気圧高度計

高度は大気圧の測定に基づいて決定できます。高度が高いほど、圧力は低くなります。気圧計が高度を示すように非線形較正されている場合、その計器は圧力高度計または気圧高度計と呼ばれるタイプの高度計です。圧力高度計はほとんどの航空機に搭載されている高度計で、スカイダイバーは同様の目的で手首に取り付けるタイプを使用します。ハイカーや登山者は、地図、磁気コンパス、GPS 受信機などの他のナビゲーション ツールに加えて、手首に取り付けるタイプまたは手持ち式の高度計を使用します。

高度計の校正は次の式に従います。

${\displaystyle z=c\;T\;\log(P_{o}/P),}$^[1]

ここで、c は定数、T は絶対温度、P は高度 z での圧力、P _{o は}海面での圧力です。定数 c は重力加速度と空気のモル質量に依存します。ただし、このタイプの高度計は「密度高度」に依存しており、実際の高度の変化がなくても、寒冷前線などによる気圧の急激な変化により、その測定値が数百フィート変化する可能性があることに注意してください。^[2]

高度計の校正に世界中で最も一般的に使用されている測定単位はヘクトパスカル（hPa）ですが、北米（カナダ^[3]を除く ）と日本では水銀インチ（inHg）が使用されています^{[4] 。フィートまたはメートルで正確な高度を読み取るには、}気圧式を使用して現地の気圧を正しく校正する必要があります。

気圧高度計の科学的原理は、 1772年にスコットランドの牧師であり天文学者でもあったアレクサンダー・ブライス牧師によって初めて書かれました。彼は気圧計の原理を調整して高度を測定できることに気づきました。^[5]

気圧高度計を地形図と一緒に使用すると、現在地を確認するのに役立ちます。高度測定には GPS 受信機よりも信頼性が高く、多くの場合より正確です。たとえば、峡谷の奥深くにいるときは GPS 信号が利用できない場合があります。また、利用可能なすべての衛星が地平線近くにあるときは、高度が極端に不正確になることがあります。気圧は天候によって変化するため、ハイキングをする人は、地形図に記されたトレイルの分岐点や山頂など、既知の高度に到達したときに、定期的に高度計を再調整する必要があります。

高度計は、パラシュートに次いで スカイダイビングの装備の中で最も重要なものです。高度の認識は、ジャンプ中は常に重要であり、安全を維持するための適切な対応を決定します。

スカイダイビングでは高度の認識が非常に重要であるため、このスポーツで使用するために特別に作られた高度計の設計は多種多様であり、学生以外のスカイダイバーは通常、1回のジャンプで2つ以上の高度計を使用します。^[6]

• 手、手首、または胸に装着する機械式アナログ視覚高度計は、最も基本的で一般的な装置であり、ほぼすべてのスカイダイバーの訓練生によって使用されています (一般的に義務付けられています)。一般的なデザインでは、時計の文字盤を模した 0 ～ 4000 m (または 0 ～ 12000 フィート) の目盛りが付いた文字盤があり、矢印が現在の高度を指しています。文字盤には、黄色と赤で目立つようにマークされたセクションがあり、それぞれ推奨展開高度と緊急手順決定高度 (一般に「ハード デッキ」と呼ばれる) を示しています。機械式高度計には、ジャンプ前に地面で 0 を指すように手動で調整する必要があるノブがあり、着陸地点が離陸地点と同じ高度でない場合は、ユーザーが適切に調整する必要があります。内部はデジタルで動作しているにもかかわらず、使い慣れたアナログ表示を使用する高度な電子式高度計もいくつかあります。
• デジタル視覚高度計は手首または手に装着します。このタイプは常に電子的に動作し、高度をダイヤル上の指針ではなく数値で伝えます。これらの高度計には高度計算に必要なすべての電子回路がすでに含まれているため、電子ログブック、リアルタイムのジャンプ プロファイル再生、速度表示、地上トレーニングで使用するシミュレーター モードなどの補助機能が装備されているのが一般的です。電子高度計はジャンプ前に地上で起動され、自動的に 0 を指すように調整されます。したがって、たとえば自宅とは異なる高度にあるドロップゾーンまで運転して致命的な誤読を引き起こす可能性を回避するために、ユーザーは必要以上に早くオンにしないことが不可欠です。予定されている着陸ゾーンが離陸地点と異なる高度にある場合、ユーザーは指定された機能を使用して適切なオフセットを入力する必要があります。
• 可聴高度計(「ダイター」とも呼ばれ、市場に出た最初の製品の一般的な商標) はヘルメットに挿入され、あらかじめ設定された高度で警告音を発します。現代の可聴高度計は、粗雑な初期から大きく進化しており、さまざまな高度で複数の音を発する機能、すばやく切り替え可能な複数の保存プロファイル、後で分析できるようにPCにデータを転送できる電子ログブック、警告高度が異なる自由落下モードとキャノピー モード、急降下アプローチ ガイド音など、さまざまな機能を備えています。可聴高度計はあくまで補助的なデバイスであり、高度認識を維持するための主要なツールである視覚高度計に代わるものではなく、視覚高度計を補完するものです。フリーフライングなど、地面が視界に長時間入らない可能性がある現代のスカイダイビング競技の出現により、オーディブルの使用はほぼ普遍的になり、ほぼすべてのスカイダイビングヘルメットには、オーディブルを配置できる 1 つ以上のポートが組み込まれています。オーディブルは推奨されておらず、適切な高度認識体制を自分で構築する必要がある学生スカイダイバーによる使用が禁止されることもよくあります。
• 補助視覚高度計は正確な高度を表示するものではなく、周辺視野に大まかな指標を維持するのに役立ちます。適切なポートを備えた可聴高度計と連動して作動し、可聴音を補完する警告フラッシュを発するか、独立して高度に応じて緑色または赤色のライトを表示するなどの別の表示モードを使用する場合があります。^{[引用が必要]}

