Uçaklarda da Gördüğümüz Altimetre Nedir, Ne İşe Yarar?

Herhangi bir şehre giriş yaparken tabelasında oranın rakımını yani deniz seviyesine göre olan yüksekliğini görürsünüz. Aynı şekilde bir uçaktayken pilotlar size ortalama irtifayı söylerler. Elbette bu tür ölçümler için bugün pek çok farklı teknoloji kullanılıyor ancak hepsinin temelinde yatan ve hatta aktif olarak kullanılan sistem altimetredir. Altimetrenin icat edilmesinin üzerinden neredeyse yüz yıl geçti.

Altimetrenin farklı türleri olsa da en çok kullanılan versiyon barometre ile benzer bir çalışma sistemine sahiptir yani havadaki basıncı ölçer. Yerden yükseldikçe havadaki basıncın azalıyor olması bu cihazın neredeyse nokta atışı bir şekilde deniz seviyesine ya da daha önceden belirlenmiş bir seviyeye göre ne kadar yüksekte olduğunuzu bulmasını sağlar. Gelin altimetre nedir, ne işe yarar, türleri nelerdir tüm detaylarıyla inceleyelim.

Altimetre nedir?

Altimetre, bir noktanın deniz seviyesine ya da sabit bir seviyeye göre yüksekliğinin ölçülmesini sağlayan cihazdır. Deniz seviyesine olan yükseklik rakım, sabit bir seviyeye göre ölçülen yükseklik ise irtifa olarak adlandırılır. Borametrik altimetreler mmHg değeri üzerinden cıva ölçümü yaparlar ve sonuçları genel olarak fit üzerinden verirler ancak kullanıldığı bölgeye yere farklı ölçüm değerleri de kullanabilirler.

Altimetre ne işe yarar?

Altimetrenin birincil ve nihai amacı, deniz seviyesine ya da sabit bir noktaya göre yükseklik ölçümü sağlamaktır. Daha basit bir tabirle altimetre yerden ne kadar yüksekte olduğunu ortaya çıkarır diyebiliriz ancak başlangıç noktasının deniz seviyesine göre yüksekliği bu tanımı değiştiren en önemli unsurdur.

Yeryüzünde ilerlerken elinizde basit bir harita olsa bile doğru şekilde okuyarak az çok nerede olduğunuzu çözebilirsiniz fakat yerden ne kadar yüksekte olduğunuzu göz kararı ölçmeniz pek mümkün değildir. Bu nedenle günümüzden yaklaşık yüz yıl önce ilk altimetre cihazı icat edilmiştir.

Altimetrenin tarihi:

Birinci Dünya Savaşı sonrası havacılık çalışmaları hız kazanmış ve bu sektör için pek çok yeni icada imza atılmıştır. Bu icatlardan bir tanesi olan altimetre kullanılarak yapılan ilk uçuş 1929 yılında James “Jimmy” Doolittle tarafından Amerika Birleşik Devletleri’nde gerçekleştirilmiştir. Bugün bile hala kullanılmakta olan modern altimetrenin patenti ise 1936 yılında Paul Kollsman tarafından alınmıştır.

Altimetre nasıl çalışır?

Altimetre çeşitlerini anlatırken detaylarına gireceğiz ancak altimetre nasıl çalışır sorusunun yanıtı olarak basınç ölçen türü anlatabiliriz. Barometrik altimetre olarak adlandırılan bu cihaz türü sızdırmaz bir alan, yay, cıva ve işaretçiden oluşuyor. Cıvanın basınç değişimine karşı gösterdiği tepkiye göre yükseklik belirleniyor.

En yaygın kullanılan altimetre türlerinden bir tanesi olan barometrik altimetrenin çalışma sistemi, havadaki basıncın yerden yükseldikçe azalması prensibi üzerine kuruludur. Deniz seviyesinden sonraki her 10.5 metrede yani 30 fitte 1 mmHg basınç değişimi gözlemlenir. Ortalama yüzde 0.1 hata payına sahip basınç değeri hava koşullarına bağlı olarak değişim gösterdiği için duruma göre kullanıcı tarafından elle ayarlanmalıdır.

Altimetre çeşitleri nelerdir?

