고도계

고도계 또는 고도계는 고정된 높이 이상의 물체의 고도를 측정하기 위해 사용되는 기구이다.고도 측정은 고도 측정이라고 불리며, 물 속 깊이 측정인 수심 측정이라는 용어와 관련이 있습니다.전 세계에서 가장 일반적인 고도계 보정 단위는 수은(^[1]inHg)이 사용되는 북미와 일본을 제외하고 헥토파스칼(hPa)입니다.피트 또는 미터 단위로 정확한 고도 판독값을 얻으려면 기압 공식을 사용하여 국소 기압을 올바르게 보정해야 합니다.

역사

고도계의 과학적 원리는 목사에 의해 처음 쓰여졌다. 1772년 스코틀랜드 목사이자 천문학자인 알렉산더 브라이스는 기압계의 원리가 ^[2]높이를 측정하기 위해 조정될 수 있다는 것을 깨달았다.

압력 고도계

고도는 대기압 측정에 따라 결정될 수 있습니다.고도가 높을수록 압력이 낮아집니다.기압계가 고도를 나타내기 위해 비선형 보정을 제공하는 경우, 계측기를 압력 고도계 또는 기압 고도계라고 합니다.압력 고도계는 대부분의 항공기에서 볼 수 있는 고도계이며 스카이다이버들은 비슷한 목적으로 손목에 장착된 버전을 사용한다.등산객이나 등산객은 지도, 자석 나침반, GPS 수신기와 같은 다른 항법 도구와 더불어 손목에 장착되거나 휴대용 고도계를 사용합니다.

고도계의 보정은 다음 방정식을 따릅니다.

${\displaystyle z=c\;T\;\log(P_{o}/P),}$^[3]

여기서 c는 상수, T는 절대 온도, P는 고도 z에서의 압력, P는_o 해수면에서의 압력입니다.상수 c는 중력의 가속도와 공기의 몰 질량에 따라 달라집니다.그러나 이러한 유형의 고도계는 "밀도 고도"에 의존하며, 실제 고도 ^[4]변화 없이 한랭 전선으로부터와 같은 기압의 갑작스러운 변화로 인해 판독값이 수백 피트까지 달라질 수 있다는 것을 알아야 한다.

하이킹, 등산, 스키에 사용

지형도와 함께 사용되는 기압고도계는 위치를 확인하는 데 도움이 된다.그것은 고도를 측정하기 위한 GPS 수신기보다 더 신뢰할 수 있고 종종 더 정확하다; GPS 신호는 예를 들어 협곡 깊숙한 곳에 있을 때 사용할 수 없거나 사용 가능한 모든 위성이 수평선 근처에 있을 때 매우 부정확한 고도를 제공할 수 있다.기압은 날씨에 따라 변하기 때문에 등산객들은 지형도에 표시된 등산로 교차점이나 봉우리 등 알려진 고도에 도달하면 정기적으로 고도계를 다시 보정해야 한다.

스카이다이빙

고도계는 낙하산 다음으로 가장 중요한 스카이다이빙 장비이다.점프 중에는 항상 고도에 대한 인식이 중요하며, 안전을 유지하기 위해 적절한 반응을 결정한다.

스카이다이빙에서 고도에 대한 인식이 매우 중요하기 때문에, 스포츠에서 사용하기 위해 특별히 만들어진 다양한 고도계 디자인이 있으며, 학생이 아닌 스카이다이버는 일반적으로 한 번의 ^[5]점프에서 두 개 이상의 고도계를 사용합니다.

