Глава четвертая. магнитные компасы. Авиационные магнитные компасы и их применение Определение магнитного курса с помощью девиационного пеленгатора

навигационный прибор для измерения курса летательного аппарата. В авиации используют астрокомпасы (см. Астронавигационные системы), гирокомпасы, магнитные К., радиокомпасы. В связи со значительными погрешностями измерений магнитные К. используют только как резервные.


Смотреть значение Компас Авиационный в других словарях

Авиационный — авиационная, авиационное. Прил. к авиация. Авиационная база.
Толковый словарь Ушакова

Компас — м. немецк., беломорское, матка, магнитная стрелка на шпильке, с бумажною картушкою, на коей означены страны света или 32 ветра, румба (арх. стрика). Горный компас служит........
Толковый словарь Даля

Компас — (компас устар.), компаса, м. (ит. compasso) (физ.). Физический прибор для распознавания стран света, состоящий из намагниченной стрелки, всегда показывающей на север.
Толковый словарь Ушакова

Авиационный Прил. — 1. Соотносящийся по знач. с сущ.: авиация, связанный с ним. 2. Свойственный авиации, характерный для нее.
Толковый словарь Ефремовой

Компас М. — 1. Прибор для ориентирования относительно сторон горизонта, указывающий направление географического или магнитного меридиана. 2. перен. разг. Тот, кто определяет направление........
Толковый словарь Ефремовой

Авиационный — -ая, -ое. к Авиация. А-ая промышленность. А-ые приборы. А-ая разведка (осуществляемая средствами авиации). А. спорт (совокупность авиамодельного, парашютного, планёрного,........
Толковый словарь Кузнецова

Компас — -а; (в речи моряков) компа́с, -а; м. [итал. compasso] Прибор для определения стран света, имеющий намагниченную стрелку, всегда указывающую на север. Морской к. Идти по компасу.........
Толковый словарь Кузнецова

Компас — вывод маркетинговых исследований, дающий рекомендации компании-производителю или продавцу по поведению на рынке.
Экономический словарь

Авиационный Персонал — - лица, имеющие специальную подготовку и осуществляющие деятельность по обеспечению безопасности полетов воздушных судов и авиационной безопасности, организации,........
Юридический словарь

Компас — Заимствование либо из немецкого (Kompass), либо из итальянского, где compasso – "циркуль". Переход значения объясняется действием магнитной стрелки, которая свободно вращается........
Этимологический словарь Крылова

Госпиталь Авиационный — Г., предназначенный для лечения и военно-врачебной экспертизы летного и летно-технического состава Военно-Воздушных Сил.
Большой медицинский словарь

Авиационный Спорт — собирательное название авиационных видов спорта. См.Авиамодельный спорт, Парашютный спорт, Планерный спорт, Самолетный спорт.

Авиационный Транспорт — см. Транспорт.
Большой энциклопедический словарь

Компас — , прибор для ориентировки по странам света, служащий также для указания направленности магнитного поля. Состоит из горизонтально расположенной, подвижной закрепленной........
Научно-технический энциклопедический словарь

Гиромагнитный Компас — гироскопический прибор для определения курсалетательного аппарата, судна относительно магнитного меридиана. Действиегиромагнитного компаса основано на коррекции........
Большой энциклопедический словарь

— основан в 1932. Готовит инженерные кадрыпо основным специальностям авиационного машино- и приборостроения,радиотехники и др. В 1991 ок. 9 тыс. студентов.
Большой энциклопедический словарь

Компас — (нем. Kompass) - прибор, указывающий направление географическогоили магнитного меридиана; служит для ориентирования относительно сторонгоризонта. Различают магнитный,........
Большой энциклопедический словарь

— (Маи технический университет с 1993),основан в 1930. Готовит инженерные кадры по специальностям самолето- ивертолетостроения, экономики и организации производства летательныхаппаратов........
Большой энциклопедический словарь

Московский Авиационный Технологический Университет (мату) — ведет историюс 1932. Готовит инженерные кадры по специальностям авиационнойпромышленности, материаловедения, приборостроения, экономики и управления,в области охраны........
Большой энциклопедический словарь

