Авиационный магнитный компас. Компас самолета

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.

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

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

§ 21. Общие сведения о магнитных компасах

Назначение. Компас служит для определения и сохранения курса самолета. Курсом самолета называется угол между северным направлением меридиана и продольной осью самолета. Курс отсчитывают от, северного направления меридиана по движению часовой стрелки до направления продольной оси самолета. Курс может быть истинным, магнитным и компасным, соответственно тому, от какого меридиана ведут отсчет (фиг. 116).

Курс, отсчитанный от географического меридиана, называется истинным курсом. Курс, отсчитанный от магнитного меридиана, т. е. от направления, которое показывает стрелка, свободная от влияния железных и стальных масс самолета, называется магнитным курсом. Курс, отсчитанный от компасного меридиана, т. е. от направления, которое показывает компасная стрелка, расположенная вблизи самолетного железа и стали, называется компасным курсом.

Несовпадение компасного и магнитного меридианов объясняется тем, что магнитная стрелка компаса отклоняется под действием стальных деталей самолета. Угол между северными направлениями магнитного и компасного меридианов называется девиацией компаса. По аналогии со склонением девиацию называют восточной (+), если северный конец магнитной стрелки отклоняется вправо от меридиана, и западной (-), если северный конец стрелки отклоняется влево от меридиана. Девиация (ошибка) компаса является величиной переменной для каждого курса самолета.

Действие стальных деталей самолета на магнит компаса объясняется тем, что линии земного магнитного поля, проходя через различные стальные детали самолета, намагничивают их. В результате сложения основного земного магнитного поля, и всеx индуктированных полей в стальных и железных частях самолета устанавливается магнитное поле самолета. Оно несколько отличается от земного магнитного поля по силе и направлению. Каждое изменение положения самолета вызывает изменение магнитного поля самолета.

Стрелка компаса устанавливается по направлению суммарного магнитного поля Земли и самолета.

При выполнении аэронавигационных расчетов приходится часто переходить от одного курса к другому. Для перехода от компасного курса к магнитному алгебраически прибавляют к компасному курсу величину девиации:

МК = КК + Δ к

Для перехода от магнитного курса к компасному алгебраически вычитают из магнитного курса величину девиации:

КК = МК - Δ к

Для перехода от магнитного курса к истинному алгебраически прибавляют к магнитному курсу магнитное склонение:

ИК = МК + Δ м

Для перехода от истинного курса к магнитному алгебраически вычитают из истинного курса величину магнитного склонения:

МК = ИК - Δ м

Элементы и характеристики компасов.

Основной частью компаса является магнитная система компаса, носящая название картушки (фиг. 117). Картушка компаса представляет собой тонкий латунный или алюминиевый диск, разбитый на 360 градусов. Этот диск, или лимб, имеет пустотелый поплавок, уменьшающий вес картушки в жидкости. Под поплавком к диску симметрично прикреплена пара или несколько пар магнитов. Оси магнитов параллельны линии 0-180° лимба, называемой осью картушки . Одноименные полюсы магни-тоз направлены в одну сторону. Картушка компаса опирается шпилькой на чашечку из твердого камня (сапфир, агат), вделанную в колонку компаса и называемую топкой.

Внутри котелка, который представляет собой алюминиевый сосуд, герметически закрытый стеклянной крышкой, помещается колонка, служащая опорой для картушки компаса. Под стеклом находится курсовая черта - тонкая проволока, установленная против лимба и служащая индексом при отсчете курса картушки по компасу. В котелок налита жидкость для демпфирования колебаний картушки. Котелок соединяется с мембранной камерой, изготовленной из тонкой гофрированной латуни. Камера служит для компенсации изменений объема жидкости при изменении температуры.

Разобранная схема устройства магнитного компаса представляет собой основу конструкций всех авиационных компасов. Различные типы компасов отличаются лишь приспособлениями для амортизации, освещением шкалы, формой картушки, компенсационными приспособлениями и другими деталями.

Летчик должен вести самолет по строго заданному курсу, следовательно, компас, предназначенным для летчика, должен быть прежде всего удобным для наблюдения за курсом самолета. Компас летчика называется путевым. На обязанности штурмана лежит расчет курса самолета, и компас штурмана должен позволять быстро и точно производить цифровые отсчеты курса самолета в каждый данный момент. Компас штурмана называется главным.

