3测量飞机航向的仪表航向仪表及系统教学提纲

❖ 水平修正（利用水平修正器） ❖ 方位修正：
∵ 自转轴与起始点经线的相对运动（即表观运动） ω′f=ωesinφ
飞机所在经线与起始点经线的相对运动（即飞机运动） ω″f=Vsinψtgφ/Re
式中：V—飞行速度，严格地说是地速；ψ—真航向； Re—地球半径，严格地说，应包括飞行高度。
∴ 方位修正速度ωf=ωesinφ+Vsinψttgφ/Re
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。
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。
（二）结构
❖ 两自由度陀螺、指示部分、 修正器和上锁机构等
(直读半罗盘利用配重 沿内框轴方向的重力矩， 作为方位修正力矩。但是， 配重是按某一纬度设计的， 如果纬度不同，会产生误 差。)
结构（方向仪之二）
（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. 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
3测量飞机航向的仪表航向仪表 及系统
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=TCosθ （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=TSinθ ❖ 磁倾θ：地磁强度与水平面
（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。Leabharlann Baidu
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
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)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；
（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。
❖ 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。
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。
❖ 基本原理：把自转轴(刻度盘0°～ １８０°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。
❖ 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15～20秒后，判读航向。
❖ 向南转弯
γ＝γ临时，指示任意方位；
式中：γ临（临界倾斜角）＝90°－θ
γ＜γ临时，指示正确；γ＞γ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°～０°～２７０°范围内时， 应提前改出转弯；在90°～１８０°～２７０° 范围内时，应延迟改出转弯。