Летная эксплуатация приборного оборудования самолета
Автор: Е.В. Антонец, Г.А. Федосеева	первоначальной подготовки пилотов Як-18Т серии 36

5. Курсовые приборы

Общие сведения об измерителях курса. Курсом ВС называется угол,

заключенный между проекциями на горизонтальную плоскость северного направления меридиана, проходящего через ВС, и его продольной осью. Курс отсчитывается от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки от 0 до 360°. В зависимости от меридиана, проходящего через начальную точку отсчета, принято различать магнитный курс (МК), истинный курс (ИК), ортодромический (ОК) (рис. 5.1).

Измерение курса осуществляют различными методами, среди которых можно выделить магнитный, индукционный, гироскопический, радиотехнический, астрономический, инерциальный.

Магнитный метод основан на определении направления магнитного меридиана с помощью постоянного магнита, находящегося в магнитном поле Земли. Индукционный метод принципиально не отличается от магнитного, только для определения направления магнитного поля Земли используется индукционный датчик. В гироскопическом методе используется свойство свободного гироскопа, на который не действуют моменты сил, сохранять в мировом пространстве направление главной оси неизменным. Астрономический метод реализуется с помощью астрокомпаса пеленгацией небесных светил, а радиотехнический – с помощью пеленгации передающих радиостанций и радиомаяков, положение которых известно с высокой точностью. Инерциальный метод позволяет рассчитать истинный курс места стоянки ВС (ИК0), используя вектор угловой скорости вращения Земли (Ω3) и вектор силы тяжести, определить углы разворота и истинный курс ВС.

Магнитный метод измерения курса применяется очень давно. Известно, что Земля представляет собой огромный постоянный магнит, полюсы которого не совпадают с географическими полюсами. Если в магнитное поле Земли поместить постоянный магнит (например, стрелку компаса), то он будет ориентироваться по геомагнитным силовым линиям.

Геомагнитное поле характеризуется вектором напряженности H (или вектором магнитной индукции В), который расположен по касательной к си-

Электронная версия: Ильиных ГА	30
© НИЛ НОТ НИО УВАУГА(и), 2010г.

	Летная эксплуатация приборного оборудования самолета
Автор: Е.В. Антонец, Г.А. Федосеева	первоначальной подготовки пилотов Як-18Т серии 36

ловым линиям магнитного поля Земли. Вблизи экватора вектор H направлен параллельно земной поверхности. Вблизи полюсов угол между вектором H и плоскостью горизонта приближается к 90°. В любой другой области околозем-

ного пространства вектор H направлен под произвольным углом к земной поверхности, зависящим от координат точки измерения.

Вектор напряженности магнитного поля Земли можно разложить на горизонтальную НГ и вертикальную НВ составляющие (рис. 5.2). Угол между горизонтальной составляющей и географическим меридианом называется магнит-

ным склонением ( M). Угол между вектором H и его горизонтальной составляющей называется наклонением (θ). Склонение и наклонение изменяются как по величине, так и по знаку в зависимости от географических координат места. Их величины нанесены на магнитные карты и соединены линиями – изоклинами, для которых θ = const, и изогонами, для которых M = const.

Магнитный компас КИ-13БС. Предназначен для измерения и индикации компасного курса ВС. Компас КИ-13БС используется в качестве резервного прибора, размещен на передней дужке каркаса кабины пилотов.

Принцип действия магнитного компаса основан на использовании свойств свободного подвешенного магнита устанавливаться в плоскости магнитного меридиана Земли. Картушка состоит из двух постоянных магнитов, укрепленных симметрично и одноименными полюсами в одну сторону (рис. 5.3). На картушке имеется лимб со шкалой, отградуированной от 0 до 360°, оцифровкой через 30°, цена деления 5° (цв. вкл., рис. 5). Курсы 0° и 180° отмечены буквами «С» и «Ю». Ось магнитов параллельна линии «С-Ю» шкалы. Картушка вращается вокруг оси, выполненной в виде шпильки, одним концом вмонтированной в основание. При разворотах ВС картушка со шкалой остается в плоскости магнитного меридиана. На лицевой части корпуса прибора нанесена курсовая черта, имитирующая продольную ось ВС. Значение компасного курса отсчитывается по делениям шкалы картушки против курсовой черты.

