磁航向儀表

磁航向儀表

磁航向是飛機縱軸在地平面上的投影,與磁子午線的夾角(磁北為正,順時針旋轉),用於測量飛機磁航向的儀表稱為磁航向儀表。

捷聯式固態磁羅盤

捷聯式固態磁羅盤是用於測量磁航向的儀表。它是直接和飛行器機體軸固聯的三軸固態磁敏元件,用計算機坐標變換方法求出沿地平(或其他)坐標系三軸的地磁場分量、總地磁場強度和磁航向角等的儀表。三軸固態磁敏元件是個相互垂直安放的微磁阻元件組成的晶片(稱為三軸磁感測器模組),每個磁感測器均由4個800-900()的磁阻臂組成惠斯登電橋,在±20e範圍內具有靈敏度為26mV/V-Oe的線性輸出,工作電壓0—10V可調:每個感測器集成晶片內均設有磁耦合場補償電流帶,通過50mA直流電流時,相當於在與敏感軸交叉的方向上提供10e的磁場,可用來抵消外磁場的干擾,做羅差修正。工作溫度為-40—85℃,線性度(電橋電壓為8V時)為1%F.S.(典型值),2%F.S.(最大).頻寬為5MHz,磁場測量範圍為±6Gauss(地磁場為0.5Gauss),最小可檢測85luGauss(優乾霍爾元件)。

陀螺磁羅盤

飛機上所用的磁羅盤能獨立測量飛機的磁航向,但穩定性差;陀螺半羅盤穩定性好,但不能獨立測量飛機航向。將二者結合起來,就製成了一種既能獨立測量磁航向,又具有良好穩定性和較高靈敏度的航向儀表,即為陀螺磁羅盤。陀螺磁羅盤是飛機上廣泛套用的一種儀表。

組成

磁航向儀表 磁航向儀表

陀螺磁羅盤的結構形式多種多樣,但從結構上講主要由以下幾部分組成。

(1)磁感測器:陀螺磁羅盤的地磁敏感部分,用來測量飛機的磁航向,並輸出磁航向信號。磁感測器有兩種,一種是永磁式,一種是感應式。永磁式是利用磁棒來感應地磁,測量精度較低且體積較大;感應式則利用地磁感應元件來感測地磁,套用較多。磁感測器一般安裝在飛機翼尖等飛機磁場影響較小的地方。

(2)陀螺機構:陀螺機構用來穩定磁感測器測出的磁航向信號。陀螺機構相當於一個陀螺半羅盤(航向陀螺儀),它受磁感測器控制,同時磁感測器又通過它輸出穩定的航向信號給航向指示器。

(3)航向指示器:用來指示磁航向和轉彎角度。現代飛機多採用綜合指示器,不僅能指示磁航向,還可以指示無線電方位角等。

(4)放大器:用來放大陀螺磁羅盤中的電信號,以控制伺服同步裝置。

工作原理

磁感測器包括地磁感應元件和電位器。地磁感應元件用來測量磁航向,磁電位器則用來復現磁航向信息。磁電位器由環形電阻和一對電刷組成。環形電阻上有三個互隔120°的固定抽頭,分別與指示器和陀螺電位器的三個電刷連線,磁電位器的磁航向由電阻與電刷之間的相對位置確定。陀螺機構為一航向陀螺儀,其外環軸上固定一個環形電阻,該環形電阻與三個電刷組成陀螺電位器,環形電阻直徑兩端處接有電源。陀螺電位器的三個抽頭與磁感測器巾環形電阻相隔120°的三個固定抽頭相連線,組成一個伺服同步裝置。當磁電位器所反映的磁航向角與陀螺電位器反映的航向基準不一致,出現失調角,即產生失調電壓時,磁電位器的一對電刷a與b端就會輸出失調電壓,該失調電壓經放大器放大後,驅動協調電機經減速器帶動陀螺電位器上的電刷轉動,直至失調電壓為零。這意味著陀螺電位器的航向基準與磁電位器的磁航向同步。陀螺電位器還與指示器組成一個伺服同步裝置。指示器中有伺服電動機、減速器、伺服電位器(圖中未示冉)。陀螺電位器在建立磁航向的過程中,通過伺服同步裝置的工作,將磁航向信號傳遞給指示器。指示器的伺服電動機工作,通過減速器轉動航向刻度盤,將磁航向基準在刻度盤上反映出來。此時刻度盤上的航向基準線(即0~180°線)與指示器上代表飛機縱軸的指標的夾角,即為該羅盤所測飛機的磁航向。羅盤指示的航向取決於陀螺機構的陀螺電位器所確定的航向。通常指示器上有磁差修正的機械調整裝置,將磁差修正值加到磁航向中,指示器則指示真航向。

陀螺磁羅盤既能測量飛機航向,又可比較準確地指示出飛機的轉彎角速度。平飛時,利用磁感測器測量飛機的磁航向,然後通過陀螺機構控制指示器的指針.使它指示出飛機的磁航向。飛機轉彎時,為防止磁感測器對磁航向的錯誤修正,監視飛機的偏航速率,經角速度感測器切除修正信號,使飛機在改變航向時,航向基準完全由航向陀螺儀來穩定,指示出飛機的轉彎角度。

用途

在大多數的小型飛機上,只有磁羅盤是不依賴於其他飛機儀表和動力源的方向指示儀表。由於它有被稱為羅盤誤差的工作特性,飛行員傾向於只是使用它來作為設定航向指示器的一個參考,但是如果了解了磁羅盤的特點,就可以完全使用它來進行飛機轉彎以修正和保持航向。

當轉彎到磁羅盤航向或當使用磁羅盤作為調整航向指示器的參考時,記住以下的點:

(1)如果航向朝北,開始一個向東或西的轉彎,羅盤指示滯後,或指示一個向反向的轉彎。

(2)如果航向朝南,開始一個向東或西的轉彎,羅盤指示超前於轉彎,指示一個比實際轉彎大的轉彎。

(3)當航向朝東或西時,向任一方向轉彎,羅盤指示都是正確的。

(4)如果航向朝東或西,加速引起一個向北轉彎的指示;減速引起一個向南轉彎的指示。

(5)如果保持向北或向南的航向,俯衝、爬升或改變空速都不會引起誤差。

如果坡度在15°和18°之間,當轉向至向北或向南的航向時,要用的提前量或滯後量隨著轉彎位置的緯度變化,並且大約等於轉彎位置的緯度:當轉向朝北的航向時,改出橫滾的提前量必須包含緯度改變的度數,加上通常從轉彎改出的提前量。在轉向一個朝南航向期間,保持轉彎直到羅盤越過朝南航向的緯度數,減去正常改出橫滾提前量,

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們