Картушка магнитного компаса представляет собой наиболее ответственный узел, и от ее качества зависит работа компаса в целом. Если вывести картушку из меридиана, то она стремится возвратиться в свое первоначальное положение. Но при своем обратном движении картушка пройдет нулевое положение, отклонится в обратную сторону и подобно маятнику будет колебаться в ту или другую сторону.

При отсутствии трения и сопротивления жидкости качание картушки продолжалось бы неопределенно долгое время. Такие колебания называются незатухающими.

В действительности на картушку компаса действуют силы трения и сопротивление жидкости, вследствие чего размахи колебаний (амплитуда) постепенно уменьшаются. Такие колебания называются затухающими. Отношение двух смежных амплитуд называется декрементом затухания. Очевидно, для картушки компаса эта величина всегда больше единицы.

Величина декремента и период колебания характеризуют картушку компаса, чем больше декремент и чем меньше период, тем быстрее устанавливается картушка в положение равновесия; чем больше декремент затухания, тем скорее вернется компас к нулевому положению. На фиг. 118 показаны графики затухания трех компасов. Декременты затухания двух из них равны 2,5 и 5 при равных периодах. Компас, имеющий декремент 5, вернется к меридиану скорее, чем компас, имеющий декремент 2,5.

Фиг. 118. Графики затухания магнитных компасов.

Если сила, вызывающая затухание, достаточно велика, то картушка возвращается к положению равновесия, не совершая ни одного колебания. Такой компас называется апериодическим. Апериодичность компасных картушек достигается облегчением всей системы картушки и прикреплением к картушке четырех-восьми проволочек-успокоителей, которые при движении картушки в жидкости создают сопротивление этому движению, быстро возрастающее с увеличением скорости движения картушки.

Если отклонить картушку компаса на некоторый угол, то вследствие трения в топке картушка возвращается не точно в первоначальное положение. Величина, на которую картушка не доходит до первоначального положения, называется застоем картушки. Застой картушки тем меньше, чем больше магнитный момент ее и чем больше горизонтальная составляющая земного поля. Застой увеличивается с увеличением трения шпильки картушки о топку. Качество картушки компаса тем выше, чем меньше ее застой. Вследствие вибрации компаса величина застоя в полете при обычных температурах редко превышает 1°.

Увлечением компаса называется угол, на который жидкость увлекает картушку компаса при повороте компаса на 360°. Увлечение компаса - явление крайне нежелательное, так как при изменении курса самолета по картушке, увлеченной за котелком, нельзя определить угол поворота. Чем больше поверхность картушки и чем ближе она находится к стенкам котелка, тем больше увлечение. Увлечение компаса является одной из причин, препятствующих увеличению сопротивления жидкости, выгодному в других отношениях.

Картушка, являющаяся чувствительным элементом компаса, состоит из системы магнитов, лимба, или заменяющих его затухателей, топки, или шпильки, и поплавка. На фиг. П9 показано устройство картушки с вертикальным лимбом. Такие картушки имеют небольшой декремент затухания, приблизительно равный 3-3,5.

Фиг. 119. Устройство картушки с вертикальным лимбом:

1-магниты, 2-колонка, 3 -топка, 4 -поплавок, 5 -шпилька, 6-лимб,

Центр тяжести картушки должен находиться ниже точки опоры, т. е. ниже острия шпильки. Лимб и поплавок делаются из тонкого материала. Шпилька изготовляется из иридия или из твердой стали и имеет на острие радиус закругления 0,1 - 0,2 мм, так как более острая шпилька может повредить топку. Соскакиванию картушки с колонки препятствует специальная пружинящая шайба.

Поплавок спаян оловом на бескислотном флюсе. Все детали картушки, кроме шпильки, покрыты специальным защитным лаком.

Лимб разградуирован на 360°. Цена деления зависит от диаметра лимба и назначения компаса; для пилотских компасов цена деления принимается 2-5°, для штурманских 1-2°.

У компасов, имеющих большой декремент затухания, лимб на картушке отсутствует, а вместо него радиально расположено несколько усиков-затухателей (фиг. 120).