Компас — ко́мпасприбор для определения сторон горизонта и измерения на местности магнитных азимутов, напр. при движении по маршруту. Осн. части компаса – магнитная стрелка,........
Географическая энциклопедия

Компас — - прибор, указывающий направление географического или магнитного меридиана, служит для ориентации относительно сторон горизонта. В широком смысле - верное направление.
Исторический словарь

КОМПАС — КОМПАС, -а (у моряков компас, -а), м. Прибор для определения стран света (сторон горизонта). Магнитный к. (с намагниченной стрелкой, всегда указывающей на север). || прил.........
Толковый словарь Ожегова

Понятие о земном магнетизме

Земной шар представляет собой постоянный магнит больших размеров, во­круг которого действует магнитное поле Земли.

Рис. 26. Силы земного магнетизма Рис. 27. Магнитное склонение

Состояние магнитного поля Земли характеризуется тремя основными пара­метрами: склонением, наклонением и напряженностью. В каждой точке Земли действует полная сила земного магнетизма (Т), направленная под углом к го­ризонту (рис. 26).

Сила Т может быть разложена на две составляющие: горизонтальную силу (Н) и вертикальную силу (Z). Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли устанавливает магнитную стрелку в направлении С-Ю. Величина гори­зонтальной составляющей непостоянна и меняется от максимального значения на экваторе до нуля на полюсах.

Рис. 28. Курсы вертолета

Магнитные меридианы проходят через магнитные полюса, они не совпадают с географиче­скими меридианами и расположены по отноше­нию к ним под некоторыми углами.

Магнитное склонение - угол, заключенный между магнитным и географическим меридиана­ми, измеряется в пределах от 0 до 180° и обоз­начается ∆М (рис. 27). AM бывает восточным и западным. Угол, который образует магнитная стрелка с горизонтальной плоскостью, называется углом магнитного наклонения, на полюсах он ра­вен 90°.

Явление земного магнетизма используется в авиационных магнитных компасах, которые позволяют определять магнитный курс полета вертолета (рис. 28).

Магнитный компас ки-13к

Магнитный жидкостный авиационный компас предназначен для измерения и выдерживания компасного курса вертолета; является дублирующим прибором и используется совместно с курсовой сис­темой ГМК-1А и при ее отказе КИ-13К установлен на каркасе фонаря кабины летчиков по продольной оси вертолета.

Принцип действия КИ-13К основан на использовании свойства свободно подвешенной системы магнитов устанавливаться в пло­скости магнитного меридиана.

Компас имеет чувствительный элемент, состоящий из двух по­стоянных магнитов, которые закреплены в картушке. Шкала кар­тушки равномерная в пределах от 0 до 360°, оцифровка через 30°, цена деления 5 0 . Для демпфирования колебаний картушки и умень­шения трения при повороте картушки стеклянный корпус прибора заполнен лигроином. В нижней части корпуса имеется девиационное устройство для устранения полукруговой девиации. Компас имеет индивидуальный подсвет шкалы.

Ошибки магнитного компаса

Девиация - основная методическая ошибка магнитного ком­паса. Собственное магнитное поле вертолета вызывает отклонение картушки компаса от магнитного меридиана на некоторый угол α. Этот угол отклонения картушки называется девиацией. Девиация компаса измеряется в градусах и условно обозначается ∆К (рис.29).

В результате девиации магнитный компас измеряет компасный курс (КК), который отличается от магнитного на величину девиа­ции:

∆К = МК-КК.

Магнитное поле вертолета, вызывающее ∆К, создается ферро­магнитными деталями конструкции вертолета и работой электро-радиооборудования. Ферромагнитные детали вертолета образуют «вертолетное железо», которое по магнитным свойствам условно делится на две группы: твердое железо; мягкое железо.

Твердое железо, будучи намагничено, длительное время сохра­няет свой магнетизм. Твердое железо создает полукруговую девиацию, которая устраняется девиационным устройством компаса КИ-13К на четырех основных румбах 0°, 90°, 180э, 270°.

