действительности базой и горизонтальными проекциями визирных направлений на цель.

Высотомер

Для определения высоты полета служит планшетка 1, разграфленная горизонтальными линиями, отмечающими высоты до 4000 м, и вертикальными, нанесенными сообразно горизонтальным дальностям до 10000 м и отсчитываемыми от оси вращения визирной трубки (и ребра 2 сектора). Наклон визирной трубки при наведении на цель дает величину угла местности; по этому углу и по горизонтальной дальности, считанной с дистанционной линейки (внизу), определяется высота. Последняя устанавливается ползуном 4 на бруске 3; против зубца 5 ползуна считывают на дистанционных кривых сектора 6 наклонные дальности или установки дистанционных трубок и т. п.

Высотомерные устройства в оптических дальномерах дают автоматическое решение формул:

Н = D sin М и Е = D cos М,

где D - наклонная дальность, М - угол визирного луча (направленного на цель) с горизонтом, Н - высота и Е - горизонтальное удаление цели. D определяется дальномером, так же как и М, при непосредственном наведении на цель. По этим данным механизм, состоящий из ряда зацеплений шестерен и эксцентриков, очерченных по логарифмическим кривым, решает уравнения

lg H = lg D + lg sin M и lg E = lg D + lg cos M.

Шестерня, сцепляющаяся с зубчатым сектором в подшипнике дальномера, передает вращение последнего (угол М) логарифмическим эксцентрикам и поворачивает сцепленные с ними эксцентрики на углы, пропорциональные lg sin М и lg cos М, что в свою очередь передается подвижным указателям. Под этими указателями имеются подвижные диски со шкалами, изображающие Н и Е. Диск получает вращение от другой пары эксцентриков, один из которых движется при вращении измерительного валика пропорционально дистанции D, а другой дает Ig D. На шкалах указатели дают окончательный результат, который отсчитывается обслуживающим специалистом.

3. В геодезии высотомером, или эклиметром, называется геодезический прибор для измерения углов наклона. Если известны угол наклона α и длина наклонной линии d, то горизонтальное проложение D линии получится из формулы D = d cos α; если известны горизонтальное проложение D наклонной линии и угол ее наклона α, то превышение h одного конца линии над другим определится из формулы h = D tg α. Эта формула и служит для определения высот, для чего высотомером измеряется угол наклона α. Основной частью высотомера служит вертикальный полный круг, или полукруг, или квадрант-сектор с градусными делениями и какой-либо визирный прибор - труба или диоптры (см. Визирные приборы). Визирный прибор должен быть так соединен с кругом и индексом, чтобы при горизонтальном положении визирной линии начальное деление круга останавливалось против нуля индекса. Простейший высотомер состоит из медного полукруга с градусными делениями; полукруг своим центром укрепляется на подставке - прочном деревянном коле с железным наконечником - так, что может вращаться в вертикальной плоскости около своей оси. Верхняя сторона диаметра полукруга служит визиром. В центре полукруга, на нити, прикреплен маленький отвес, по которому производится отсчет углов наклона. Для правильного получения углов наклона следует убедиться в том, что в тот момент, когда верхняя сторона диаметра полукруга или визирная линия диоптров горизонтальна, нить отвеса покрывает нулевое деление вертикального полукруга. При измерении углов наклона высотомер ставится вертикально в одной точке линии, а в другой точке ставится веха, на которой отмечается расстояние от земли до точки закрепления полукруга высотомера, и на эту отметку вехи наводится ось визирного прибора. Против нити свободно висящего отвеса можно сделать отсчет по градусным делениям, который будет соответствовать углу наклона измеряемой местности. Для проверки высотомера следует произвести измерение угла наклона одной и той же линии дважды: сверху вниз и снизу вверх; если оба определения будут одинаковы, высотомер верен; в противном случае верный угол наклона будет равен полусумме отсчетов, а ошибка в положении нуля вертикального полукруга (место нуля) будет равна полуразности отсчетов. Если место нуля определено, то, придавая его к отсчетам по вертикальному полукругу с соответствующими знаками, можно получать верные углы наклона даже и не совсем исправным высотомером. Точность измерения вертикальных углов зависит от точности градусных делений и от общей точности в устройстве всего прибора. Если взять линию в 100 м и изменить угол на 1°, то ошибка в высоте Δh = 100 tg 1° = 100/57,3 ≈ 2 м; при 100 м и изменении угла на 1' ошибка Δh = 100/3438 ≈ 0,03 м. Малая точность высотомера с отвесом и неудобство нити отвеса заставили сконструировать новые виды высотомеров, без нити и с оптическим приспособлением, увеличивающим точность отсчетов по вертикальному кругу (эклиметры Гауса, Брандиса, Тесдорфа и др.). Особенность этих высотомеров та, что все они (визирные приборы, вертикальные круги) вращаются под действием тяжести (груза), градусные деления нанесены на ободе круга, а потому их можно рассматривать через лупу одновременно с визированием на точку местности. К приборам прилагаются таблички, дающие по измеренному углу превышение и горизонтальное проложение для линии в 20 м.

Применение высотомеров разнообразно при всяких геодезических работах. При землеустроительных работах высотомеры применяются преимущественно для определения углов наклонения линий, чтобы получить их горизонтальное проложение, причем измеряются углы наклона всей линии сразу или углы всех ее изломов. В городских съемках высотомером измеряются углы наклона на каждой ленте через 20 м. При изысканиях высотомер может служить для определения предельных уклонов, в особенности в гористой и холмистой местности. При глазомерной съемке высотомер дает возможность определять углы на отдельные выдающиеся точки, с тем чтобы, определив расстояние по карте или на глаз, по масштабу высот можно было определить превышения.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 4 - 1928 г.