СОВМЕЩЕННЫЕ МАГНИТНЫЕ КОМПАСЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Совмещенными магнитными компасами называются такие, у ко­торых шкала отсчета курса и чувствительный элемент (магнитная система) жестко закреплены на подвижном основании — картушке. В настоящее время на самолетах устанавливаются совмещенные магнитные компасы типа КИ (КИ-12, К. И-13).

На рис. 4.12 показан разрез компаса КИ-12.

Основными элементами конструкции компаса являются: кар­тушка 1 с магнитной системой и шкалой, колонка 2, курсовая черта 3, корпус 4, компенсационная камера 5, девиационный при­бор 6 и лампочка подсвета 9.

Магнитная система компаса состоит из двух постоянных парал­лельных цилиндрических магнитов 8, которые жестко укреплены на картушке. Картушка имеет равномерную шкалу с ценой деления 5° и оцифровкой через 30°. Для отсчета показаний предусмотрена со-

единенная с корпусом прибора курсовая черта. В ночных условиях шкала, и курсовая черта освещаются лампочкой подсвета.

Картушка с помощью керна 7 опирается на топку колонки. Для предохранения картушки от соскакивания с колонки компаса имеется пружинное кольцо, а для смягчения вертикальных ударов предусмотрена пружинная амортизация колонки.

Рис. 4.12. Совмещенный магнитный компас КИ-12: 1 — картушка; 2 — колонка; 3 — курсовая черта; 4 — корпус; 5 — ком­пенсационная камера; 6 — девиационный прибор; 7 — керн; 8 — посто­янные магниты; 9 — лампочка подсвета

Полость корпуса заполнена жидкостью.

Чтобы предотвратить большое повышение давления жидкости при колебаниях температуры, имеется компенсационная камера 5. Она представляет собой манометрическую коробку, соединенную с полостью корпуса.

На магнитную систему компаса кроме сил земного магнетизма оказывают влияние ферромагнитные массы самолета. Поэтому на­правление, по которому устанавливается магнитная Система, опре­деляется магнитным полем внутри самолета, получающимся в ре­зультате сложения магнитного поля Земли с магнитным полем ферромагнитных масс. Это направление принято называть компас­ным меридианом, а горизонтальный угол между магнитным и ком­пасным меридианами — девиацией магнитного компаса. Обозна­чается девиация Ак-

Величина девиации считается положительной, если магнитная система компаса отклоняется вправо от магнитного меридиана, и отрицательной — если система отклоняется влево.

В случае когда величина магнитной девиации превышает 5—7°, принимаются меры к ее уменьшению. На совмещенных магнитных компасах уменьшение девиации производится с помощью девиа — ционного прибора 6 (рис. 4.12). После уменьшения девиации с по­мощью девиационного прибора определяется величина остаточной девиации. Остаточная девиация совмещенных магнитных компасов, как правило, учитывается с помощью графика, который разме­щается вблизи магнитного компаса.

Работы по уменьшению девиации с помощью девиационного прибора, определение остаточной девиации совмещенного магнит­ного компаса и порядок составления графика остаточной девиации являются частью общих девиационных работ на самолете, объем, сроки и порядок выполнения которых изложены в конце настоя­щей главы. Из сказанного следует, что совмещенный магнитный компас выдает курс, отличающийся от магнитного на величину де­виации. Этот курс принято называть компасным и обозначать КД. Для определения магнитного курса с помощью совмещенного магнитного компаса необходимо к его показаниям прибавить вели­чину остаточной девиации, выбранную из графика:

МК = КК + (±Дк). (4.6)

Компас КИ-13 в отличие от компаса КИ-12 имеет 1Ьлус|)ериче — ский корпус, меньший вес и габариты. Девиационный прибор у него расположен внизу, а индивидуальный подсвет отсутствует.

Подготовка к полету совмещенных магнитных компасов скла­дывается из внешнего осмотра и проверки их работоспособности.

При внешнем осмотре необходимо убедиться в надежности крепления компаса, проверить исправность его подсвета и наличие графика остаточной девиации. Количество жидкости должно быть таким, чтобы при самой высокой температуре часть объема кор­пуса была свободной, а при самой низкой эксплуатационной тем­пературе уровень жидкости был выше верхнего края стекла.

При проверке штурманским или техническим составом работо­способности компаса необходимо определить его время успокоения, застой и точность измерения компасом магнитного курса. Для определения времени успокоения нужно постоянным магнитом от­клонить картушку на 90° от первоначального положения, быстро отвести магнит в сторону и одновременно включить секундомер, Когда движение картушки практически перестанет быть заметным для глаза, выключить секундомер. Время успокоения при нормаль­ной температуре должно быть не более 15 с. При определении за­стоя нужно снять отсчет показаний, отклонить картушку от перво­начального положения на 5°, быстро убрать магнит и, когда коле­бания картушки затухнут, вновь произвести отсчет. Угол застоя будет равен разности отсчетов. Значение его не должно превы­шать Г.