• 손, 손목 또는 가슴에 장착된 기계식 아날로그 시각 고도계.이는 가장 기본적이고 일반적인 유형으로, 거의 모든 학생 스카이다이버에 의해(그리고 일반적으로 필수) 사용됩니다.공통 설계에는 0~4000m(또는 시계 면을 모방한 0~12000ft)의 페이스가 표시되며, 화살표가 현재 고도를 가리킵니다.각각 노란색과 빨간색으로 표시된 전면 플레이트 스포츠 섹션은 권장 전개 고도 및 비상 절차 결정 고도(일반적으로 "하드 데크"라고 함)를 나타냅니다.기계식 고도계에는 점프 전 지면에서 0을 가리키도록 수동으로 조절해야 하는 노브가 있으며 착지 지점이 이륙 지점과 같은 고도에 있지 않을 경우 사용자가 적절히 조절해야 한다.내부 디지털 작동에도 불구하고 익숙한 아날로그 디스플레이를 활용하는 일부 첨단 전자 고도계도 사용할 수 있습니다.
• 손목 또는 손에 장착된 디지털 시각 고도계.이 타입은 항상 전자적으로 동작하며 고도를 다이얼상의 포인터가 아닌 수치로 전달합니다.고도계에는 이미 고도 계산에 필요한 전자회로가 모두 포함되어 있기 때문에 일반적으로 전자일지, 실시간 점프 프로필 재생, 속도 표시, 지상 훈련용 시뮬레이터 모드 등의 보조기능을 갖추고 있다.점프 전 지상에서 전자 고도계가 작동하고 0을 가리키도록 자동으로 보정됩니다.따라서 사용자가 자택과 다른 고도에 있는 드롭 존에 드라이브를 설치하는 등 오독을 일으킬 수 있는 위험을 피하기 위해 필요 이상으로 전원을 켜지 않는 것이 중요합니다.의도된 착륙 구역이 이륙 지점과 다른 높이에 있는 경우, 사용자는 지정된 기능을 사용하여 적절한 오프셋을 입력해야 한다.
• 가청 고도계('다이터'라고도 함)는 시판되는 첫 번째 제품의 일반화된 상표입니다.헬멧에 꽂아 미리 정해진 고도에서 경고음을 낸다.현대의 오디오는 대략적인 시작부터 크게 진화하여 다양한 고도에서 여러 톤의 음색, 빠르게 전환할 수 있는 여러 저장된 프로파일, 나중에 분석하기 위해 PC로 데이터를 전송하는 전자 로그북, 서로 다른 경고 고도의 자유 낙하 및 캐노피 모드 등 다양한 기능을 갖추고 있습니다.s, 급강하 유도음 등오디오는 전적으로 보조 장치이며, 이를 대체하지는 않지만 고도 인식을 유지하는 주요 도구인 시각적 고도계를 보완합니다.오랜 시간 동안 지상이 시야에 들어오지 않을 수 있는 프리 플라잉과 같은 현대 스카이다이빙의 출현은 청각 장치의 사용을 거의 보편화시켰고, 사실상 모든 스카이다이빙 헬멧은 소리가 날 수 있는 하나 이상의 내장 포트를 가지고 있다.청음기는 권장되지 않으며 종종 스카이다이버 학생들에 의해 사용이 금지됩니다. 스카이다이버들은 스스로 적절한 고도 인식 시스템을 구축해야 합니다.
• 보조 시각 고도계.이는 정확한 고도를 나타내는 것이 아니라 주변 시야의 일반적인 표시기를 유지하는 데 도움이 된다.적절한 포트가 장착된 청각과 함께 작동하며, 이 경우 청각 톤을 보완하는 경고 플래시를 발생시키거나 독립 실행형 상태로 고도에 따라 녹색 또는 빨간색 불빛을 표시하는 등 다른 디스플레이 모드를 사용할 수 있습니다.

• 음성 고도계(음성 고도계라고도 함)청각 및 시각적 고도계 기능을 모두 결합한 또 다른 유형의 고도계입니다.유닛은 스카이다이빙에 사용되는 모든 필요한 고도를 갖추고 있으며 스카이다이버의 모국어로 숫자를 발표합니다.이것들은 헬멧에도 삽입되지만(가청기와 같은 포켓 사이즈), 음량 자동 조정으로 음성을 내는 것은 청력을 맑게 하는 속도에 따라 달라집니다.말하는 고도계는 보통 모바일 어플리케이션을 통한 소프트웨어 구성을 가지고 있습니다.이런 유형의 고도계의 주요 목표는 숙련된 스카이다이버에게 강력한 보안 기능을 제공하는 것입니다. 따라서 그들은 FS 로드 주최자 또는 AFF 강사에게도 매우 유용한 현재 위치를 항상 알고 있습니다.

