無線電高度表

無線電高度表

無線電高度表,測量飛機到地面垂直距離用的機載無線電設備,是重要的飛行器儀表之一。它測量的高度是飛機距離地面的真實高度,由收發機、天線和指示器組成。民用航空器上使用的無線電高度表一般為低高度無線電高度表(LRRA:LowRangeRadioAltimeter),測量範圍為-20到2500英尺,通常在飛機進近和著陸階段使用 。

定義

以地面(或海面)作為反射面的一種測高雷達。它能在各種氣候條件下精確測量飛機離地面(或海面)的相對高度,是現代飛機上必要的導航設備之一。亦稱雷達高度表(Radar Altimeter)。按調製方式不同,分為調頻連續波無線電高度表和脈衝調製無線電高度表。這兩種體制的無線電高度表只要設計合理,均可達到很高的測高精度,都得到了廣泛的套用 。

它由發射、接收裝置和顯示器組成。飛機向地面發射無線電波,經地面反射後被飛機接收機接收無線電波經歷兩倍飛行高度H的行程所用的時間等於兩倍飛行高度被電波傳播速度所除的商值。電波傳播的速度為恆值,只要測出這段時間便可求出飛行高度。無線電高度表按工作方式分為調頻式和脈衝式兩種。①調頻式無線電高度表:從飛機上向地面發射三角波調製的連續調頻波,經地面反射後被接收機接收。把接收到的調頻波和從發射機耦合過來的發射波進行混頻。輸出的差頻與飛行高度有關。用頻率計數器測出差頻,通過換算即得到離地高度。這種高度表以連續波方式工作,必須採用 2個天線分別作為發射天線和接收天線。②脈衝式無線電高度表:它的工作方式與脈衝雷達測量距離的工作方式完全相同。新型脈衝式無線電高度表發射的脈衝寬度可自動調整,無論在低高度或高高度均可作精確測量。

原理

系統測高原理

飛機向地面發射無線電波,經地面反射被飛機接收機接收。無線電波經歷行程等於無線電波傳播速度乘以電波傳播時間。電波傳播速度為恆值,只要測出這段時間便可求出飛機飛行高度。

B737NG飛機為調頻式無線電高度表。發射機通過天線發射連續調頻波。無線電波的頻率是連續線性變化的。接收機把接收到的調頻波和發射機耦合過來的發射波進行混頻,得到差頻,差頻與高度有關。通俗地講,接收機接收到的電波頻率和此時發射機發射的電波頻率兩者之間的差值與接收到的電波所往返路徑的時間成比例,這樣便可通過差頻求出飛機的飛行高度 。

系統組成及功能

B737NG飛機有兩套無線電高度表。每套無線電高度表包括一部收發機和兩部天線。收發機產生射頻信號從發射天線發射到地面,地面反射的信號經接收天線接收送回收發機。收發機對信號進行處理得到飛機的飛行高度值。高度值和信號的有效性由收發機送往兩條數據匯流排。數據匯流排1的數據送到飛行管理計算機FCC和自動油門計算機。數據匯流排2的數據送到近地警告計算機GPWC、防撞系統TCAS計算機、數字飛行數據採集組件DFDAU、雷達WXR收發機及顯示電子組件DEU。正常情況,系統1的高度值由DEU1控制顯示在機長側顯示組件DU上,系統2的高度值由DEU2控制顯示在副駕駛側DU上。

由於同一型號的收發機可能裝在不同構型的飛機上或安裝在同一架飛機上不同的位置,所以在收發機的背面設計有程式銷釘。為了區別兩套系統的無線電波,不使其發生混淆,收發機背面設計有系統選擇銷釘,該銷釘用來區分左右系統及選擇無線電波的調製率。系統1的無線電波調製率是145HZ,系統2的調製率是155HZ。

當飛機著陸機輪觸地時,要求高度表指示為0,但發射機發射信號輸出孔到接收機返回信號輸入孔之間信號傳播的路徑實際包括收、發天線連線的同軸傳輸線及天線到地面的路徑。為此,在高度收發機電路中設計有抵消飛機安裝延時(AID)的電路。B737NG飛機的無線電高度表收發天線安裝於機身前部,前起落架之後的機腹上。當飛機帶拉平仰角著陸時,要求主起落架機輪觸地時高度表指示為零,這也就是為什麼飛機前起落架觸地後,無線電高度表指示卻變為-4。

B737NG飛機無線電高度表收發機背面AID程式銷釘選擇57英尺的修正值,用來抵消天線同軸傳輸線的長度、機身到地面的距離、及拉平時的仰角 。

控制與顯示

無線電高度值和選擇的決斷高度值顯示在主飛行顯示器PFD的右上角。高度值在2500英尺以上不顯示。機組通過各自側的EFIS控制臺控制決斷高度參考值和復位決斷高度警告顯示。將EFIS控制臺上的MINS電門選到RADIO位置,再左右旋轉電門調節決斷高度參考值在-1到999英尺之間。通過按壓RST來復位決斷高度警告顯示。

2500英尺以下,無線電高度值為白色數字顯示,0到1000英尺時,白色數字會被一圈刻度盤包圍,刻度盤的周長會隨著飛機飛行高度的減小(增大)而減少(增加),同時一個綠色的決斷高度游標會顯示在刻度盤上。在無線電高度數值之上是綠色的決斷高度參考值。當飛機的無線電高度等於選擇的決斷高度參考值時,無線電高度數值會從白色變為琥珀色,刻度盤連同決斷高度游標也會變為琥珀色並閃爍三秒。當飛機低於2500英尺並且儀表著陸航向道偏離指示出現時,跑道符號就會出現。在飛機高度從200英尺降到0英尺的過程中,跑道符號會慢慢靠近飛機符號底部,用來形象的指示飛機到跑道的距離 。

分類

從測量體制上分成兩大類:調頻連續波和脈衝體制。

標準

從民機適航角度上考慮有TSO-C87(A),FAA沒有根據TSO-C87A批准新型無線電高度表。性能標準DO-155(美國),ED-30(歐洲),新的TSO採用的是歐洲標準,即ED-30。

國內軍用採用GJB 2273。

國內民用採用GB/T 11469。

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