Eén van de belangrijkste instrumenten in een helikopter is de hoogtemeter.
Voor de vliegveiligheid kan het voor een luchtcontroleur belangrijk zijn om te weten hoe hoog verschillende luchtvaartuigen vliegen. Voor de piloot is het belangrijk om tijdens de vlucht bijvoorbeeld minstens de wettelijk verplichte minimumhoogtes aan te houden of om botsingen met obstakels op de grond te vermijden. Maar hoe werkt zo’n instrument nu precies?
De hoogtemeter is eigenlijk niets meer dan een barometer die de omgevingsdruk meet op de hoogte waarop gevlogen wordt en deze druk omzet naar een hoogte. In de hoogtemeter bevindt zich een “aneroide capsule”. Dit is een capsule die luchtdicht is en die gemaakt zijn van een legering van berillium en koper. Je kan deze capsule vergelijken met een ballon.
Wanneer een helikopter nu bijvoorbeeld hoger gaat vliegen neemt de omgevingsdruk af. Voor de eenvoud gebruiken we in de opleiding een vuistregel van 1 millibar per 30 voet hoogtetoename. Hoe hoger je vliegt, des te minder snel de druk weliswaar afneemt. Om je een voorbeeld te geven; op zeeniveau schommelt de druk meestal tussen de 1020 en 1000 millibar (voor de whizzkids; 1013.25 millibar is de standaarddruk op zeeniveau) en op 18.000 voet hoogte ( = 5.500 meter) is de luchtdruk nog ongeveer de helft in vergelijking met deze van op zeeniveau (505 millibar ongeveer).
De binnenzijde van de hoogtemeter is verbonden met een leiding die de buitendruk rond de helikopter meet, ook wel statische druk genoemd. Doordat de luchtdruk afneemt bij toenemende hoogte zal ook de druk in de hoogtemeter afnemen. De druk in de capsules kan echter niet afnemen omdat deze luchtdicht zijn gemaakt. Hierdoor zal de druk in de capsules groter zijn dan deze in het instrument en zal de capsule (net zoals in een ballon) opgeblazen worden waardoor deze in omvang toeneemt.
De uitzetting van de
ze capsule zal vervolgens door middel van hefbomen en tandwielen worden overgebracht naar de wijzers op de wijzerplaat van de hoogtemeter. In de meeste luchtvaartuigen duidt de hoogtemeter een hoogte aan die wordt uitgedrukt in voet (1 meter is ongeveer 3,3 voet). Meestal is de hoogtemeter voorzien van drie wijzers, één voor de honderdtallen voet, één voor de duizendtallen en één voor de tienduizendtallen. De hoogtemeter meet dus de omgevingsdruk maar moet deze gemeten druk wel kunnen vergelijken met een referentiedruk. Dit verschil in druk zal de hoogtemeter dus omreken naar een hoogte.
De ICAO (Internationale Burgerluchtvaartorganisatie) heeft een standaardatmosfeer voor de luchtvaart opgesteld. Hierin wordt beschreven dat men er zou kunnen van uitgaan dat de druk op zeeniveau 1013 millibar is en dat de temperatuur er 15 graden Celsius is. Als je het weerpraatje van onze weermannen of -vrouwen beluistert hoor je hen vaak zeggen dat we onder invloed zijn van een hoge- of een lagedrukgebied. Dit wil dus gewoon zeggen dat de druk aan de grond hoger of lager is dan de druk die we normaal kennen van in de standaardatmosfeer.
Als de druk aan de grond hoger of lager is dan normaal zal de hoogtemeter dus een fout maken. Onze hoogtemeter is immers gekalibreerd om de vergelijking te maken tussen die 1013 millibar (vergeet even die 0.25 Mb) en de druk op de vlieghoogte en gaat dit drukverschil dus omrekenen naar een hoogte.
Stel nu dat de hoogtemeter een druk meet van 983 millibar. Volgens de hoogtemeter is dit een drukverschil van 30 millibar (1013 -383 = 30). De hoogtemeter zal dus 900 voet aanduiden (30mb x 30 voet/mb). Als de druk op zeeniveau echter 1033 millibar bedraagt is er een verschil van 20 millibar teveel die overeenkomt met ongeveer 600 voet hoogteverschil. De hoogtemeter moet dan eigenlijk 1.500 voet aanduiden. Omgekeerd, als de druk op zeeniveau 993 millibar bedraagt moet de hoogtemeter een hoogte aanduiden van 300 voet (993-983=10 mb verschil = 300 voet) maar zal deze nog steeds 900 voet aanduiden, niet meer erg veilig als je het mij vraagt.
Daarom is de hoogtemeter voorzien van een regelknop. Hiermee kan de piloot een referentiedruk instellen die de hoogtemeter kan gebruiken om een hoogte aan te duiden. Deze referentiedruk krijgt de piloot van de verkeersleiding. Zo kan de piloot steeds zijn hoogte tegenover het zeeniveau kennen. Dit wordt doorgaans uitgedrukt in QNH = luchtdruk omgerekend naar zeeniveau. Aangezien op vliegkaarten ook de hoogtes van het onderliggend terrein gemarkeerd zijn kan de piloot dus ook weten hoe hoog hij boven de grond vliegt. Vliegt de piloot op een veilige hoogte waarbij het onmogelijk is om nog op een hindernis op de grond te botsen dan zal de piloot opnieuw de referentiedruk van 1013 mb instellen. Op die manier kunnen botsingen tussen vliegtuigen op grotere hoogtes worden vermeden.
Sommigen onder ons hebben waarschijnlijk al gebruik gemaakt van een applicatie zoals Radarbox, Flightradar24 of dergelijke. De hoogtes van vliegtuigen en helikopters die hierop worden weergegeven zijn dan ook de hoogte die zouden worden weergegeven op een hoogtemeter met als referentiedruk 1013 Mb.
Soms wordt deze informatie dan ook misbruikt door mensen die een hekel hebben aan alles wat door het luchtruim vliegt en denken die mensen dat we als helikopterpiloot weer eens te laag vliegen niettegenstaande de piloot alle vliegregels volgt. Boven bebouwde gebieden (zoals een stadskern) moet een helikopterpiloot minstens op een hoogte van 1.000 voet vliegen, daarbuiten is de minimum opgelegde hoogte 500 voet.
Zie je echter een witte helikopter met rode neus en lichtbruine staart vliegen, dan mag je er op vertrouwen dat alles volgens de regels verloopt.
Colofon:
Foto, tekeningen en tekst © C. Comyn - Toran Helicopter Academy
