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.