Индикатор курса
Индикатор курса ( HI ), также известный как гироскоп направления. [1] ( DG ) или указатель поворота ( DI ), [2] [3] [4] [5] Это летный прибор, используемый в самолете для информирования пилота самолета о курсе .
Использовать
[ редактировать ]Основным средством определения курса в большинстве небольших самолетов является магнитный компас , который, однако, страдает от нескольких типов ошибок, в том числе вызванных «падением» или нисходящим наклоном магнитного поля Земли. Ошибка падения приводит к тому, что магнитный компас показывает неправильные показания всякий раз, когда самолет находится в крене или во время ускорения или замедления, что затрудняет его использование в любых условиях полета, кроме без ускорения, совершенно прямо и ровно. Чтобы исправить это, пилот обычно маневрирует самолетом, ориентируясь на указатель курса, поскольку на гироскопический указатель курса не влияют ошибки падения и ускорения. Пилот будет периодически сбрасывать указатель курса на курс, указанный на магнитном компасе. [4] [6] [7] [8]
Операция
[ редактировать ]Указатель курса работает с помощью гироскопа , привязанного с помощью монтажного механизма к плоскости рыскания самолета, т.е. плоскости, определяемой продольной и горизонтальной осями самолета. Таким образом, любая конфигурация плоскости рыскания самолета, которая не соответствует местной горизонтали Земли, приводит к ошибке индикации. Индикатор курса устроен таким образом, что ось гироскопа используется для управления дисплеем, который представляет собой круглую карту компаса, откалиброванную в градусах. Гироскоп вращается либо электрически, либо с помощью потока фильтрованного воздуха от всасывающего насоса самолета (иногда нагнетательного насоса в высотных самолетах), приводимого в действие двигателем . Поскольку Земля вращается (ω, 15° в час, кажущийся дрейф) и из-за небольших накопленных ошибок, вызванных несовершенной балансировкой гироскопа, указатель курса будет смещаться с течением времени (реальный дрейф), и его необходимо сбросить с помощью магнитного компаса. периодически. [4] [а] Видимый дрейф прогнозируется по ω sin широте и, таким образом, будет наибольшим над полюсами. Чтобы компенсировать эффект дрейфа скорости Земли, можно установить гайку широты (только на земле), которая вызывает (будем надеяться, равное и противоположное) реальное отклонение гироскопа. В противном случае пришлось бы вручную корректировать указатель поворота каждые десять-пятнадцать минут во время плановых проверок в полете. Невыполнение этого требования является распространенным источником навигационных ошибок среди новых пилотов. Другой вид кажущегося дрейфа существует в виде транспортного блуждания, вызванного движением самолетов и сближением линий меридианов к полюсам. Оно соответствует изменению курса по траектории полета по большому кругу (ортодромии). [9]
Вариации
[ редактировать ]Некоторые более дорогие индикаторы курса «подчинены» магнитному датчику, называемому феррозондом . Феррозонд непрерывно измеряет магнитное поле Земли, а сервомеханизм постоянно корректирует индикатор курса. [4] Эти «подчиненные гироскопы» снижают рабочую нагрузку пилота, устраняя необходимость ручной корректировки каждые десять-пятнадцать минут.
Прогноз дрейфа в градусах в час выглядит следующим образом:
| Источник | Скорость дрейфа (°/час) | Знак по полушарию | |
|---|---|---|---|
| Северный | Южный | ||
| Скорость Земли | 15 sin( рабочая широта ) | − (вызывает недочитывание) | + (вызывает перечитывание) |
| Широта гайки | 15 sin( широта захода ) | + | − |
| Транспортное путешествие, Восток | Восточная составляющая путевой скорости (или sin( угол пути ) × путевая скорость , или изменение долготы / время полета в часах ) × 1 ⁄ 60 тан ( рабочая широта ) | − | + |
| Транспортное путешествие, Запад | Западная составляющая путевой скорости (или sin( угол пути ) × путевая скорость или изменение долготы / время полета в часах ) × 1 ⁄ 60 тан ( рабочая широта ) | + | − |
| Настоящее/случайное блуждание | Как указано в руководстве по эксплуатации самолета. | Как дано | Как дано |
Хотя смещение возможно предсказать, будут незначительные отклонения от этой базовой модели, вызванные, среди прочего, ошибкой подвеса (управление самолета от местной горизонтали). Распространенным источником ошибки здесь является неправильная установка гайки широты (например, в противоположное полушарие). Однако таблица позволяет оценить, ведет ли индикатор ожидаемое поведение, и поэтому сравнивается с поправками на перенастройку, сделанными по отношению к магнитному компасу. Транспортный блуждание является нежелательным последствием кажущегося дрейфа.
См. также
[ редактировать ]- Акронимы и сокращения в авионике
- Заземляющий индуктор Компас
- Гирокомпас — компас, основанный на эффекте гироскопической прецессии вместо основного гироскопического эффекта.
- Горизонтальный индикатор положения
- Инерциальная навигационная система , гораздо более сложная система гироскопов, в которой также используются акселерометры.
Ссылки
[ редактировать ]Сноски
[ редактировать ]- ^ По мере старения указателя курса, его шарикоподшипников изнашиваются и начинают шуметь, что приводит к увеличению трения, и склонность к сносу будет увеличиваться.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Инструкция по летной эксплуатации пилота Grumman F11F Tiger . ВМС США. 1 сентября 2008 г. с. 51. ИСБН 978-1-935327-46-2 . Проверено 17 февраля 2022 г.
- ^ Справочник по полетам на винтокрылом аппарате FAA-H-8083-21A . Федеральное управление гражданской авиации. 2012. с. 12-3.
- ^ Кьеллстрем, Бьёрн; Элгин, Карина Чельстрем (9 декабря 2009 г.). Будьте экспертом с картой и компасом . Джон Уайли и сыновья. п. 73. ИСБН 978-0-470-40765-3 . Проверено 17 февраля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Боудич, Натаниэль. Американский практический навигатор , Paradise Cay Publications, 2002, стр. 93–94, ISBN 978-0-939837-54-0 .
- ^ «В кабине Веги Амелии Эрхарт» . airandspace.si.edu . 25 февраля 2019 года . Проверено 17 февраля 2022 г.
- ^ НАСА Обратный вызов НАСА: путь к неприятностям , веб-сайт Бюллетеня безопасности обратного вызова НАСА, декабрь 2005 г., № 305. Проверено 29 августа 2010 г.
- ^ Справочник по полетам по приборам, FAA-H-8083-15B (PDF) . Министерство транспорта США, ФАУ. 2012. с. 5-19,5-20.
- ^ Справочник пилота по авиационным знаниям, FAA-H-8083-25B (PDF) . Министерство транспорта США, ФАУ. 2016. с. 8-19,8-20.
- ^ Пек, Джеймс Л.Х. (март 1944 г.). «Как работают авиационные приборы» . Популярная наука . Том. 144, нет. 3. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Popular Science. п. 119 . Проверено 31 января 2023 г.