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.
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 самолета на посадку;
радиовысотомеры с импульсной модуляцией (ИМ) предназначены для измерения бо́льших высот и применяются преимущественно в военной авиации, в космонавтике, при аэрофотосъемке 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 приемной 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».
