Магнитные датчики и приборы курсовых систем
Вес компаса …………………………………………… не более 300 г
жүктеу/скачать 1.07 Mb.
|
Вес компаса …………………………………………… не более 300 г4. Девиации и погрешности магнитных компасов Магнитным компасам присущи погрешности, среди которых наибольшее значение имеют девиации, креновые девиации и поворотные погрешности. Магнитные поля, создаваемые железными и стальными массами, а также электрическими аппаратами, искажают магнитное поле Земли. Под влиянием этих дополнительных магнитных полей картушка компаса отклоняется от направления магнитного меридиана Земли. Это отклонение называется девиацией компаса и обозначается . Девиация считается положительной, если северный конец магнитов картушки отклоняется от магнитного меридиана к востоку; при отклонении к западу девиация отрицательна. Для получения истинного курса (ИК) к компасному курсу (КК) необходимо добавить девиацию и магнитное склонение , т. е. ИК=МК++. (5) Магнитные, поля на летательном аппарате, вызывающие девиацию компаса, можно разделить на два составляющих поля: а) поле, создаваемое стальными предметами, направление которого относительно осей летательного аппарата неподвижно и не зависит от курса; б) поле, создаваемое мягким железом, направление которого относительно указанных осей переменно и зависит от курса полета. Стальные предметы, создающие первое поле, обычно обладают большой коэрцитивной силой и представляют по существу постоянные магниты. При полете на любом курсе они сохраняют свои магнитные свойства неизменными. Предметы из мягкого железа не сохраняют своих магнитных свойств неизменными при изменении курса. Создаваемое ими поле зависит от курса летательного аппарата. Рассмотрим, влияние магнитного поля, создаваемого стальным предметом с магнитным моментом (рис.7), на картушку, один полюс которой имеет магнитную массу m. При расстоянии, между магнитной массой и серединой стержня, равном r, сила взаимодействия между стержнем с магнитным моментом M и магнитной массой m определяется выражением (6) Отсюда следует, что для уменьшения влияния стальных предметов на картушку компаса необходимо увеличивать асстояние r и выбирать угол равным или Рис. 7. Влияние магнита на катушку компаса Если изменять курс самолета в пределах от 0 до , то взаимное, расположение твердого и мягкого железа будет повторяться и, следовательно, девиация будет периодической функцией курса с периодом т. е. (7) Разлагая эту функцию в ряд Фурье, найдем (8) Коэффициент А характеризует круговую (постоянную) девиацию, не зависящую от курса. Эта девиация вызывается влиянием мягкого железа, намагничиваемого магнитным полем Земли. Девиации Bsin и Ccos или дважды обращаются в нуль при изменении курса и называются полукруговыми. Они вызываются влиянием твердого железа. Девиации Dsin2 и Ecos2 или четыре раза обращаются в нуль, поэтому называются четвертными. Они вызываются влиянием мягкого железа, намагничиваемого постоянными магнитами. Для устранения девиации компасов, как указано выше, применяются девиационные приборы, в которых создаются дополнительные компенсационные поля с помощью постоянных магнитов. Девиационные приборы позволяют устранять круговую и полукруговую девиации. Четвертная и девиации более высоких порядков не устраняются, а определяются экспериментально и учитываются посредством экспериментальных графиков, прилагаемых к компасу, установленному на данном самолете. При полете самолета с поперечным или продольным креном и горизонтальном положении картушки компаса возникают креновые девиации. Появление креновой девиации обусловлено действием на картушку вертикальной составляющей силы от твердого железа и остальных постоянных составляющих магнитного поля на летательном аппарате. Дело в том, что при крене вертикальная составляющая силы меняет, свое положение в пространстве, тогда как картушка остается горизонтальной. На рис.8 показана картина образования креновой девиации. Горизонтальная составляющая силы , равная sin , направлена перпендикулярно продольной оси летательного аппарата. Проекция этой горизонтальном составляющей на направление, перпендикулярное к магнитному меридиану, равная sin*cos, вызывает девиацию магнитного компаса (9) где —горизонтальная составляющая напряженности суммарного магнитного поля вдоль магнитного меридиана. Рис. 8. Креповая девиация магнитного компаса При продольных кренах с углом тангажа аналогично получаем (10) При разворотах летательного аппарата плоскость картушки компаса поворачивается и становится перпендикулярной равнодействующей сил веса и инерции. Но в таком случайна картушку начинает действовать вертикальная составляющая магнитного поля Земли, вызывая появление поворотной погрешности. При правильном вираже самолета, рассмотрением которого ограничимся, картушка компаса расположится в плоскости А, наклоненной под углом крена к горизонту и совпадающей с плоскостью ху самолета (рис.9). Направление полета самолета совпадает с его осью х. Горизонтальная составляющая напряженности Н магнитного поля лежит в плоскости В, т.е. в горизонтальной плоскости; вертикальная составляющая перпендикулярна к этой плоскости. Угол между вектором Н и продольной осью самолета x есть магнитный курс . Картушка компаса будет располагаться по направлению равнодействующей силы, лежащей в плоскости картушки и обусловленной действием горизонтальной и вертикальной составляющих магнитного поля Земли: (11) где —угол наклонения вектора напряженности магнитного поля Земли Т. Рис.9 Рис.10 Рис.9.,10. К определению поворотной погрешности компаса Равнодействующая проекций и (рис.10) направлена под углом к оси х самолета. Очевидно, картушка компаса будет расположена по направлению к оси х под тем же углом , величина которого определяется из уравнения (12) Величина поворотной погрешности представляет собой разность между действительным курсом и показанием компаса на вираже: (13) Из этого выражения следует, что на курсах =90° и =270° при кренах ( ) поворотная погрешность отсутствует. Если же ( ), то на курсе =90° при правом вираже (когда у>0) и на курсе =270° при левом вираже (когда у<0) соответственно получаем =270° и =90°, а поворотная погрешность достигает 180°. Креновая девиация и поворотная погрешность в недистанционных магнитных компасах не устраняются. жүктеу/скачать 1.07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|