测量飞机航向的仪表航向仪表.ppt
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1、第三部分 测量飞机航向的仪表及系统,1、磁罗盘:功用、基本原理、飞行误差2、陀螺半罗盘:功用、基本原理、误差及校正3、罗盘系统:定义、组成及使用,一、地磁与航向,(一)地磁1、地球磁场北磁极:北纬74.9、西经101南磁极:南纬67.1、东经142.7 与地理极不重合,磁力线与地平面不平行。,2、磁倾,地磁强度T:水平分量 H=TCos(地磁水平分量的方向线称为磁经线或磁子午线)垂直分量 Z=TSin磁倾:地磁强度与水平面的夹角。(磁纬度),3、磁差,磁差:磁经线偏离真经线的角度。正磁差磁经线北端偏在真经线北端(简称真北)以东;负磁差磁经线北端偏在真经线北端以西。,4、磁差特点:,(1)各地磁
2、差不相同(查航空地图);(2)磁性矿藏影响大(增加飞行高度);(3)随时间变化(年变率,查航空地图);(4)受磁暴影响(时间不长)。,(二)飞机磁场,飞机磁场:飞机上的钢铁物质和工作着的用电设备所形成的磁场。罗经线:飞机磁场水平分量与地磁水平分量的合成磁场方向线。罗差:罗经线与磁经线之间的夹角。正罗差:罗经线北端偏在磁经线北端(简称磁北)以东。负罗差:罗经线北端偏在磁经线北端以西。,(三)航向-飞机纵轴与经线在水平面上的夹角,1、真航向 飞机纵轴与真经线在水平面上的夹角。2、磁航向 飞机纵轴与磁经线在水平面上的夹角。真航向=磁航向(磁差)3、罗航向:飞机纵轴与罗经线在水平面上的夹角。磁航向=罗
3、航向+(罗差),二、磁罗盘,功用:测量飞机的罗航向。(一)原理 利用自由旋转的磁条跟踪罗经线的特性来指示飞机的罗航向。,(二)基本结构,罗牌、罗盘油、外壳和航向标线、罗差修正器等罗牌:敏感部分(保持水平,重心通常偏在支点的南面)。罗盘油:增加阻尼和减小罗牌对轴承的压力。罗差修正器:抵消飞机磁场影响,减小罗差,罗差修正器:抵消飞机磁场影响,减小罗差,结构 两对小磁条修正方法 E W抵消纵轴方向磁场,减小东西罗差;N S抵消横轴方向磁场,减小南北罗差(由机务人员按规定的时间进行)。,(三)磁罗盘的误差,磁罗盘具有罗差和飞行误差。1、罗差 查剩余罗差曲线卡片 磁航向=罗航向+剩余罗差 表中:横坐标罗
4、航向,纵坐标剩余罗差,2、飞行误差,(1)俯仰倾斜误差 飞机俯仰、倾斜时,飞机磁场垂直分量引起的误差。措施:平飞时判读;将罗盘或磁传感器安装在飞机磁场较弱的地方。,(2)加速度误差,飞机加速时,由惯性力、地磁垂直分量和飞机磁场垂直分量引起的误差。特点:东西磁航向误差最大;南北磁航向误差最小。措施:匀速飞行时判读,(3)涡动误差,飞机转动时,敏感部分受到罗盘油的阻尼力矩作用而引起的误差。(最大可达数十度)措施:飞机改平1520秒后,判读航向。,(4)转弯误差,飞机转弯时,惯性离心力使罗牌倾斜,从而受地磁垂直分量作用而产生的误差。,转弯误差特点:,a.在0磁航向附近,表少指。(在北半球,下同),b
5、.在180磁航向附近,表多指。,转弯时的倾斜角越大,误差越大。(如在上海地区用30坡度转弯时,误差可达27),c.在90和270磁航向转弯时,向南转弯 临时,指示任意方位;式中:临(临界倾斜角)90 临时,指示正确;临时,误差180。磁倾越大,临界倾斜角越小。(如,在广州,磁倾约为32,临界倾斜角为58;在北京,磁倾约为57,临界倾斜角为33)向北转弯瞬间,无误差。,修正措施:,转弯后航向在90范围内时,应提前改出转弯;在90范围内时,应延迟改出转弯。(在南半球,转弯误差有什么特点?),(四)使用特点,1、在主用罗盘失效后使用(备用仪表)。2、匀速平飞时判读航向;如罗牌摆动,读数取平均值;转弯
6、时,注意修正转弯误差。3、在磁矿区,磁罗盘误差很大。增加飞行高度,可减小误差。4、在两极地区,由于地磁水平分量小,磁罗盘不能准确指示航向。5、要利用磁航向进行领航计算,应修正剩余罗差。,三、陀螺半罗盘(derectional gyro),功用:测量飞机转弯角度;经过校正,测量飞机航向。(为什么要校正呢?),(一)原理,利用两自由度陀螺的稳定性建立方位基准,从而测量转弯角度和航向。,(1)测量飞机转弯角度,结构:两自由度陀螺、刻度盘、航向指标、水平修正器和方位修正器等。两自由度陀螺外框轴与飞机立轴平行;自转轴保持水平;航向指标固定在表壳上,代表飞机纵轴。基本原理:航向指标相对于刻度盘的转角,表示
7、飞机转弯角度。,(2)测量飞机航向,一个要求:自转轴需跟踪子午线。两个问题:A、方位修正(地球自转,子午线相对运动;飞机运动,自转轴相对运动。)B、水平修正,使自转轴保持水平。采用方法:初始校正,自动修正人工定时校正。基本原理:把自转轴(刻度盘0 连线)校正并稳定在经线(真经线、磁经线等)方向上,航向标线指示的角度即是航向角。,例如,测量真航向:,(1)使用前,必须使自转轴与起始点真经线方向一致;(2)飞行过程中,由于地球自转必须使自转轴随起始点真经线在惯性空间一起转动;(3)飞行过程中,由于飞机位置不断改变,所在点经线也不断改变,因此还必须使自转轴随时转到飞机所在真经线方向上。,水平修正(利
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