Полукруговая девиация при развороте вер­толета на 360° два раза меняет свой знак и два раза приходит к нулю, изменение про­исходит по синусоидальному закону.

Рис. 29. Девиация

магнитного компаса

Мягкое железо намагничивается пропорционально напряженности магнитного поля, и его магнетизм непостоянен. Мягкое железо образует четвертную девиацию, которая при развороте на 360° четыре раза меняет свой знак. Четвертная девиация для компаса КИ-13К не устраняется, а в составе остаточной девиации списывается на график поправок, который устанавливается в кабине экипажа и используется летчи­ком для учета поправки при отсчете магнитного курса вертолета по КИ-13К.

Постоянная девиация (установочная ошибка) компенсируется поворотом компаса в месте крепления. Она определяется алгебраи­ческим сложением остаточной девиации на румбах 0°, 90°, 180°, 270° и делением полученной суммы на четыре. Компенсирование постоянной девиации производится в том случае, если ∆К уст будет больше ±2°. Допустимая установочная ошибка ∆К ±1°.

Прочие ошибки магнитного компаса

1. Северная поворотная ошибка - возникает в результате дей­ствия вертикальной составляющей силы земного магнетизма на магнитную систему компаса при кренах вертолета.

2. Увлечение картушки - возникает вследствие того, что лиг­роин дополнительно разворачивает картушку при выполнении ви­ража из-за наличия сил трения. При длительных виражах увлече­ние картушки может достигнуть скорости виража.

Увлечение картушки сильно искажает показания компаса, поэтому пользоваться КИ-13К во время виража весьма затруднительно.

После окончания разворота картушка устанавливается в тече­ние 20-30 с, причем необходимо брать средний отсчет.

Предполетная подготовка компаса КИ-13К и пользование им в полете

Перед полетом внешним осмотром проверить прибор (крепле­ние, чистоту и уровень лигроина). Проверить наличие в кабине графика девиации.

После выруливания на исполнительный старт, убедиться, что MK, снятый с КИ-13К и УГР-4УК, соответствует направлению оси ВПП с точностью ±2°.

КИ-13К используется в горизонтальном полете для дублирова­ния показаний курсовой системы ГМК-1А.

Устойчивая работа компаса обеспечивается при кренах верто­лета до 17°, поэтому виражи и развороты по КИ-13К выполнять с кренами не более 15°.

При отсутствии визуальной видимости, при наборе высоты или снижении заданный курс полета должен выдерживаться по указа­телям курсовой системы ГМК-1А. Девиационные работы по компа­сам должны производиться:

при возникновении у экипажа замечаний в правильности пока­заний курса;

после установки нового компаса;

после замены на вертолете двигателей, редуктора, других мас­сивных деталей конструкции;

не реже 1 раза в год (особенно при подготовке к ответственным заданиям и при перебазировании вертолета, связанном со значи­тельным изменением широты.

Выполнение девиационных работ производится штурманом зве­на (отряда) совместно с экипажем и специалистами по приборно­му оборудованию.

Распределение внимания командира вертолета при полете по приборам должно быть примерно следующим:

в наборе высоты:

АГБ-ЗК-ВР-10, АГБ-ЗК-УГР-4УК, ВД-10, АГБ-ЗК->УС-450 и далее в таком же порядке:

в горизонтальном полете: АГБ-ЗК->ВР-10, АГБ-ЗК->УГР-4УК-ВД-10, АГБ-ЗК-УС-450 и далее в таком же порядке с периодическим контролем за режи­мом работы двигателей;

при выполнении виражей и разворотов: АГБ-ЗК (силуэт «самолетика» - шарик)->-ВР-10, АГБ-ЗК->УС-450, АГБ-ЗК->УГР-4УК->ВР-10 и далее в таком же порядке;

на планировании при заходе на посадку после 4-го разворота: АГБ-ЗК--УГР-4УК--ВР-10, АГБ-ЗК-УГР-4К--ВД-10--УС-450 и далее в таком же порядке.