Для демпфирования колебаний картушки и уменьшения трения в опорах корпус компаса КИ-13БС заполнен лигроином. Компенсация изменения объема

Электронная версия: Ильиных ГА	31
© НИЛ НОТ НИО УВАУГА(и), 2010г.

	Летная эксплуатация приборного оборудования самолета
Автор: Е.В. Антонец, Г.А. Федосеева	первоначальной подготовки пилотов Як-18Т серии 36

жидкости при изменении температуры осуществляется с помощью компенсационной камеры, расположенной в верхней части корпуса прибора.

Погрешности магнитного компаса подразделяются на методические и инструментальные. Методические погрешности (девиация, магнитное склонение, северная поворотная ошибка, креновая девиация) возникают в результате несовершенства метода измерения курса ВС.

Девиация магнитного компаса (∆К) – это угол, заключенный между северным направлением магнитного и компасного меридианов. Величина девиации отсчитывается от магнитного меридиана к компасному: к востоку (вправо) со знаком «+», к западу (влево) со знаком «–». Причиной возникновения девиации является действие результирующего магнитного поля ВС на магнитную систему компаса. Величина и знак девиации определяются количеством и расположением стальных деталей, образующих постоянное и переменное магнитное поле ВС. Влияющее на картушку постоянное магнитное поле ВС вызывает полукруговую девиацию, которая при изменении курса ВС от 0 до 360° дважды меняет знак и величину.

Для ее устранения в нижней части корпуса магнитного компаса КИ-13БС смонтирован девиационный прибор. Он состоит из двух поперечных и двух продольных валиков, в которые вставлены магниты-компенсаторы. Вращением валиков подбирается положение магнитов, компенсирующих магнитное поле остальных деталей ВС в направлениях «С-Ю», «З-В».

Полукруговая девиация уменьшается девиационным прибором на четырех основных курсах: 0, 90, 180 и 270°. Влияние на картушку переменного магнитного поля ВС вызывает четвертную девиацию. Она зависит от полукруговой, уменьшить ее нельзя, поэтому ее списывают как остаточную на восьми курсах (0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315°) и строят график. В полете при определении магнитного курса по показаниям КИ-13БС учитываются поправки, представленные графиком на трафарете КИ-13БС. Величина остаточной девиации на отдельных курсах может достигнуть 10°.

Магнитное склонение (∆М) – это угол, заключенный между северными направлениями истинного и магнитного меридианов. Причиной возникнове-

Электронная версия: Ильиных ГА	32
© НИЛ НОТ НИО УВАУГА(и), 2010г.

	Летная эксплуатация приборного оборудования самолета
Автор: Е.В. Антонец, Г.А. Федосеева	первоначальной подготовки пилотов Як-18Т серии 36

ния магнитного склонения является неравномерность распределения на земном шаре магнитных аномалий. Магнитное склонение все время меняется и может быть положительным и отрицательным. Оно считается положительным, если магнитный меридиан отклонен к востоку от истинного, и отрицательным, если магнитный меридиан отклонен к западу от истинного.

Магнитное склонение учитывается по полетным картам, на которые нанесены изогоны. Изогоны – это линии, соединяющие точки земной поверхности с одинаковым магнитным склонением. Полетные карты выпускаются на 5 лет.

Северная поворотная ошибка возникает при вираже, когда под действием центробежных сил картушка компаса наклоняется относительно горизонтальной плоскости.

Для учета северной поворотной ошибки следует на северных курсах не доворачивать на угол крена, на южных курсах – проворачивать на угол крена. На восточных и западных курсах северная поворотная ошибка равна нулю.

Креновая девиация возникает при полете с кренами в результате воздействия вертикальной составляющей магнитного поля ВС на магнитную систему компаса.

Практически креновая девиация учитывается при снижении на восточных и западных курсах, поэтому следует помнить, что при снижении в восточном направлении курс увеличивается, а в западном – уменьшается.

Инструментальные погрешности возникают при изготовлении прибора. К ним относятся увлечение картушки жидкостью, неточность градуировки шкалы, застой картушки вследствие трения в опоре, изменение свойств жидкости при изменении температуры. Максимально допустимые погрешности не должны превышать ±2,5°.

Магнитным компасом КИ-13БС при эволюциях ВС пользоваться затруднительно вследствие больших погрешностей его показаний. Поэтому курс ВС при эволюциях и неустановившемся режиме полета выдерживается с помощью гирокомпаса RCA-15ВК-2-28V.