고도계의 정확한 선택은 개인 스카이다이버들의 선호도, 경험 수준, 기본 종목, ^[6]점프 유형에 따라 크게 달라진다.스펙트럼의 한쪽 끝에서 물 착륙과 자유낙하를 수반하는 저고도 시연 점프는 고도계의 의무 사용을 포기하고 전혀 사용하지 않을 수 있다.반대로, 자유 비행 점프를 하고 고성능 캐노피를 비행하는 점프 선수는 자유 낙하 시 쉽게 참조할 수 있는 기계식 아날로그 고도계, 이탈 고도 경고를 위한 인헬멧, 캐노피 비행을 위한 급강하 유도 톤과 함께 추가로 프로그램된 암밴드의 디지털 고도계를 사용할 수 있습니다.접근 시 시즈 고도유사한 유형의 점프를 하는 또 다른 스카이다이버는 숫자 디스플레이의 직접 고도 판독을 선호하면서 기본 시각적 고도계에 디지털 고도계를 착용할 수 있다.

항공기에서 사용

항공기에서 아네로이드 기압계는 항공기 외부의 정적 포트에서 대기압을 측정합니다.기압은 고도가 높아짐에 따라 감소합니다. 즉, 800m당 약 100헥토파스칼 또는 1000피트당 1인치 수은 또는 해수면 근처에서는 30피트당 1헥토파스칼입니다.

아네로이드 고도계는 국제표준대기(ISA)에 의해 정의된 수학적 모델 대기에 따라 압력을 평균 해수면 위의 고도로 직접 나타내도록 보정됩니다.구형 항공기는 바늘이 얼굴 주위를 0에서 실물 크기로 1회전 미만으로 회전하는 단순한 아네로이드 기압계를 사용했다.이 디자인은 시계면과 비슷한 회전수를 나타내는 1차 바늘과 1차 바늘이 있는 3점 고도계로 진화했다.즉, 각 니들은 현재 고도 측정의 다른 숫자를 가리킵니다.그러나 이 디자인은 스트레스가 많은 상황에서 오독의 위험으로 인해 인기를 잃었습니다.설계는 아날로그 계측기의 마지막 단계인 드럼형 고도계로 발전했으며, 여기서 바늘 한 개가 회전할 때마다 1,000피트(300m)가 되며, 수치 주행 기록계형 드럼에 1,000피트 증가분이 기록되었습니다.고도를 측정하기 위해 조종사는 먼저 드럼을 읽고 수천 피트를 측정한 다음 수백 피트의 바늘을 봐야 했다.수송기의 최신 아날로그 고도계는 전형적으로 드럼형이다.최근 개발된 선명도는 디지털 고도계 디스플레이를 내장한 전자 비행 계기 시스템입니다.이 기술은 많은 일반 항공기에서 표준이 될 때까지 여객기와 군용기에서 내려왔다.

현대 항공기는 "감응 고도계"를 사용한다.민감 고도계에서는 설정 노브를 사용하여 해수면 기준 압력을 조정할 수 있습니다.기준 압력(캐나다와 미국의 수은 인치 단위)과 다른 곳의 헥토파스칼(이전 밀리바)은 항공기 고도계 표면에 있는 작은 콜스만 ^[7]창에 표시됩니다.특정 위치의 해수면 기준 대기압은 온도와 대기압 시스템의 움직임에 따라 시간에 따라 변화하기 때문에 이것이 필요하다.

