¿Los altímetros están calibrados a la altitud geopotencial ISA o la altitud geométrica ISA?

Los altímetros convierten una medida de presión en una indicación de altitud. Cuando se establece en el ajuste de presión estándar (1013,25 hPa / 29,92" Hg), asumen que la atmósfera está de acuerdo con la Atmósfera estándar (ISA) de la OACI e indican la altitud en consecuencia. Sin embargo, ISA tiene dos definiciones de altitud: altitud geométrica y altitud geopotencial.

La atmósfera estándar de la OACI es un modelo de la atmósfera de hasta 80 kilómetros de altura, basado en la ley de los gases perfectos y la ecuación hidrostática. Para tratar los efectos de la reducción de la gravedad con la altura, utiliza el concepto de altitud geopotencial H:

H = 1 gramo 0 ∫ 0 h gramo d h

con:

  • h = altitud geométrica
  • H = altitud geopotencial
  • gramo 0 = 9.80665  m/s, aceleración gravitatoria media al nivel medio del mar
  • gramo = aceleración local de la gravedad (depende de la altura)

La gravedad está dada por:

gramo = gramo 0 ( r mi r mi + z ) 2
con:

  • r mi = el radio de la tierra

Y así, la relación entre la altitud geopotencial y la altitud geométrica viene dada por:

H = h r mi r mi + h
Y
h = H r mi r mi − H

En el modelo ISA, las propiedades de la atmósfera (presión, temperatura, densidad) se calculan con respecto a la altura geopotencial.

Para una altura geopotencial de 12 500 metros (41 010,5 pies), que corresponde a una altura geométrica de 12 524,6 metros (41 091,3 pies), la atmósfera de la OACI da una presión de 178,648 hPa.

Mi pregunta es: ¿Qué indicará un altímetro perfectamente calibrado cuando la presión es de 178.648 hPa? ¿Indica 41 010,5 pies (la altitud geopotencial) o indica 41091,3 pies (la altitud geométrica)?

Se podría decir que la diferencia es "sólo" de 80 pies, pero para las operaciones RVSM eso es bastante significativo.

La atmósfera estándar de la OACI (como se describe en el Doc 7488 de la OACI) no da la respuesta (al menos yo no pude encontrarla). E incluye tablas para cada 500 metros de altitud tanto geopotencial como geométrica, por lo que no lo pone más fácil.

Quisiera saber que altitud se indica en un altímetro (ISA geopotencial o ISA geométrico) y donde (en que documento oficial) se especifica.

Según la atmósfera estándar de EE. UU. de 1976, 178,648 hPa (mbar) produce una altitud de presión de 41010,5 pies
@selectstriker2 Al igual que la atmósfera de la OACI, la atmósfera estándar de EE. UU. de 1976 produce 41010,5 pies (geopotencial) y 41091,3 pies (geométrico). Los cálculos son los mismos y los datos tabulares se proporcionan tanto para geopotenciales como para datos geométricos.
Supongo que debería haber dicho que un altímetro TSO C106 calibrado debería proporcionar esa altitud. La respuesta de @ Gerry es bastante correcta en cuanto al documento de conducción para esa determinación.
Incluso si no supiera la respuesta correcta, sospecharía fuertemente que era la altitud geopotencial. Con respecto a él (H), la distribución de la presión es más sencilla y los cálculos son más fáciles, lo que es particularmente importante cuando deben implementarse en un dispositivo mecánico. Uno necesita corrección adicional para convertir a altitud geométrica.

Respuestas (3)

El TSO para Air Data Computers es TSO-C106. Especifica para el estándar de rendimiento mínimo "SAE Aerospace Standard 8002, Air Data Computer - Estándar de rendimiento mínimo".

Desde AS8002:

3.6 Referencia de altitud:

La calibración del mecanismo de detección de aire estático para las salidas de altitud de presión (incluidas las corregidas por baro, si se proporciona) se realizará según las tablas de altitud geopotencial de la atmósfera estándar de EE. UU., 1976.