Электронная версия: Ильиных ГА	33
© НИЛ НОТ НИО УВАУГА(и), 2010г.

	Летная эксплуатация приборного оборудования самолета
Автор: Е.В. Антонец, Г.А. Федосеева	первоначальной подготовки пилотов Як-18Т серии 36

Гирокомпас RCA-15ВК-2-28V в режиме ГПК позволяет кратковременно выдерживать заданный курс ВС, выполнять развороты на заданное число градусов. На ВС установлено два гирокомпаса на приборной доске пилотов для командира ВС и второго пилота.

Гирокомпас RCA-15ВК-2-28V состоит из индикатора и гироузла. Курсовая шкала индикатора оцифрована от 0 до 360° через 30° при цене

деления 5°, имеет отметки сторон света N, S, E, W (цв. вкл., рис. 6).

Гироузел представляет собой курсовой трехстепенной гироскоп без азимутальной коррекции. Трехстепенной гироскоп состоит из ротора, вращающегося с большой угловой скоростью в подшипниках, заключенного в рамки карданного подвеса, и обладает свободой вращения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей «X – X», «Z – Z» внутренней, «Y – Y» внешней рамки подвеса. Ось вращения ротора «X – X» названа осью собственного вращения гироскопа или главной осью, она расположена в плоскости истинного горизонта. В курсовом гироскопе принята ориентация осей, относительно связанной системы координат OXYZ ВС (рис. 5.4). Оси внутренней и внешней рам называются осями вынужденного вращения. Все три оси гироскопа пересекаются в неподвижной точке гироскопа, которая совпадает с его центром тяжести.

Кинетический момент гироскопа определяется уравнением: H = IzΩ, в котором Iz – момент инерции ротора относительно оси Z. Направление вектора Н совпадает с направлением вектора угловой скорости Ω.

В гирокомпасе RCA-15ВК-2-28V используется основное свойство трехстепенного гироскопа: если на гироскоп не действуют внешние моменты сил, то его главная ось сохраняет свое направление в инерциальном пространстве неизменным при всех эволюциях ВС. Это свойство гироскопа позволяет сохранять («помнить») и выдерживать курс, по которому выставлена шкала гироскопа.

Уходы ГПК характеризуют прецессионные движения, происходящие под действием моментов внешних сил. Если на гироскоп действует момент внешней силы (MF), то его главная ось перемещается в направлении, перпендикулярном действию момента силы (МГ). Это свойство используется в работе корректоров гироскопических приборов.

Электронная версия: Ильиных ГА	34
© НИЛ НОТ НИО УВАУГА(и), 2010г.

	Летная эксплуатация приборного оборудования самолета
Автор: Е.В. Антонец, Г.А. Федосеева	первоначальной подготовки пилотов Як-18Т серии 36

Свойство невосприимчивости, нечувствительности ГПК к кратковременным воздействиям типа толчков, ударным нагрузкам придает ему устойчивость на малых отрезках времени, то есть он не реагирует на вибрацию приборной доски пилотов.

Конструктивно трехстепенной курсовой гироскоп состоит из гироузла, представляющего собой электродвигатель, заключенный в кожух – внутреннюю раму карданного подвеса. Внешняя (вертикальная) рама карданного подвеса имеет неограниченный угол вращения вокруг вертикальной оси «Y – Y» (0–360°). Вертикальная ось является измерительной, на ней через редуктор и муфту укреплена курсовая шкала. Установка шкалы на заданный курс осуществляется кремальерой индикатора.

Электропитание гирокомпаса осуществляется от бортсети постоянным током напряжения 27 В через автомат защиты АЗК ГК-1, ГК-2 номиналом 5А, выключатели электропитания ГК-1, ГК-2, расположенные на электрощитке второго пилота.

При подаче электропитания постоянного тока 27 В на вход прибора оно преобразуется в трехфазное с напряжением, достаточным для создания стартового вращающего момента ротора гироскопа (U 16-18В). Время готовности прибора к работе – 3 минуты. В приборе предусмотрена система контроля целостности электропитания, при его неисправностях появляется красный бленкер в правой части шкалы прибора.

Погрешности гирокомпаса вызываются силами трения в осях карданного подвеса и суточным вращением Земли. Это приводит к уходу гироскопа вокруг осей – вертикальной «Y – Y» в азимуте и горизонтальной «X – X» в плоскости истинного горизонта.

