|
Не использовать фреймы при просмотре страницы |
3.3. Магнитные компасы и их применение. Девиация магнитных компасов
Магнитным компасом (МК) в авиации называют навигационный прибор, предназначенный для измерения магнитного курса gк ЛА (рис.7). Основными элементами конструкции компаса являются: магнитная картушка 1, корпус 2, девиационный прибор 3, колонка 4. Магнитная система компаса состоит из двух постоянных параллельно расположенных магнитов 5, жестко укрепленных на основании картушки. Картушка имеет равномерную шкалу 6 с ценой деления 50 и оцифровкой через 300. Для отсчета курса на остеклении прибора нанесена курсовая черта 7.
Картушка с помощью керна (иглы) 8 опирается на колонку, имеющую пружинную амортизацию. Полость пластмассового полусферического корпуса заполнена жидкостью (лигроином). С лицевой стороны корпус закрыт выпуклым защитным стеклом, в верхней части имеет компенсационную камеру для отвода жидкости при колебаниях температуры, а на задней стенке - заливочное отверстие с винтовой заглушкой. Компасы, у которых система отсчета курса и ЧЭ совмещены в одном приборе, называются совмещенными.
Рис.7. Схема совмещенного магнитного компаса
Совмещенные МК автономны, надежны, просты в эксплуатации, имеют малую массу и габариты, но точность определения курса у них невысокая (3 - 40). Поэтому совмещенные МК в настоящее время используются только в качестве аварийных при отказе основных ДК.
В полете gк с использованием совмещенного МК определяется в режиме горизонтального прямолинейного полета с постоянной скоростью. Если при измерении gк картушка колеблется, то необходимо осреднить отсчеты за 20 - 40 секунд и к полученному значению курса прибавить величину выбранной из графика остаточной девиации поправки.
При включении обогрева ПВД и стекол, а также стеклоочистителей показания компаса могут иметь значительные погрешности.
Чтобы закрепить усвоенный
материал, пожалуйста, пройдите следующий тест
На ЧЭ датчика магнитного курса кроме магнитного поля Земли действует магнитное поле ЛА, которое создается ферромагнитными массами ЛА и работающим электро- и радиооборудованием. В результате курс будет измеряться не от магнитного меридиана, а от направления результирующей Нр, образующейся при сложении горизонтальных составляющих магнитного поля Земли Н и магнитного поля ЛА Нла:
Нр = Н + Нла.
Направление результирующего вектора называется компасным меридианом, а ошибку в определении направления магнитного меридиана - девиацией магнитного датчика курса DК (рис.8.). Величина девиации DК равняется разности между МК и отчетом курса с магнитного датчика, который принято называть компасным курсом (КК):
DК = МК - КК.
Рис.8. Девиация магнитного компаса
Девиация измеряется от магнитного меридиана от 00 до 1800 по ходу часовой стрелки со знаком " + ", против - со знаком " - ". По своей сущности девиация является поправкой к КК для получения МК, то есть:
МК = КК + DК.
Ферромагнитные массы по магнитным свойствам можно условно разделить на "твердое" и "мягкое" железо. "Твердое" железо длительное время сохраняет полученную намагниченность и создает постоянное магнитное поле ЛА, не зависящее от курса. "Мягкое" железо не имеет остаточного магнетизма. Оно намагничивается пропорционально напряженности намагничивающего магнитного поля и меняет полярность при разворотах ЛА.
Электро- и радиооборудование ЛА, запитываемое постоянным током, создает электромагнитное поле, характер которого аналогичен магнитному полю "твердого" железа.
Таким образом на ЧЭ датчика магнитного курса, установленного на ЛА, действует результирующее магнитное поле, состоящее из магнитного поля Земли; магнитного поля "твердого" железа; магнитного поля "мягкого" железа, намагниченного магнитным полем "твердого" железа и электромагнитным полем ЛА; магнитного поля электро- и радиооборудования.
Результирующее магнитное поле можно представить как сумму составляющих (рис.9.): Н - горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли (направлена по магнитному меридиану и девиации не создает); А - постоянная составляющая девиации, обусловленная установочной ошибкой ЧЭ магнитного ДК; В - составляющая, вызываемая "твердым" железом (направлена по продольной оси ЛА и создает полукруговую девиацию); С - составляющая, вызываемая "твердым" железом (направлена под углом 900 к составляющей В и создает полукруговую девиацию); Д - составляющая, вызываемая "мягким" железом (направлена под углом двойного магнитного курса ЛА к магнитному меридиану и создает четвертную девиацию); Е - составляющая, вызываемая "мягким" железом (направлена под углом 900 к составляющей Д и создает четвертную девиацию).
Рис.9. Составляющие результирующего магнитного поля ЛА
Девиация является непрерывной периодической функцией магнитного курса с периодом 3600. Данную функцию можно представить в виде тригонометрического ряда, первые члены которого дают приближенную формулу девиации:
DК = А + ВsinМК + СcosМК + Дsin2МК + Еcos2МК, (1)
где А, В, С, Д, Е - приближенные коэффициенты девиации, являющиеся постоянными для каждого ЛА.
В данной формуле составляющие девиации следует рассматривать как угловые величины, зависящие от составляющих магнитного поля ЛА, магнитного курса ЛА и магнитного поля Земли.
Переход к угловым величинам возможен на основании того, что суммарная девиация обычно не превышает 100 - 150. Тогда составляющие девиации в угловых величинах будут иметь вид:
.
Учитывая сравнительно небольшую величину девиации и переходя к угловым величинам в градусах, можно записать:
.
Характер изменения составляющих девиации от магнитного курса ЛА показан на рис.10.
Рис.10. Характер изменения составляющих девиации от магнитного курса ЛА
Составляющая DКА постоянна, не зависит от курса ЛА и характеризует установочную ошибку ЧЭ датчика магнитного курса. Составляющие DКВ и DКС зависят от курса ЛА и меют полукруговой характер изменения (за каждые 1800 изменения МК увеличиваются до максимума и уменьшаются до нуля). Значения их для современных ЛА могут достигать 50 - 70. Компенсация полукруговой девиации осуществляется специальными девиационными приборами, входящими в состав магнитных датчиков курса. Основу устройства девиационного прибора составляют постоянные магниты (два поперечных и два продольных). Поворотом магнитов вблизи ЧЭ создается постоянное магнитное поле, которое полностью или в допустимых пределах позволяет скомпенсировать полукруговую девиацию.
Составляющие DКД и DКЕ зависят от курса ЛА и называются четвертной девиацией, так как за один период изменения МК принимают нулевое или максимальное значение четыре раза. Максимальная величина четвертной девиации для большинства ЛА не превышает 20 - 30. Четвертную девиацию устранить с использованием постоянных магнитов нельзя. В совмещенных магнитных компасах она определяется и сводится в график. В других датчиках магнитного курса четвертная девиация компенсируется специальными коррекционными механизмами, основу устройства которых составляют механические компенсаторы локального типа. Профиль лекала подбирается в соответствии с законом изменения четвертной девиации.
Чтобы закрепить усвоенный
материал, пожалуйста, пройдите следующий тест