항공 용어로는 평균 해수면(MSL)에서의 지역 또는 국지 기압을 QNH 또는 "altmeter 설정"이라고 하며, 특정 비행장의 지상 높이를 나타내기 위해 고도계를 보정하는 압력을 필드의 QFE라고 한다.그러나 고도계는 대기 온도 변화에 맞춰 조정할 수 없습니다.따라서 ISA 모델과의 온도 차이는 표시된 고도에서 오류를 발생시킵니다.

항공우주학에서는 다이어프램 벨로우에 기반한 기계적 독립형 고도계가 공기 데이터 컴퓨터(ADC)라고 불리는 통합 측정 시스템으로 대체되었습니다.이 모듈은 고도, 비행 속도 및 외부 온도를 측정하여 보다 정확한 출력 데이터를 제공하여 자동 비행 제어 및 비행 수준 분할을 가능하게 합니다.여러 고도계를 사용하여 관성 항법 시스템 계산을 지원하기 위해 비행기의 위치 각도에 대한 정보를 제공하는 압력 기준 시스템을 설계할 수 있습니다.

지상 효과 차량에서 사용

광범위한 연구와 실험 결과, 레이저, 등방성 또는 초음파 고도계에 ^[8]비해 지상 효과 차량에 가장 적합한 것으로 나타났다.

음파 고도계

1931년, 미 육군 항공대와 제너럴 일렉트릭은 항공기용 음파 고도계를 테스트했는데, 이것은 짙은 안개나 비가 내릴 때 기압에 의존하는 것보다 더 안정적이고 정확한 것으로 여겨졌다.신형 고도계는 박쥐가 내는 소리와 같은 일련의 고음을 사용해 비행기에서 지표면까지의 거리를 측정했고, 항공기로 돌아오면 항공기 ^[9]조종석 내부의 게이지에 표시된 피트로 변환되었다.

레이더 고도계

레이더 고도계는 무선 신호가 지표면에서 항공기로 반사되는 데 걸리는 시간을 이용하여 보다 직접적으로 고도를 측정합니다.또는 주파수 변조 연속파 레이더를 사용할 수 있습니다.주파수 시프트가 클수록 주행 거리가 더 멀어집니다.이 방법은 주파수 변조를 사용하는 레이더 고도계와 동일한 지출에 대해 펄스 레이더보다 훨씬 높은 정확도를 달성할 수 있습니다.레이더 고도계는 상업용과 군용 항공기에서 착륙할 때 지상고도를 측정하는 데 사용됩니다.레이더 고도계는 또한 지형 회피 경고 시스템의 구성 요소로서, 항공기가 너무 낮게 비행하거나 전방의 지형이 상승할 경우 조종사에게 경고합니다.레이더 고도계 기술은 전투기가 지형을 매우 낮게 비행할 수 있도록 지형 추적 레이더에도 사용된다.

레이더 테크놀로지는 아래를 향한 레이더 ^[10]고도계를 사용하여 화성 지형을 비행하는 기록을 세우면서 헬리콥터 인제니티를 항해하는 데 사용됩니다.

위성 측위 시스템

GPS(Global Positioning System) 수신기는 4개 이상의 위성으로 3변측을 통해 고도를 결정할 수도 있습니다.항공기에서 자율 GPS를 사용하여 결정된 고도는 압력 고도계를 대체할 수 있을 만큼 신뢰성이 높지 않다.^[11]하이킹과 클라이밍에서 GPS로 ^[12]측정한 고도가 위성 방향에 따라 최대 400피트(122m) 떨어진 것을 흔히 볼 수 있습니다.

기타 교통 수단

고도계는 오프로드 차량에서 내비게이션에 도움이 되는 옵션 기기입니다.1930년대 뒤엔버그처럼 포장도로를 벗어나기 위한 의도가 전혀 없었던 고성능 고급차에도 고도계가 장착됐다.

등산객이나 등산객들은 스카이다이버처럼 휴대용 또는 손목에 차고 다니는 기압계를 사용한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

외부 링크