• 音声高度計（ボイス高度計とも呼ばれる）は、聴覚と視覚の両方の高度計機能を組み合わせたものです。このタイプの装置は、スカイダイビングで経験するすべての高度で動作し、高度をダイバーの母国語で数字で知らせます。これらは音声高度計のようにヘルメットに挿入され、スカイダイバーの速度に応じて自動的に音量が調整されます。このタイプの高度計の主な目的は、スカイダイバーが常に自分の位置を把握できるようにすることです。この機能は、経験豊富なスカイダイバーだけでなく、編隊スカイダイビングの負荷管理担当者や加速フリーフォールのインストラクターにも役立ちます。^[要出典]

高度計の正確な選択は、個々のスカイダイバーの好み、経験レベル、主な競技種目、およびジャンプの種類によって大きく異なります。^[7]一方で、着水のみで自由落下のない低高度のデモンストレーションジャンプでは、高度計の使用義務を免除し、高度計をまったく使用しない場合があります。対照的に、高性能のキャノピーを使用してフリーフライングジャンプを行うジャンパーは、自由落下中に簡単に参照できる機械式アナログ高度計、離脱高度警告用のヘルメット内可聴音、さらにキャノピー飛行用の急降下ガイドトーンがプログラムされているもの、およびアプローチ時に正確な高度をすばやく確認するためのアームバンドのデジタル高度計を使用します。同様の種類のジャンプを行う別のスカイダイバーは、数値ディスプレイの直接的な高度表示を好み、主な視覚的高度計としてデジタル高度計を着用する場合があります。

航空機では、アネロイド型高度計またはアネロイド型気圧計が、航空機の外部の静的ポートから大気圧を測定します。気圧は高度が上がるにつれて低下します。高度が上がると、約800メートルあたり100ヘクトパスカル、 1,000フィートあたり1水銀インチ、または海抜近くでは30フィートあたり1ヘクトパスカルになります。

アネロイド型高度計は、国際標準大気(ISA)によって定義された数学的モデル大気に従って、平均海面からの高度として圧力を直接表示するように較正されています。古い航空機では、指針がゼロからフルスケールまで文字盤の周りを 1 回転未満しか回転しない単純なアネロイド型気圧計が使用されていました。この設計は、時計の文字盤に似た、主針と回転数を示す 1 つ以上の副針を備えた 3 指針式高度計に進化しました。言い換えると、各針は現在の高度測定値の異なる数字を指します。ただし、この設計は、ストレスの多い状況で読み間違えるリスクがあるため、好まれなくなりました。設計はさらに進化して、アナログ計器の最終段階であるドラム型高度計になり、1 本の針の各回転が 1,000 フィート (300 メートル) を表し、1,000 フィートの増分が数値オドメータータイプのドラムに記録されました。高度を判定するには、パイロットはまずドラムを読んで数千フィートを判定し、次に針を見て数百フィートを判定する必要がありました。輸送機の最新のアナログ高度計は、通常ドラム型です。最新の開発では、デジタル高度計ディスプレイを統合した電子飛行計器システムが採用されています。この技術は、旅客機や軍用機から徐々に取り入れられ、現在では多くの一般航空機の標準となっています。

現代の航空機は「高感度高度計」を使用しています。高感度高度計では、海面基準気圧を設定ノブで調整できます。基準気圧は、カナダと米国では水銀インチ、その他の地域ではヘクトパスカル（以前はミリバール）で、航空機高度計の表面にある小さなコルスマンウィンドウ^[9]に表示されます。これは、特定の場所の海面基準気圧が温度や大気中の 気圧システムの移動によって時間とともに変化するため必要です。

航空用語では、平均海面 (MSL) における地域または局所的な気圧は QNHまたは「高度計設定」と呼ばれ、特定の飛行場の地上高度を表示するために高度計を較正する圧力は、その飛行場のQFEと呼ばれます。ただし、高度計は気温の変化に合わせて調整できません。したがって、ISA モデルとの温度差により、表示される高度に誤差が生じます。

航空宇宙分野では、ダイヤフラムベローズをベースとした機械式独立型高度計が、エア データ コンピュータ(ADC) と呼ばれる統合測定システムに置き換えられました。このモジュールは高度、飛行速度、外気温を測定し、より正確な出力データを提供することで、自動飛行制御と飛行レベル分割を可能にします。複数の高度計を使用して圧力基準システムを設計し、飛行機の位置角度に関する情報を提供して、慣性航法システムの計算をさらにサポートできます。

パイロットは、気圧計を現在報告されている高度計の設定に設定することで、飛行前の高度計のチェックを行うことができます。高度計の指針は、空港の測量されたフィールドの標高を示す必要があります。 ^[10] 連邦航空局は、指示が測量されたフィールドの標高から75フィート（23メートル）以上ずれている場合は、計器を再校正する必要があることを要求しています。^[11]

高度計は、オフロード車にオプションで装備される、ナビゲーションを支援するための計器です。1930 年代のデューセンバーグなど、舗装道路を外れることを想定されていない高性能の高級車にも、高度計が装備されています。