Колонка компаса (фиг. 121), поддерживающая картушку, служит также для амортизации колебаний, вызванных вибрацией самолета. Радиус закругления агатовой или сапфировой топки равен 2-3 мм. Колонка устанавливается на дне котелка компаса.

Внутреннюю поверхность котелка, изготовленного из алюминиевого литья, делают гладкой для уменьшения увлечения жидкости при поворотах самолета. Котелок пропитывают жидким стеклом или специальным лаком для увеличения герметичности. Негерметичность котелка ведет к утечке лигроина и образованию пузыря.

В котелке должна быть предусмотрена компенсация изменения объема жидкости при изменении температуры. Эта компенсация осуществляется при помощи мембранной коробки, как было указано на фиг. 117, или же посредством специальной компенсационной камеры (фиг. 122). Объем камеры должен обеспечивать нормальную работу компаса при температуре от +50 до -70°С. Компенсационная камера несколько увеличивает габариты компаса; но применение ее является лучшим способом компенсации изменения объема жидкости. Жидкость, наполняющая котелок и окружающая картушку, служит для демпфирования ее колебаний и уменьшения трения топки о шпильку. Прежде компасы заполняли спиртом в различных водных растворах; в настоящее время компасы заполняют лигроином.

Котелки имеют специальное отверстие для заполнения жидкостью, закрываемое металлической пробкой со свинцовой прокладкой. Некоторые компасы имеют специальную камеру для установки лампочки освещения шкалы прибора. Иногда патрон лампочки крепят на небольшом кронштейне снаружи компаса.

Курсовая черта, представляющая собой тонкую проволочку, прикреплена к котелку компаса на винтах. В компасах с горизонтальной картушкой устанавливается плоскопараллельное стекло. В компасах с вертикальной картушкой применяются сферические или чаще цилиндрические стекла. Во избежание искажений и ошибок при отсчете показаний стекла должны быть геометрически правильными.

§ 22. Типы компасов, их конструкция и монтаж

Универсальным типом компаса является компас А-4, который применяется в качестве путевого и главного компаса. В качестве путевого компаса летчики применяют также компас КИ-11.

Компас А-4 (фиг. 117) применяется в качестве главного компаса в кабине штурмана и в качестве путевого в кабине летчика.

Картушка компаса имеет два цилиндрических магнита, прикрепленных к поплавку. Отсчет производится посредством четырех затухателей, на которых нанесены цифры 0, 1, 2 и 3, обозначающие сотни градусов. Угол между затухателями 0 и 3 равен 60°; между остальными парами затухателей угол 100°. К котелку компаса прикреплена стоградусная шкала с ценой делений 1°; деление 50° заменяет курсовую черту.

При отсчете курса сотни градусов показывает цифра на затухателе, установившаяся против шкалы, десятки и единицы - цифра на шкале против затухателя.

Кроме этих затухателей, имеются еще два укороченных затухателя, расположенные параллельно магнитам картушки, т. е. по линии магнитного меридиана. Эти затухатели образуют стрелку компаса, причем северный конец стрелки окрашен в красный цвет. Назначение стрелки - показывать общее направление на север, так как затухагель с цифрой 0 не показывает этого направления.

Для лучшего демпфирования картушка компаса изготовлена в виде юбочки. Колонка снабжена пружинной амортизацией.

Снизу к котелку прикреплен девиационный прибор для компенсации полукруговой девиации (устройство и принцип действия девиационного прибора описаны ниже, см. § 23). Котелок компаса заполнен лигроином.

Объемная компенсация компаса А-4 устроена следующим образом. В верхней части котелка располагается дополнительная кольцеобразная камера, частично заполненная лигроином (компенсационная камера). Эта камера сообщается с котелком через кольцевой вырез. Уровень жидкости в котелке компаса всегда выше нижней поверхности стекла. Нижняя поверхность стекла имеет некоторую выпуклость для отвода пузырьков воздуха, которые появляются при эволюциях самолета. Уменьшение объема жидкости в котелке, происходящее при понижении температуры, компенсируется жидкостью, поступающей из компенсационной камеры. Так как изменение атмосферного давления не влияет на изменение объема жидкости внутри котелка, компас может работать на любых высотах.