Чтобы разобраться в принципе действия гиромагнитного компаса, представим себе гироскоп, на продолжении наружной оси СС 1 подвеса которого (рис.26) расположена независимо подвешенная стрелка NS магнитного компаса, несущая на себе контактный движок r. На наружном кольце НК гироскопа смонтированы две изолированные контактные ламели b 1 и b 2 . При отклонении главной оси АА 1 от плоскости N m 0Z магнитного меридиана, с которой совмещена стрелка NS магнитного компаса, движок г придет в соприкосновение с одной из ламелей b 1 и b 2 . В результате через одну из двух обмоток электромагнита ЭМ, неподвижно укрепленного на наружном кольце НК, пойдет электрический ток.

При включении в цепь электрического тока обмотки электромагнита ЭМ возникнет магнитный поток, который, воздействуя на якорек Я, укрепленный на оси внутреннего кольца ВК, создаст момент, стремящийся повернуть гироскоп вокруг оси BB 1 . Но, как известно, при воздействии на быстро вращающийся вокруг оси АА 1 гироскоп моментом относительно одной из осей его подвеса возникает прецессионное движение вокруг второй оси. В данном случае прецессионное движение будет происходить вокруг оси СС 1 до тех пор, пока главная ось ЛЛ Х вновь не совместится с плоскостью N m 0Z магнитного меридиана.

В этот момент движок r выйдет из соприкосновения с контактной ламелью и прекратит питание электромагнита ЭМ, а следовательно, и воздействие на гироскоп внешнего момента. Такова в кратких чертах принципиальная сущность работы гиромагнитного компаса.

Рис. 27.

С целью устранения возможных недостатков магнитную стрелку на современных самолетах стремятся устанавливать на возможно более удаленном расстоянии от двигателей и кабины летчика (в концах крыльев и хвостовой части фюзеляжа).

Преимуществом прибора, получившего название дистанционного гиромагнитного компаса, является то, что на магнитную стрелку, смонтированную в хвостовой части фюзеляжа, действуют значительно меньшие возмущающие моменты, чем на размещенную непосредственно в корпусе гироскопической системы.

Поэтому вождение самолета по заданному курсу с помощью дистанционного гиромагнитного компаса будет осуществляться с большей точностью, чем при пользовании гиромагнитным компасом, стрелка которого смонтирована в непосредственной близости от гироскопа в одном общем корпусе.

Для передачи показаний гироскопа в кабину штурмана, а в некоторых случаях и на приборную доску летчика дистанционный гиромагнитный компас снабжается специальными повторителями П, аналогичными повторителям, применяемым в морском флоте.

Дистанционные гиромагнитные компасы, питаемые электрическим током, получили широкое распространение не только в авиации. Малые габариты, простота обслуживания и надежность в работе обеспечили его применение и на судах малого тоннажа.

Рис.28. 1 - гироскопический узел; 2 - магнитный компас; 3 - повторитель штурмана; 4 - повторитель летчика

На рис.29 показан комплект дистанционного гиромагнитного компаса, состоящего из гироскопа, магнитной системы и двух повторителей: для штурмана и для пилота.

Магнитный компас в самолете определяет и сохраняет курс направления полета. Курс самолета – это угол между продольной осью самолета и реальным направлением по меридиану. Принято вести отсчет курса от северного направления меридиана. От меридиана отсчитывают угол по часовой стрелке до продольной оси летательного аппарата. Как известно, курс может быть магнитным, компасным и истинным.

Принцип работы каждого компаса основан на действии магнитной стрелки, которая устанавливается в плоскости магнитного меридиана в северном направлении. После определения магнитного меридиана с помощью компаса отсчитывается угол к продольной оси самолета – это магнитный курс. Нужно отметить, что современные компасы, установленные в кабине самолета, конструктивно отличаются от полевых. В конструкции авиационных компасов используются материалы, которые проявляют слабые магнитные или диамагнитные свойства. Основными конструктивными частями компаса самолета являются: кронштейн, курсовая черта, прибор девиации, картушка, котелок.

