2.4 Авиагоризонты
Авиагоризонты предназначены для измерения угла крена и угла тангажа самолета.
Угол крена γ – угол между поперечной осью самолета (плоскостью крыла) и плоскостью горизонта.
Угол тангажа υ – угол между продольной осью самолета и плоскостью горизонта.
Принцип действия авиагоризонта основан на использовании гироскопа с 3-мя степенями свободы, его свойстве удерживать свое положение неизменным в пространстве. В авиагоризонте главная ось гироскопа расположена по истинной вертикали и относительно нее определяется положение самолета.
Даже самый идеальный гироскоп, имеет «кажущийся» уход от вертикали, по которой он установлен. Имеется 2 причины ухода гироскопа:
Из-за перелета самолета из одной точки Земли в другую, где положение вертикали меняется, а гироскоп сохраняет прежнюю вертикаль.
Из-за суточного вращения Земли.
Реальный гироскоп имеет кроме того собственный уход, обусловленный небалансом и трением в подшипниках, установленных в осях карданного подвеса.
Поэтому гироскоп, установленный по вертикали, только в течение короткого времени обеспечивает точное измерение вертикали места, а следовательно, и углов крена и тангажа.
В авиагоризонте положение главной оси гироскопа корректируется с помощью маятника. Чаще всего используется жидкостная маятниковая коррекция, которая представляет собой две стеклянные трубки, заполненные токопроводящей жидкостью, имеющие пузырек воздуха и электрические контакты (см. рис. 30).
Принцип работы маятниковой коррекции заключается в следующем:
Жидкостный маятник установлен на внутренней раме гироскопа, и, если гироскоп установлен по вертикали, то пузырек воздуха будет находиться в центре.
Если гироскоп уходит от вертикали, то пузырек уходит на конец трубки и оголяет один из контактов. При этом прерывается электрическая цепь через проводящую жидкость. Это заставляет коррекционной двигатель создавать внешний момент, действующий на гироскоп, который в свою очередь вызывает прецессию гироскопа и возвращение его в вертикальное положение.
В некоторых авиагоризонтах используется двухкоординатный маятник, представляющий собой медную чашку с 4-мя контактами. Такой маятник можно рассматривать как два однокоординатных маятника, собранные в одном корпусе.
а) б)
Рис. 30 Электрическая схема маятниковой коррекции
1 - воздушный пузырек; 2 - медная чаша; 3 - коррекционные двигатели; 4 - контакты; 5 - токопроводящая жидкость.
Во время разворота самолета и при линейных ускорениях жидкость смещается в маятнике под действием центробежной силы. В этом случае жидкостная коррекция стремится установить ось гироскопа по ложной вертикали. Чтобы это исключить, используют выключатель коррекции (ВК-53), который автоматически отключают цепи жидкостной маятниковой коррекции на время разворота при скорости разворота больше (0,1–0,3) градуса в секунду.
Выключатель коррекции – отдельный прибор, имеющий гироскоп с двумя степенями свободы. Во время разворота самолета гироскоп реагирует на угловую скорость, разворачивается и через временную задержку (6-10 с) отключает с помощью реле маятниковую коррекцию.