4. Давление: абсолютное, избыточное, вакуум. Барометры
Давление — величина, которую авиатехник БПЛА (беспилотный летательный аппарат) встречает чаще всего: барометр высотомера, трубка Пито, метеообзоры, надувные клетки LiPo (литий-полимерный). Статья: определение, единицы, абсолютное/избыточное/вакуумное давления, работа барометра и настройка QNH (нормальное барометрическое давление на уровне моря).
Содержание
1. Цели статьи
- Различать абсолютное, избыточное и вакуумное давление и переходить от одного к другому.
- Свободно пересчитывать единицы давления (Па, кПа, бар, мм рт. ст., psi, атм).
- Настроить барометрический высотомер (QNH) и понимать, почему «высота» прыгает при смене погоды.
2. Определение и единицы
Давление — сила, действующая нормально (перпендикулярно) на единицу площади:
\[ p = \frac{F}{S} \]Единица СИ — паскаль: \( 1\ \text{Па} = 1\ \text{Н/м}^2 \). Практичные единицы:
Единицы и пересчёт
| Единица | Обозн. | В паскалях | Откуда |
|---|---|---|---|
| паскаль | Па | 1 | СИ |
| килопаскаль | кПа | 1 000 | СИ (метео, техника) |
| гектопаскаль (мбар) | гПа | 100 | метео: 1013 гПа |
| бар | бар | 100 000 | техника (≠ 1 атм!) |
| атмосфера (физ.) | атм | 101 325 | 760 мм рт. ст. |
| техническая атмосфера | ат | 98 066,5 | старые доки: 1 кГс/см² |
| мм рт. ст. (торр) | мм рт. ст. | 133,322 | ртутные приборы |
| фунт/дюйм² | psi | 6 894,76 | импортные датасheets |
3. Абсолютное, избыточное, вакуум
Абсолютное давление отсчитывается от полного вакуума. Избыточное — надбавка к местному атмосферному (показание манометра). Вакуум (разрежение) — величина, на которую абсолютное давление ниже атмосферного.
\[ p_{\text{абс}} = p_{\text{атм}} + p_{\text{изб}} \] \[ p_{\text{вак}} = p_{\text{атм}} - p_{\text{абс}} \]Пример: манометр в гидросистеме показывает 350 кПа при местном атмосферном 985 кПа → абсолютное давление в системе 1 335 кПа.
4. Атмосферное давление и барометр
«Нормальное» давление — 760 мм рт. ст. = 1013,25 гПа на уровне моря. На практике на уровне моря оно меняется с погодой в диапазоне примерно 985–1045 гПа; с высотой — закономерно (см. статью 7, таблица ISA (Международная стандартная атмосфера): на 5 000 м уже 540 гПа).
Барометр (рисунок — Wikipedia) (ртутный, мембранный, электронный — FQBP/MS5611 на БПЛА) измеряет именно атмосферное давление. Выше 5 000 м ртутный барометр теряет точность из-за разрежения — поэтому на БПЛА электронные датчики.
QNH, QFE, стандарт 1013
Барометрический высотомер переводит давление в «метры» по шкале ISA. Чтобы стрелка показывала высоту над уровнем моря, в высотомер вводят QNH — фактическое атмосферное давление на уровне моря (из метеообзора). Вводят давление местной площадки (QFE) — стрелка показывает высоту над площадкой. Стандарт 1013 — условная шкала для сравнения приборов и в верхней атмосфере. В контроллерах полёта БПЛА аналог QNH задаётся параметром барометрического датчика: калибруется по фактическому аэропортовскому давлению или по известной высоте площадки.
Типичные ошибки
- Не обновлять QNH после смены района/погоды: высотомер ошибается на десятки метров («высота 120 м», а реально 90 м).
- Считать 1 бар = 1 атм: разница 1 325 Па (1,3 %) — критично при сверке датчиков.
- Подставлять показания манометра (избыточное) в формулы, где нужно абсолютное.
5. Давление в работе с БПЛА
- Высотомер: бародатчик → давление → высота (статья 7). От точности калибровки зависит удержание высоты в hover и корректные RTH-высоты.
- Трубка Пито (рисунок — Wikipedia): разность полного и статического давления даёт скорость — \( p_{\text{полн}} - p_{\text{ст}} = \frac{\rho V^2}{2} \) (статья 17).
- АКБ LiPo: надув/вздутие клетки — рост внутреннего давления газа от деградации; надувная батарея — признак неисправности и отказа в полёте (статьи 36–38).
- Метео: давление в брифинге — индикатор погоды и источник QNH.
6. Закон гидростатики: давление в столбе жидкости
Давление столба жидкости высотой h:
\[ p = \rho g h \]Отсюда «старые» единицы: 760 мм ртути = \( 13595\ \text{кг/м}^3 \cdot 9{,}80665 \cdot 0{,}76 \approx 101{,}325\ \text{Па} \); 10,33 м водного столба — то же самое. На тяжёлых БПЛА с гидрооборудованием (шасси, грузовой механизм) закон гидростатики используется в расчётах гидроцилиндров (см. статью 5 — закон Паскаля).
↑ К оглавлению7. Практика: типовые задачи (с решениями)
Задача 1. Пересчёт
Метеообзор: давление на аэродроме 740 мм рт. ст. Сколько это гПа и кПа? Какое QNH вводить в высотомер?
Решение. \( 740 \cdot 133{,}322 = 98{,}66\ \text{кПа} = 986{,}6\ \text{гПа} \). QNH — фактическое давление, округлённое по шкале прибора: \( \approx 987\ \text{гПа} \).
Задача 2. Абсолютное давление
Манометр гидролифта грузовой тележки (установка для тяжёлого БПЛА) показывает 200 кПа. Местное атмосферное давление 985 кПа. Каково абсолютное давление в системе?
Решение. \( p_{\text{абс}} = 985 + 200 = 1185\ \text{кПа} \).
8. Чек-лист самопроверки знаний
Отметьте пункты, которые вы действительно понимаете и можете применить без подсказок.
| ✓ | Навык | Проверка |
|---|---|---|
| Определение | запишу p = F/S и единицу Па | |
| Единицы | пересчитаю Па/кПа/гПа/бар/мм/psi | |
| Бар ≠ атм | знаю разницу 100 000 vs 101 325 Па | |
| Абс/изб/вак | перехожу между отсчётами давления | |
| Нормальное давление | назову 1013,25 гПа = 760 мм | |
| QNH | объясню и введу QNH в высотомер/ФК | |
| QFE vs QNH | знаю, что покажет высотомер в каждом случае | |
| Гидростатика | посчитаю p = ρgh | |
| Связь с полётом | объясню влияние QNH на удержание высоты | |
| АКБ | знаю, что вздутие клетки = рост давления, признак отказа |
9. Источники
- BIPM, SI Brochure — паскаль, единицы давления. bipm.org/si-brochure
- Wikipedia, «Atmospheric pressure» — нормальное давление, QNH/QFE (вторичный, перекрёстно с ICAO). en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_pressure
- ISO 2533 / ICAO — давление по ISA (таблица в статье 7). iso.org/standard/6543
- Wikipedia, «Barometer» — барометры (рисунок). en.wikipedia.org/wiki/Barometer
- Wikipedia, «Pitot tube» — трубка Пито (рисунок). en.wikipedia.org/wiki/Pitot_tube
Проверено: 02.09.2026.
↑ К оглавлению- мод. : Четверг, 03 сентября 2026