12. ДАТЧИКИ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

1. Назначение и классификация

КурсомΨ называется угол между некоторым направлением (линией начала отсчета) в горизонтальной плоскости и проекцией продольной оси летательного аппарата на эту плоскость (рис. 12.1). ИУ, предназначенные для измерения курса называются компасами. На практике используются три линии начала отсчета курса: направления географического и магнитного меридианов и ортодромии (ортодромия – дуга большого круга, плоскость которого проходит через центр Земли).

Курс отсчитывается по часовой стрелке от направления на север. Измеряется курс в градусах и может принимать значения от 0 до 360^о.

Различают истинный, магнитный, ортодромический и компасный курсы в зависимости от вида меридиана или направления принятого за начало отсчета (рис. 12. 2).

И

Рис. 12.1. К определению курса самолета

стинным курсомназывается угол ИК, отсчитываемый от географического меридиана. Обычно магнитная стрелка, свободная от влияния посторонних магнитных полей, устанавливается не по географическому, а по так называемому магнитному меридиану. Угол МК, отсчитываемый от магнитного меридиана, называется магнитным курсом. При измерении курса компасом, например, магнитным, показания будут отличаться от истинного и магнитного курсов вследствие погрешностей, свойственных ИУ. Угол КК, измеряемый компасом, называется компасным курсом.

По принципу получения информации о курсе авиационные компасы классифицируются следующим образом:

• магнитные компасы, чувствительные элементы которых определяют направление магнитного меридиана;

• а

  Рис. 12.2. Истинный, магнитный и компасный курсы самолета

  строномические компасы, определяющие истинный курс путем визирования небесных тел с учетом места и времени наблюдений;

• гирополукомпасы, основанные на использовании основного свойства трехстепенного гироскопа – сохранять неизменным положение своей главной оси (оси ротора) в пространстве и применяемые обычно для измерения ортодромического курса;

• радиокомпасы, измеряющие курсовой угол наземной радиостанции – угол между горизонтальными проекциями продольной оси самолета и направлением с самолета на радиостанцию.

2. Методы измерения курса

Определение курса осуществляется следующими методами: магнитным, индукционным, астрономическим, гироскопическим и радиотехническим.

Магнитный метод измерения курса основан на определении направления магнитного поля Земли. Для измерения курса магнитным методом применяются магнитные компасы, обладающие простотой устройства и надежностью. Магнитному методу измерения курса свойственны недостатки и ограничения, которые сводятся к следующему: этот метод дает большие погрешности в районах магнитных аномалий, во время магнитных бурь, в высоких широтах (выше 80°), а также в условиях больших девиаций на борту ВС.

Индукционный метод во многом лишен недостатков магнитного метода измерения курса.

В этом методе также используются свойства магнитного поля Земли, однако напряженность поля воздействует не на магнитную стрелку, а на магнитное сопротивление индукционного элемента, питаемого переменным током. В индукционном методе устраняется часть недостатков, свойственных магнитному методу, однако влияние магнитных бурь и магнитных аномалий по-прежнему имеет место.

Астрономический метод основан на пеленгации небесных светил (Солнца, Луны, звезд) и определении по этим данным курса летательного аппарата. При видимости небесных светил, астрономические компасы дают точные и надежные показания в любой точке земного шара.

Гироскопический метод определения курса, наиболее распространенный в авиации, основан на использовании позиционных гироскопов. Этот метод в сочетании с другими упомянутыми методами является одним из основных.

Радиотехнический метод измерения курса основан на измерении углов между направлением на радиостанцию и продольной осью летательного аппарата, другими словами на измерении курсового угла радиостанции КУР.

Курс летательного аппарата должен измеряться с высокой точностью. Так, при ручном пилотировании по компасу с целью вывода ЛА в заданную точку курс должен быть известен с погрешностью, не превышающей ±30'. При применении компасов в качестве датчиков курса в навигационных системах и системах управления полетом погрешности не должны превышать ±15'. Применяемые в настоящее время компасы не полностью удовлетворяют этим требованиям и их погрешности нередко превышают ±1°.

Все рассмотренные методы определения курса нашли свое применение и реализованы в измерительных устройствах установленных на ВС. Как наиболее типичные далее будут рассмотрены измерители курса построенные на магнитном и индукционном методах.