Котелок – это сосуд, изготовленный из алюминия или меди и герметически закрытый крышкой из стекла. Внутренняя часть котелка заполняется жидкостью, как правило, это лигроин или винный спирт. Замена или доливание жидкости значительно ухудшает работу прибора и может привести к полной непригодности. Жидкость служит как успокоитель и гасит колебания картушки, также снижает давление шпильки на топку.

В середине котелка размещена колонка, на которой крепится картушка. Картушка – это комплекс соединенных магнитов, которые направлены один к одному одноименно заряженным полюсом. В большинстве случаев картушки авиационных компасов состоят из двух горизонтальных и двух вертикальных магнитов. Магниты должны быть расположены с высокой степенью точности, поскольку малейший сдвиг может привести к отклонению показателей от истинных. Верхние пары магнитов имеют значительно больший магнитный момент, нежели нижние, в соотношении 15 CGSm к 12 CGSm. В итоге суммарный момент должен быть не ниже чем 54-56 CGSm. От правильного подбора магнитов и их размеров зависит качество работы компаса. На конце картушки устанавливается стрелка, которая и указывает на сторону горизонта, она служит для ориентировки в полетной карте. Общая магнитная система рассчитывается на 200 часов работы двигателей. Внутри котелка нанесена курсовая черта, которая используется в качестве индекса при отсчете курса.

Котелок компаса самолета наполнен жидкостью, при изменении температуры ее объем изменяется, это может приводить к сбою в показаниях прибора. Чтобы избежать подобной ситуации, устанавливается компенсационная камера.

Такая конструкция используется во всех современных компасах самолетов. Существуют отличия, они проявляются в основном в системе амортизации или формы картушки. Также для работы в ночном режиме используются осветительные приборы.

Практическое применение компаса на самолете показывает, что его использование для штурмана и пилота отличается. Летчик использует данный прибор для выбора правильного направления полета. Он используется для анализа верности полета и выявления отклонений от курса. Что касается штурмана, то он использует компас для быстрого расчета карты полета, а также для анализа курса. Компас штурмана принято считать главным на борту летательного судна. В силу этого выделяют два типа магнитных авиационных компасов, которые устанавливаются на бору самолета, – это главный и путевой.

Девиация магнитного компаса самолета

Еще на зоре авиастроения все самолеты без исключения оснащались магнитными компасами, которые отлично справлялись с поставленной задачей по определению магнитного курса аппарата. Все же с дальнейшим развитием многомоторных агрегатов с большой частью электроники возникли значительные проблемы с работой компасов. Все электромагнитные колебания, исходившие от других приборов, значительно влияли на работу и точность показания прибора. В некоторых случаях показания компаса могли отличаться от истинных на десяток градусов, а это очень много для определения верного направления полета. Все компасы во время полета испытывают ускорительные и магнитные воздействия, которые приводят к девиации.

Магнитная девиация. Система каждого компаса получает воздействие от различных магнитных полей как самой Земли, так и других источников магнетизма непосредственно на борту самолета. Это могут быть радиосистемы, электропроводка и ее поля, а также стальная масса самой конструкции. В силу этого компасы на борту самолета имеют погрешности в своих показаниях, которые принято называть магнитной девиацией.

Постоянная магнитная девиация на борту летательного аппарата вызвана неточностью установки самого компаса. Она характеризуется зависимостью от самого магнитного курса.

Полукруговая магнитная девиация в отклонении показания компаса может быть вызвана так называемым твердым железом, которое имеет постоянный магнитный заряд. Также на показания воздействуют более постоянные источники, такие как электрические приборы и элементы проводки. Они имеют постоянную силу и направление воздействия на компас.

Еще существует такое понятие, как инерционная девиация, которая возникает из-за болтанки, изменения скорости, виража, все это создает силы, которые влияют на показания магнитного компаса на борту самолета. Все это значительно затрудняет работу с прибором и обсчетом верности направления.

Все же при изготовлении компасов и самих самолетов конструкторами учитываются все эти воздействия и отклонения. Для снижения сторонних воздействий на точность показания компаса применяются системы, которые позволяют значительно снизить все выше указанные воздействия на точность показаний.