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
- Что вы сможете после прочтения
2. Величины и единицы измерения (глоссарий)
- Символ, величина, единица
3. Определение и единицы
- Определение
- Единицы и пересчёт
4. Абсолютное, избыточное, вакуум
- Три отсчёта одного давления
5. Атмосферное давление и барометр
6. Давление в работе с БПЛА
- Высотомер, Пито, АКБ
7. Закон гидростатики: давление в столбе жидкости
- p = ρgh
8. Практика: типовые задачи (с решениями)
9. Резюме
- Чек-лист самопроверки
10. Источники
- Референсы

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.

Что особенно важно запомнить: нормальное атмосферное давление \(p_{\text{атм}} = 101{,}325\ \text{кПа} = 760\ \text{мм рт. ст.} \). Без указки «абсолютное» или «избыточное» число давления ни о чём не говорит.

↑ К оглавлению

2. Величины и единицы измерения (глоссарий)

Все величины, используемые в статье и задачах, с единицами измерения. Нормальное атмосферное давление: 101 325 Па = 1013,25 гПа = 760 мм рт. ст.

Символ	Величина	Единица (СИ)	Другие единицы в статье
p	давление	Па (паскаль)	кПа, гПа, бар, атм, ат, мм рт. ст., psi
p_абс	абсолютное давление (отсчёт от вакуума)	Па	гПа (метео)
p_изб	избыточное давление (показание манометра)	Па	кПа
p_вак	вакуум (разрежение под атмосферным)	Па	кПа
p_атм	атмосферное давление	Па	гПа, мм рт. ст.
F	сила	Н (ньютон)	—
S	площадь	м²	—
h	высота (столба жидкости / над уровнем моря)	м	мм
ρ	плотность	кг/м³	ртуть 13 595; вода 1000
g	ускорение свободного падения	м/с²	9,80665
V	скорость потока (трубка Пито)	м/с	—

↑ К оглавлению

3. 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 даташиты

↑ К оглавлению

4. 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.

Запомните: в авиационной документации давление высотомера и барометра — всегда абсолютное. Подставлять манометрическое (избыточное) в формулы аэродинамики нельзя.

↑ К оглавлению

5. 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) / Барометр (ртутный, мембранный, электронный — BMP280/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.

↑ К оглавлению

6. Давление в работе с БПЛА

Высотомер: бародатчик → давление → высота (статья 7). От точности калибровки зависит удержание высоты в висе и корректные RTH-высоты.
Трубка Пито (рисунок — Wikipedia) / Трубка Пито: 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.

↑ К оглавлению

7. 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 оглавлению

8. Практика: типовые задачи (с решениями)

Все задачи построены по единому шаблону: Задача — что происходит и что нужно найти (обычным языком); Заданные параметры — таблица всех известных величин с единицами измерения; Искомые параметры — что вычислить, с единицами; Решение — по шагам; Ответ и Вывод — результат и его практический смысл.

Задача 1. QNH из метеообзора

Задача. Метеообзор сообщает давление на аэродроме 740 мм рт. ст. Нужно перевести значение в гектопаскали (гПа) и килопаскали (кПа) — именно в гПа вводится QNH (фактическое атмосферное давление на уровне моря) в высотомер.

Заданные параметры:

Параметр	Значение
показание барометра, p	740 мм рт. ст.
коэффициент: 1 мм рт. ст. в паскали	133,322 Па

Искомые параметры:

давление, p (гПа);
давление, p (кПа).

Решение.

Переводим в паскали: \(p = 740 \cdot 133{,}322 = 98\,658 \) Па.
Переводим в гектопаскали (гекто = 100): p = 986,6 гПа.
Переводим в килопаскали (кило = 1000): p = 98,7 кПа.
В высотомер вводим QNH ≈ 987 гПа (округление по шкале прибора).

Ответ: p ≈ 987 гПа = 98,7 кПа — это и есть QNH. Вывод: метео работает в гПа; QNH вводят перед каждым вылетом — устаревшее значение сдвигает высотомер на десятки метров.

Задача 2. Абсолютное давление в гидросистеме

Задача. Манометр гидролифта грузовой тележки (установка для тяжёлого БПЛА (беспилотного летательного аппарата)) показывает избыточное давление 200 кПа. Нужно найти абсолютное давление в системе — именно абсолютное подставляется в физические формулы.

Заданные параметры:

Параметр	Значение
избыточное давление (манометр), p_изб	200 кПа
местное атмосферное давление, p_атм	985 кПа

Искомые параметры:

абсолютное давление, p_абс (кПа).