Si bien este es un estándar de EE. UU., la FAA afirma que cumple con el Doc 7488 de la OACI.

Para RVSM, se imponen requisitos adicionales a la instalación centrados principalmente en la reducción del error de fuente estática (SSE). Esa guía está disponible en AC 91-85A .

Es importante recordar que la precisión absoluta en altitud no es tan importante como que todos se adhieran a la misma referencia.

En resumen: por encima de la altitud de transición, lo que importa es la presión. Debajo está lo que la torre local le dé como lectura de presión para que las elevaciones en los gráficos coincidan con las lecturas en el avión. ¿Está bien?
Gracias por la cotización de AS8002, exactamente lo que estaba buscando. También el equivalente europeo (ETSO-C106) se refiere a SAE AS8002.
@yo', es correcto, pero no de qué se trata la pregunta. La pregunta es acerca de cómo se asignan los valores de "altitud" en pies a los valores de presión medidos (solo importa un poco, porque en FL410 la diferencia es de solo 80 pies).

Además de la gran respuesta proporcionada por @Gerry, no se requiere que los altímetros certificados bajo TSO C10b (revisado en 1959) sean tan precisos. Estos son generalmente altímetros analógicos más antiguos. Deben cumplir con AS392C, que proporciona una tabla de valores según el Informe NACA 1235, así como tolerancias.

La tolerancia a 187,54 mbar (40 000 pies) es ± 230 pies!

C10 se revisó a C, lo que requiere que el altímetro cumpla con AS 8009C, Pressure Altimeter Systems , con fecha del 24 de mayo de 2016.

4.4.1 Valores de presión de altitud

Los valores de presión de altitud deben estar de acuerdo con la atmósfera estándar de EE. UU., 1976 (referencia al documento 7488 de la atmósfera estándar de la OACI).

También establece que la calibración de presión diferencial para SSEC debe cumplir con la Nota técnica D-822 de la NASA, que especifica la altitud geopotencial:

Dentro de una capa atmosférica en la que la temperatura a escala molecular es una función lineal de la altitud geopotencial, la ecuación hidrostática y la ley de los gases perfectos producen las siguientes expresiones para la presión...

...

Se proporcionan tablas de altitud de presión para altitudes de hasta 30 000 metros geopotenciales.

Gracias por la información adicional sobre TSO C10b. Le agradecería mucho que usted o cualquier otra persona pudiera encontrar la cita relevante de AS8009C como en la respuesta de Gerry para AS8002.
No parece que AS 8009C especifique geopotenciales o geométricos.
¿Se refiere a un estándar de atmósfera o simplemente proporciona una tabla?
se diferencia de AS 392C (que proporciona la presión junto a la altitud) en que solo tiene Altitudes de presión de prueba, que corresponden a una tolerancia dada

Los sistemas modernos de datos del aire están calibrados a la altura geopotencial. Es decir, a cierta presión dada, el altímetro lee la altitud geopotencial asociada con esa presión en una atmósfera estándar .

Dudo que alguno de nosotros haya volado alguna vez en una atmósfera estándar, por lo tanto, la lectura del altímetro que vemos es una altitud de presión asociada con la atmósfera no estándar en la que nos encontramos. Realmente no puede conocer su altura geopotencial real a menos que también conozca el perfil de temperatura exacto de algún dato a su posición. Y, si tiene esa información del perfil de temperatura, puede ser bastante tedioso determinar su altura geopotencial.

Como se mencionó en otra parte, nada de esto realmente importa mientras todos tengamos el mismo conjunto de números de Kollsman y el despeje de obstáculos no sea un factor.

Las altitudes más bajas a bajas temperaturas pueden requerir una corrección prudente de las altitudes publicadas para mantener el franqueamiento de obstáculos.

(Derivaciones proporcionadas a pedido)

Ed Lambert, Educación Física

ATP A320, B747-4, DC9

¿Los altímetros están calibrados a la altitud geopotencial ISA o la altitud geométrica ISA?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v