Barometrik altimetre:

Günümüzde en yaygın kullanılan altimetre türlerinden olan barometrik altimetre, deniz seviyesinden yükseldikçe basıncın azalması prensibine göre çalışır. Cihazın iç basıncı ile dışarıdaki basınç karşılaştırılarak bir ölçüm yapıldığı için cihazın kendi iç basıncı 1 olarak sabitlenmiştir. 

Barometrik altimetre, statik port adı verilen ve dış ortam basıncını aktaran kısımlardan aldığı basınç değeri ile kendi iç basıncını karşılaştırmaktadır. Bu karşılaştırma işlemini yapan, cihazın içinde bulunan aneroid adlı disklerdir. Disklerin genişlemesine ve daralmasına göre söz konusu konumun deniz seviyesine göre hangi basınçta olduğu yani yüksekliği ortaya çıkar. 

Radyo altimetre:

Radar altimetre olarak da anılan radyo altimetre, adından da anlaşılacağı üzere yükseklik ölçümü yapmak için radyo frekansları kullanan bir altimetre türüdür. Tıpkı bir radyo gibi alıcı ve vericiden oluşan bir sistemi vardır. Barometrik altimetre ile aralarındaki en temel fark, radyo altimetrenin havadaki aracın tam altında bulunan yere göre yükseklik seviyesi belirliyor olmasıdır.

Radyo altimetre, bir ya da birden fazla noktadan yere doğru FM radyo frekansı gönderir. Gönderilen frekans seker ve cihaza geri döner. İşte bu frekansın gitme ve gelme süresi üzerinden o an yerden ne kadar yüksekte olunduğu ortaya çıkar. Otomatik navigasyonlarda ve kör iniş sistemlerinden yaygın olarak kullanılan bir sistemdir.

Radyo altimetre türündeki bir cihaz FM radyo frekansı gönderdiği için yine FM radyo frekansı alması beklenir ancak dönüş sinyalinin frekans aralığı çoğu zaman daha yüksektir. Bu nedenle cihazın alıcı ve verici sistemleri farklı frekans aralıklarını da ölçebilecek şekilde tasarlanır. Tasarımın hassaslığı, ölçümün doğruluğu üzerinde önemli bir etkendir.

Optik altimetre:

En modern altimetre türü olan optik altimetre, tıpkı radyo altimetre gibi çalışır ancak aralarındaki en önemli fark, optik altimetrenin radyo dalgası değil de lazer darbeleri kullanmasıdır. Lazer darbesi gönderilir, seker, geri döner ve bu süre ölçülerek yükseklik bulunur.

Optik altimetre, modern GPS ve INS kısaltması ile anılan atalestel navigasyon sistemleri ile birlikte kullanılmaktadır. Optik altimetrenin gönderdiği lazer darbeleri hava aracının irtifasını ölçmekle kalmaz, aynı zamanda etrafında ve altında bulunan dağ ve bina gibi yüzeyleri de algılar. 

Lazer altimetre olarak da anılan optik altimetre NASA tarafından geliştirilmiştir. Okyanus ve kara yüzeylerini ölçerek topografik harita oluşturma sürecinde de kullanılır. Fransız uzay ajansı CNE, TOPEX / Poseidon uydusundaki bir optik altimetreyi kullanarak 2 cm gibi oldukça küçük bir yanılma payına sahip ölçümler yapmıştır. Küresel iklim değişikliğinin deniz seviyelerindeki etkisi bu şekilde gözlemlenmiştir.

Altimetre nerelerde kullanılır?

Dilimize yükselikölçer olarak geçen altimetrenin en sık kullanıldığı alan elbette havacılık sektörüdür. Artık bir saatin içine sığdırılan versiyonları bile olduğu için paraşütçüler ve dağcılar tarafından da kullanılmaktadır. Örneğini verdiğimiz modern altimetreler ise artık uzay sektörünün de ayrılmaz bir parçası haline gelmişlerdir. 

Bulunduğumuz konumun deniz seviyesine göre yüksekliğini ölçen altimetre nedir, ne işe yarar, nasıl çalışır, çeşitleri nelerdir gibi merak edilen soruları yanıtlayarak bu cihaz hakkında bilmeniz gereken detaylardan bahsettik. Yüz yıl önce icat edilmiş bir cihazın bugün bile farklı değişikliklerle de olsa kullanıyor olması, bilimin zamansızlığının en büyük kanıtı.