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.

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.

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.

Из книги Школа выживания при авариях и стихийных бедствиях автора Ильин Андрей

АВИАЦИОННЫЙ ТРАНСПОРТ Статистика утверждает, что авиация - самый безопасный вид транспорта. В среднем за год во всем мире в авиационных катастрофах гибнут чуть больше трех тысяч человек. Для сравнения приведу все ту же статистику дорожно-транспортных происшествий,

Из книги Все обо всем. Том 1 автора Ликум Аркадий

Кто придумал компас? Самая простая форма компаса - это магнитная стрелка, укрепленная на стержне так, чтобы она могла свободно вращаться во все стороны. Стрелка такого так называемого компаса указывает на «север», под которым имеется в виду Северный магнитный полюс

Из книги 100 великих изобретений автора Рыжов Константин Владиславович

21. КОМПАС Компас, как и бумагу, еще в глубокой древности изобрели китайцы. В III веке до Р.Х. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса: он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно

Из книги Большая Советская Энциклопедия (АС) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (АВ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ВЫ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГИ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГО) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (КА) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (КО) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (МО) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПО) автора БСЭ

Из книги 100 знаменитых изобретений автора Пристинский Владислав Леонидович

Из книги Большая энциклопедия техники автора Коллектив авторов

Из книги автора

Из книги автора

Авиационный ракетный двигатель Авиационный ракетный двигатель – двигатель прямой реакции, преобразующий какой-либо вид первичной энергии в кинетическую энергию рабочего тела и создающий реактивную тягу. Сила тяги приложена непосредственно к корпусу ракетного

Магнитный компас в самолете определяет и сохраняет курс направления полета. Курс самолета – это угол между продольной реальным направлением и осью самолёта по меридиану. Принято вести отсчет курса от северного направления меридиана.

От меридиана отсчитывают угол по часовой стрелке до продольной оси летательного аппарата. Как мы знаем, курс возможно магнитным, компасным и подлинным.

Принцип работы каждого компаса основан на действии магнитной стрелки, которая устанавливается в плоскости магнитного меридиана в северном направлении. По окончании определения магнитного меридиана посредством компаса отсчитывается угол к продольной оси самолета – это магнитный курс. Необходимо подчернуть, что современные компасы, установленные в кабине самолета, конструктивно отличаются от полевых.

В конструкции авиационных компасов употребляются материалы, каковые проявляют не сильный магнитные либо диамагнитные особенности. Главными конструктивными частями компаса самолета являются: кронштейн, курсовая черта, прибор девиации, картушка, котелок.

Котелок – это сосуд, изготовленный из алюминия либо меди и герметически закрытый крышкой из стекла. Внутренняя часть котелка заполняется жидкостью, в большинстве случаев, это лигроин либо этиловый спирт. Замена либо доливание жидкости существенно ухудшает работу прибора и может привести к полной непригодности.

Жидкость помогает как успокоитель и гасит колебания картушки, кроме этого снижает давление шпильки на топку.

В середине котелка размещена колонка, на которой крепится картушка. Картушка – это комплекс соединенных магнитов, каковые направлены один к одному одноименно заряженным полюсом. Как правило картушки авиационных компасов складываются из двух горизонтальных и двух вертикальных магнитов.

Магниты должны быть расположены с высокой степенью точности, потому, что мельчайший сдвиг может привести к отклонению показателей от подлинных. Верхние пары магнитов имеют намного 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 верного подбора их размеров и магнитов зависит уровень качества работы компаса.

На финише картушки устанавливается стрелка, которая и говорит о стороне горизонта, она помогает для ориентировки в полетной карте. Неспециализированная магнитная совокупность рассчитывается на 200 часов работы двигателей. В котелка нанесена курсовая черта, которая употребляется в качестве индекса при отсчете курса.

Котелок компаса самолета наполнен жидкостью, при трансформации температуры ее количество изменяется, это может приводить к сбою в показаниях прибора. Дабы избежать аналогичной ситуации, устанавливается компенсационная камера.

Такая конструкция употребляется во всех современных компасах самолетов. Существуют отличия, они проявляются по большей части в совокупности амортизации либо формы картушки. Кроме этого для работы в ночном режиме употребляются осветительные устройства.

Использование на практике компаса на самолете говорит о том, что его применение для пилота и штурмана отличается. Летчик применяет этот прибор для выбора верного направления полета. Он употребляется для выявления верности отклонений и анализа полёта от курса.

Что касается навигатора, то он применяет компас для стремительного расчета карты полета, и для анализа курса. Компас навигатора принято вычислять главным на борту летательного судна. Поэтому выделяют два типа магнитных авиационных компасов, каковые устанавливаются на бору самолета, – это основной и путевой.

Девиация магнитного компаса самолета

Еще на зоре авиастроения все самолеты без исключения оснащались магнитными компасами, каковые превосходно справлялись с поставленной задачей по определению магнитного курса аппарата. Все же с предстоящим развитием многомоторных агрегатов с большой частью электроники появились серьёзные неприятности с работой компасов. Все электромагнитные колебания, исходившие от вторых устройств, существенно оказывали влияние на точность и работу показания прибора.

В некоторых случаях показания компаса имели возможность различаться от подлинных на дюжина градусов, а это довольно много для определения верного направления полета. Все компасы на протяжении полета испытывают ускорительные и магнитные действия, каковые приводят к девиации.

Магнитная девиация. Совокупность каждого компаса приобретает действие от разных магнитных полей как самой Почвы, так и других источников магнетизма конкретно на борту самолета. Это смогут быть радиосистемы, электропроводка и ее поля, и металлическая масса самой конструкции.

Поэтому компасы на борту самолета имеют погрешности в собственных показаниях, каковые принято именовать магнитной девиацией.

Этот параметр отклонений возможно вычислить на экспериментальном уровне, наряду с этим выделяют три подкатегории девиации, в частности постоянную, четвертную и полукруговую.

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

Полукруговая магнитная девиация в отклонении показания компаса возможно позвана так называемым жёстким железом, которое имеет постоянный магнитный заряд. Кроме этого на показания воздействуют более постоянные источники, такие как элементы проводки и электрические приборы. Они имеют постоянную силу и направление действия на компас.

Еще существует такое понятие, как инерционная девиация, которая появляется из-за болтанки, трансформации скорости, виража, все это формирует силы, каковые воздействуют на показания магнитного компаса на борту самолета. Все это существенно затрудняет работу с обсчётом и прибором верности направления.

Все же при изготовлении самих самолётов и компасов конструкторами учитываются все отклонения и эти воздействия. Для понижения сторонних действий на точность показания компаса используются совокупности, каковые разрешают существенно снизить все вышеуказанные действия на точность показаний.

Обзор компаса и человечков и самолетов