Решение.

Связь отсчётов: \(p_{\text{абс}} = p_{\text{атм}} + p_{\text{изб}} \).
Подставляем: p_абс = 985 + 200 = 1 185 кПа.
Перевод для оценки: 1185/101,325 ≈ 11,7 атм.

Ответ: p_абс = 1 185 кПа (≈ 11,7 атм). Вывод: показание манометра — избыточное; абсолютное всегда выше на величину атмосферного давления. Перепутать отсчёты — ошибка на 100 кПа.

Задача 3. Давление при разрежении

Задача. Вакуумметр показывает разрежение 30 кПа (абсолютное давление ниже атмосферного). Нужно найти абсолютное давление в ёмкости — для проверки на герметичность оно должно быть ниже порога, заданного регламентом.

Заданные параметры:

Параметр	Значение
местное атмосферное давление, p_атм	101,325 кПа
разрежение (вакуум), p_вак	30 кПа

Искомые параметры:

абсолютное давление в ёмкости, p_абс (кПа).

Решение.

Определение вакуума: \(p_{\text{вак}} = p_{\text{атм}} - p_{\text{абс}} \), откуда \(p_{\text{абс}} = p_{\text{атм}} - p_{\text{вак}} \).
Подставляем: p_абс = 101,325 − 30 = 71,3 кПа.

Ответ: p_абс = 71,3 кПа. Вывод: «вакуум 30 кПа» — это не абсолютное давление, а величина под атмосферным. В регламент герметизации пишут абсолютные значения.

Задача 4. Гидростатика: высота столба жидкости

Задача. Давление в гидросистеме 350 кПа. Нужно найти, какой высоте столба воды эквивалентно это давление — наглядная оценка для расчётов гидроцилиндров тяжёлых БПЛА.

Заданные параметры:

Параметр	Значение
давление, p	350 кПа (350 000 Па)
плотность воды, ρ	1000 кг/м³
ускорение свободного падения, g	9,80665 м/с²

Искомые параметры:

высота столба воды, h (м).

Решение.

Закон гидростатики: \(p = \rho g h \), откуда \(h = p/(\rho g) \).
Подставляем: \(h = 350\,000/(1000 \cdot 9{,}80665) = 350\,000/9806{,}65 \approx 35{,}7 \) м.

Ответ: h ≈ 35,7 м столба воды. Вывод: «350 кПа — это 36 метров воды» — удобная проверка понимания величин; те же формулы используются в расчётах гидроцилиндров (статья 5, закон Паскаля).

Задача 5. Скорость по трубке Пито

Задача. Давление в трубке Пито: разность полного и статического давления 1 000 Па при плотности воздуха 1,225 кг/м³. Нужно найти скорость потока — так высотомерная/скоростная система оценивает скорость БПЛА (беспилотного летательного аппарата).

Заданные параметры:

Параметр	Значение
динамическое давление (p_полн − p_стат)	1 000 Па
плотность воздуха, ρ	1,225 кг/м³

Искомые параметры:

скорость потока, V (м/с).

Решение.

Формула Пито: \(p_{\text{полн}} - p_{\text{стат}} = \dfrac{\rho V^2}{2} \), откуда \(V = \sqrt{2\,\Delta p/\rho} \).
Подставляем: \(V = \sqrt{2 \cdot 1000/ 1{,}225} = \sqrt{1633} \approx 40{,}4 \) м/с.
Оценка: 40,4 м/с ≈ 145 км/ч.

Ответ: V ≈ 40,4 м/с (≈ 145 км/ч). Вывод: разность давлений на трубке Пито растёт как квадрат скорости — при удвоении скорости давление растёт в 4 раза; засорение отверстия Пито даёт ложную скорость (статья 17).

↑ К оглавлению

9. 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 (полётный контроллер)
	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

↑ К оглавлению

10. 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 / ru.wikipedia.org/wiki/Атмосферное_давление (Атмосферное давление)
ISO 2533 / ICAO — давление по ISA (таблица в статье 7). iso.org/standard/6543
Wikipedia, «Barometer» — барометры (рисунок). en.wikipedia.org/wiki/Barometer / ru.wikipedia.org/wiki/Барометр (Барометр)
Wikipedia, «Pitot tube» — трубка Пито (рисунок). en.wikipedia.org/wiki/Pitot_tube / ru.wikipedia.org/wiki/Трубка_Пито (Трубка Пито)

Проверено: 02.09.2026.

↑ К оглавлению

мод. : Воскресенье, 06 сентября 2026