Для компенсации ухода оси «X – X» применяется горизонтальная внутрирамочная коррекция, которая автоматически удерживает главную ось гироскопа в плоскости истинного горизонта.

Отклонение гироскопа вокруг вертикальной оси «Y – Y» (уход гироскопа от заданного курса) за счет суточного вращения Земли достигает до 4° в течение 10 минут работы прибора. Азимутальная коррекция отсутствует.

Электронная версия: Ильиных ГА	35
© НИЛ НОТ НИО УВАУГА(и), 2010г.

	Летная эксплуатация приборного оборудования самолета
Автор: Е.В. Антонец, Г.А. Федосеева	первоначальной подготовки пилотов Як-18Т серии 36

Гироскоп работает устойчиво во всех районах Земли и в условиях неспокойной атмосферы, но не может самостоятельно отыскивать направление меридиана на Земле. Он должен предварительно выставляться в определенное (заданное) положение, далее гироскоп работает в режиме «памяти». Для осуществления этой функции необходимо выставить гироскоп, а затем периодически его корректировать, так как гироскопу присущ собственный уход от заданного положения. Уход гироскопа от заданного курса корректируется вручную с помощью кремальеры на шкале прибора по показаниям КИ-13БС или спутниковой системы.

Радиомагнитный индикатор KI-227 используется с радиокомпасом KR-87. На индикатор выдается в режиме ADF (компас) следующая информация:

–курсовой угол радиостанции (КУР) от радиокомпаса KR-87 индицируется острием стрелки по шкале в диапазоне от 0 до 360°, цена деления 5° (цв. вкл., рис. 7);

–кремальерой устанавливается цифровое значение заданного курса по шкале на отметку север «N» для удобства и упрощения решений задачи навигации по определению и отсчету параметров МПР, МПС. Текущий магнитный пеленг радиостанции (МПР) индицируется стрелкой по шкале: МПР = МК + КУР. Текущий магнитный пеленг ВС (МПС) индицируется обратным концом стрелки: МПС = МК + КУР ±180°.

Летная эксплуатация курсовых приборов

Перед полетом. Произведите внешний осмотр курсовых приборов, убедитесь в их исправности. При осмотре магнитного компаса КИ-13БС убедитесь в достаточном количестве и прозрачности жидкости, девиационный прибор должен быть опечатан, проверьте наличие и пригодность графика девиации, проверьте и отрегулируйте освещение корпуса КИ-13БС. Определите магнитный курс стоянки ВС по показаниям КИ-13БС с учетом девиации.

При подготовке гирокомпасов RCA-15ВК включите электропитание, для этого нажмите на два автомата защиты ГК-1, ГК-2, включите два выключателя

Электронная версия: Ильиных ГА	36
© НИЛ НОТ НИО УВАУГА(и), 2010г.

	Летная эксплуатация приборного оборудования самолета
Автор: Е.В. Антонец, Г.А. Федосеева	первоначальной подготовки пилотов Як-18Т серии 36

ГК-1, ГК-2. Через 3 минуты с лицевой панели индикатора должен убраться красный бленкер – это означает готовность прибора к работе. Кремальерой на индикаторе гирокомпаса RCA-15ВК установите магнитный курс стоянки ВС по показаниям магнитного компаса КИ-13БС или спутниковой системы.

В полете для определения магнитного курса в показаниях КИ-13БС учитывайте поправку на четвертную девиацию по графику. При определении истинного курса в показания магнитного курса введите поправку на магнитное склонение, взятое с полетных карт. При разворотах ВС учитывайте запаздывание показания компаса.

При определении курса ВС по компасу КИ-13БС используйте осредненный отсчет, наблюдая за колебаниями картушки компаса в течение 5–10 секунд.

Показания гирокомпаса RCA-15ВК в режиме гирополукомпаса через каждые 15 минут полета корректируйте по показаниям магнитного компаса КИ-13БС или спутниковой системе. Коррекцию курса выполняйте поворотом кремальеры на индикаторе в установившемся горизонтальном полете без крена и тангажа. При появлении красного бленкера на индикаторе гирокомпаса RCA-15ВК не используйте его показания.

Электронная версия: Ильиных ГА	37
© НИЛ НОТ НИО УВАУГА(и), 2010г.