Освещается компас электрической лампочкой, получающей питание от бортовой сети. Лампочка светит в торец стекла компаса и освещает шкалу прибора.

Время дохода до нуля при отклонении от магнитного меридиана на 90°, характеризующее момент инерции равно 5 сек. при нормальной температуре. Время успокоения компаса при отклонении на 90° от магнитного меридиана равно 25 сек. при нормальной температуре.

Увлечение при угловой скорости, равной 710 об/сек, составляет до 3° при нормальной температуре. Компас работает нормально при кренах до 17°.

Вес картушки в воздухе 10,5 г, в лигроине - до 2 г.

Компас имеет два магнита из железоникельалюминиевой стали диаметром 3 мм и длиной 32 мм. Магнитный момент каждого магнита не менее 80 ед. CCSM.

Компас КИ-11 (фиг. 119) является путевым компасом и устанавливается в кабине пилота. Компас имеет вертикальную шкалу картушки. Лимб прибора разбит на деления по 5° с оцифровкой через 30°.

Курс отсчптывается непосредственно по картушке против курсовой черты, установленной между стеклом и картушкой. Картушка компаса поплавковая с одной парой магнитов. Колонка амортизирована винтовой пружиной. Объемная компенсация осуществляется при помощи компенсационной камеры, расположенной в верхней части котелка. Вследствие того что изменение атмосферного давления не влияет на объем жидкости внутри котелка, компас может работать на больших высотах.

Стекло компаса представляет собой выпукло-вогнутую линзу, вследствие чего картушка видна несколько увеличенной.

Лампочка для освещения компаса КИ-11 рассчитана на питание от бортовой сети, самолета.

Компас устанавливается на приборной доске пилота так, чтобы при положении самолета в линии полета картушка компаса была строго горизонтальна. Компас устанавливают на приборной доске в отверстие диаметром 80 мм и крепят при помощи крепежного кольца.

Декремент затухания компаса около 3,5; время успокоения около 25 сек.; угол увлечения при скорости вращения компаса, равной 1/10 об/сек, составляет 15-20°; застой меньше 0,5°.

Время дохода до нуля при отклонении от магнитного меридиана на 90° составляет около 3 сек. при нормальной температуре. Время успокоения при отклонении на 90° от магнитного меридиана составляет около 20 сек. при нормальной температуре. Декремент затухания компаса около 3,5.

Угол увлечения при скорости вращения компаса, равной 1/10 об/сек, составляет 15-20° при нормальной температуре.

Вес картушки в воздухе 9,5 г, в лигроине - около 2 г.

Магниты в компасе КИ-11 такие же, как и в компасе А-4.

Монтаж компасов на самолете. При установке компаса на самолете необходимо учитывать следующие требования.

Пилот должен хорошо видеть компас, не изменяя положения головы. Лучше всего пользоваться компасом с вертикальной картушкой, установленным в верхней части приборной доски прямо против пилота.

Для штурмана лучше всего устанавливать компас прямо перед его рабочим местом, несколько ниже уровня глаз.

Следует помнить, что действие куска стали на магнитную стрелку обратно пропорционально кубу расстояния между ними; поэтому иногда достаточно отодвинуть компас от источника магнитного поля на несколько сантиметров, чтобы получить заметное уменьшение девиации.

Электрические приборы на самолете нужно обязательно экранировать, а электропроводку постоянного тока вести бифилярно, т. е. свивать провода от плюса бортовой сети с проводами от минуса.

Установка компаса должна обеспечивать легкий доступ к девиационному прибору и к стопорному винту его крепежного кольца.

Курсовая черта компаса должна находиться в плоскости симметрии самолета или быть ей параллельной.

Дата публикации на сайте: 20.11.2012

Насчет "действия куска стали" .
Вспоминаю дефект по неправильному показанию КИ-13. На современных самолетах он устанавливается в центре, вверху, на переплете фонаря кабины, наиболее оптимальном месте. Причем долго до этого никому не было дела, это к тому зачем нужен компас на самолете, пока кто-то не заинтересовался, почему это у нас "бычий глаз" показывает "совсем не туда" :-)
Причина оказалось в том, что валик одной из шторок слепого полета при ремонте сделали из стали.