Вес компаса …………………………………………… не более 300 г

4. 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 массуm. 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 силыменяет, 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 ЗемлиТ.

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.