Чтобы проверить, с какой точностью с помощью совмещенного магнитного компаса измеряется магнитный курс, необходимо вы­ключить электрообогрев стекол в кабине летчика и штурмана,

включить и установить навигационно-пилотажное и бомбардиро­вочное оборудование в такое рабочее положение, при котором про­изводились девиационные работы на самолете, и снять отсчет с компаса. По полученному значению компасного курса выбрать из графика остаточную девиацию и рассчитать магнитный курс по формуле

МК = КК.+ (± д„).

Рассчитанный магнитный курс сравнить с магнитным курсом, полученным с помощью других курсовых приборов (например, с помощью астрономического компаса). Разница в магнитных кур­сах не должна превышать 1°.

На маршруте курс самолета с помощью совмещенных магнит­ных компасов определяется в режиме горизонтального прямоли­нейного полета с постоянной скоростью. Для измерения курса не­обходимо в течение 30—40 с наблюдать за шкалой компаса, а за­тем сделать отсчет по биссектрисе угла колебаний картушки. По­лученный отсчет будет средним компасным курсом ККср.

Для получения магнитного курса необходимо к снятому отсчету прибавить величину выбранной из графика остаточной девиа­ции Лк:

I МКср = ККср+(±Д«). (4.7)

Для перехода к истинному курсу следует учесть магнитное склонение Дм, снятое с полетной карты в точке местонахождения самолета:

ИКср = ККср + (±А) + (±Ам). (4.8)

Точность измерения курса с помощью совмещенных магнитных компасов в прямолинейном горизонтальном полете с постоянной скоростью составляет 3—4°.

При полете с неустановившимся режимом в показаниях компа­сов возникают погрешности, основными из которых следует считать ошибку от увлечения и ошибку от влияния ускорений.

Ошибка от увлечения возникает при разворотах самолета из-за того, что жидкость, заполняющая корпус компаса, после прекра­щения разворота продолжает вращаться по инерции, увлекая кар­тушку. Поэтому определение магнитного курса по компасу следует производить не ранёе чем через 15—30 с после выхода в режим горизонтального полета.

Ошибка от ускорений возникает за счет влияния на картушку вертикальной составляющей магнитного поля Земли при отклоне­нии картушки от горизонтального положения. Причинами отклоне­ния картушки могут быть ускорения, возникающие при развороте, разгоне, торможении и других эволюциях самолета.

Величину ошибки компаса за счет ускорения при развороте самолета покажем на рис. 4.13. Проекция Z’ вертикальной состав­ляющей магнитного поля Земли на плоскость чувствительного эле­мента будет равна Zsinp. Если считать, что горизонтальная со-

ставляющая Я лежит в плоскости чувствительного элемента, то ре­зультирующая сила Н’ будет равна геометрической сумме

Н1 = Н + Z.

В результате вместо фактиче­ского магнитного курса МК ком­пас выдаст ошибочный курсМК’. Их разность и будет равна ошиб­ке в измерении курса за счет раз­ворота самолета, то есть

Дк = МК — МК’.

кразв

Величину ошибки найдем из треугольника ОАВ. По теореме синусов запишем:

Sin %азв __ COS МК’

Z sin [З Н

Откуда

Z *

sin Дк ~~и sin р cos МК’.

кразв И 1

*

Так как

ТТ-^7’

то, принимая sinAKpasn«AKpa5B, а
cos МК’ = cos МК,

получим

Акраз. в —^/5ІІПРС08 МК-

тогда

SaBB^Hg-ZcOS МК.

Здесь Р—угол крена самолета;

J—магнитное наклонение.

Как видно из формулы (4.9), величина ошибки за счет разво­рота достигает максимального значения на магнитных курсах О и 180°. Если взять магнитное наклонение для средних широт (около 70°), то каждому градусу крена на северных и южных кур­сах будет соответствовать 2—3° поворотной ошибки. В высоких широтах, где магнитное наклонение составляет 80° и более, а также при больших кренах самолета поворотная ошибка может достигать десятков градусов.

При полётах с ускорением (разгон, торможение) картушка ком­паса устанавливается под некоторым углом v к плоскости горизон*

та-. Величину этого угла приблизительно можно определить из сле­дующего соотношения:

а

v » -— ,

S

где g—ускорение силы тяжести Земли;

а==-~-—продольное ускорение самолета (ДУ —диапазон изме­нения скорости полета; t — время, в течение которого изменяется скорость полета).

Ошибка в показаниях совмещенного магнитного компаса, вы­званная продольным ускорением, будет равна

р АКпрод = 57,3-^УзтМК. (4.10)

Она имеет максимальное значение при полете с магнитными кур­сами 90 и 270°. Например,, при ‘AV=200 км/ч, t— 1 мин, 7 = 70° ршибка Дк будет равна около 12°.

Указанные погрешности затрудняют измерение курса с ло — мощью совмещенных магнитных компасов, поэтому эти компасы являются дублирующими на современных самолетах. Они исполь­зуются лишь для грубого определения направления полета и в случае отказа основных курсовых приборов. Условием правильного измерения курса является прямолинейный горизонтальный полет с постоянной скоростью в период измерения.

Отсчет курса по магнитному компасу во всех случаях следует производить при таком положении переключателей, рукояток, при­боров и других элементов оборудования кабины, в котором они находились при выполнении девиационных работ.