第四章航向測(cè)量?jī)x表課件

第四章航向測(cè)量?jī)x表§1、航向、地磁概念§2、磁羅盤§3、航向陀螺儀的工作原理§4、LT-2遠(yuǎn)讀式陀螺盤§5、陀螺磁羅盤回目錄第四章航向測(cè)量?jī)x表§1、航向、地磁概念回目錄1§1、航向、地磁概念一、地球的經(jīng)緯線及經(jīng)緯度經(jīng)面、經(jīng)線（真子午線、地理子午線）、主經(jīng)面、主經(jīng)線、經(jīng)度（東半球、西半球）東經(jīng)、西經(jīng)等概念：圖4-1緯線、赤道、緯度（南緯、北緯）等概念：圖4-2回目錄§1、航向、地磁概念一、地球的經(jīng)緯線及經(jīng)緯度回目錄2第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件3第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件4二、地磁1、地磁南北極：圖4-32、地磁三要素：地磁水平分量：地磁水平分量的方向線稱為磁子午線。磁傾角：地磁水平分量方向與地磁矢量方向的夾角稱為磁傾角。磁差：磁子午線偏離地理子午線的角度。二、地磁55.15.16第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件71、磁傾1、磁傾8地磁強(qiáng)度T

水平分量H=Tcosθ（地磁水平分量的方向線稱為磁經(jīng)線或磁子午線）垂直分量Z=Tsinθ磁傾θ：地磁強(qiáng)度與水平面的夾角。（磁緯度）地磁強(qiáng)度T92、

正磁差－磁經(jīng)線北端偏在真經(jīng)線北端(簡(jiǎn)稱真北)以東。

負(fù)磁差－磁經(jīng)線北端偏在真經(jīng)線北端以西。2、103、磁差特點(diǎn)（1）各地磁差不相同（查航空地圖）；（2）磁性礦藏影響大（增加飛行高度）；（3）隨時(shí)間變化（年變率，查航空地圖）；（4）受磁暴影響（時(shí)間不長(zhǎng)）。3、磁差特點(diǎn)（1）各地磁差不相同（查航空地圖）；11§1、航向、地磁概念（續(xù)）注意：①地球上各點(diǎn)的磁差是不相同的②每一地的磁差不是絕對(duì)不變的，有兩種變化：a、緩慢變化，每年的變化平均值叫磁差年變率。b、突變；地球磁場(chǎng)在全球范圍內(nèi)突然發(fā)生急劇而不規(guī)則的擾動(dòng)稱“磁暴”，要引起磁差的急劇變化。回目錄§1、航向、地磁概念（續(xù)）注意：①地球上各點(diǎn)的磁差是不相同的12正羅差：羅經(jīng)線北端偏在磁經(jīng)線北端(簡(jiǎn)稱磁北)以東。負(fù)羅差：羅經(jīng)線北端偏在磁經(jīng)線北端以西。正羅差：羅經(jīng)線北端偏在磁經(jīng)線北端(簡(jiǎn)稱磁北)以東。13三、航向：航向是指飛機(jī)縱軸與子午線在水平面上的夾角：真航向、磁航向、羅航向、大圓航向。三、航向：14§1、航向、地磁概念（續(xù)）1、真航向：飛機(jī)縱軸與真子午線在水平面上的夾角。2、磁航向：飛機(jī)縱軸與磁子午線在水平面上的夾角。3、羅航向：飛機(jī)縱軸與羅子午線在水平面上的夾角。羅子午線：飛機(jī)磁場(chǎng)水平分量與地磁水平分量的合成方向4、大圓航向：（飛機(jī)沿大圓圈線飛行的路線）飛機(jī)縱軸所在的大圓圈平面與航線起始點(diǎn)的真子午面的夾角。圖4-7、8回目錄§1、航向、地磁概念（續(xù)）1、真航向：飛機(jī)縱軸與真子午線在水15(三)航向--飛機(jī)縱軸與經(jīng)線在水平面上的夾角真航向=磁航向＋(±磁差)磁航向=羅航向+(±羅差)(三)航向--飛機(jī)縱軸與經(jīng)線在水平面上的夾角16第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件17§1、航向、地磁概念（續(xù)）它們之間的關(guān)系：磁航向角=真航向角-（±磁差）羅航向角=磁航向角-（±羅差）大圓航向角=真航向角-經(jīng)線收斂角回目錄§1、航向、地磁概念（續(xù)）它們之間的關(guān)系：回目錄18§2、磁羅盤它是通過感受地磁來測(cè)量磁航向的儀表，分為磁條式和感應(yīng)式。磁條式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠感應(yīng)式：用來與陀螺半羅盤組成羅盤系統(tǒng)回目錄§2、磁羅盤它是通過感受地磁來測(cè)量磁航向的儀表，分為磁條式和19

20一、磁條式羅盤（直讀式、遠(yuǎn)讀式）（一）、工作原理：圖4-9（二）、結(jié)構(gòu)：圖4-10羅牌：由兩根平行的小磁條和刻度環(huán)組成羅差修正器羅盤油航向標(biāo)線殼體等一、磁條式羅盤（直讀式、遠(yuǎn)讀式）21第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件22第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件23§2、磁羅盤（續(xù)）（三）磁條式羅盤的特性分析（穩(wěn)定性、停滯性、渦動(dòng)性、一致性）1、三個(gè)力矩：定位力矩（磁條產(chǎn)生的力矩）圖4-11阻尼力矩（羅盤油產(chǎn)生的力矩）摩擦力矩回目錄§2、磁羅盤（續(xù)）（三）磁條式羅盤的特性分析（穩(wěn)定性、停滯性24第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件25§2、磁羅盤（續(xù)）2、特性分析：穩(wěn)定性：用羅牌運(yùn)動(dòng)的行程時(shí)間、衰減率和穩(wěn)定時(shí)間來表示磁羅盤的穩(wěn)定性。停滯性：用停滯角來表示磁羅盤的停滯性。渦動(dòng)性：羅盤外殼以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，羅牌受到阻尼力矩的作用而偏離磁子午線，這種現(xiàn)象稱為渦動(dòng)?；啬夸洝?、磁羅盤（續(xù)）2、特性分析：回目錄26一、一、27二、基本結(jié)構(gòu)由羅牌、羅盤油、外殼和航向標(biāo)線、羅差修正器等組成羅牌：敏感部分（保持水平，重心通常偏在支點(diǎn)南面）羅盤油：增加阻尼和減小羅牌對(duì)軸承的壓力羅差修正器：抵消飛機(jī)磁場(chǎng)影響，減小羅差。二、基本結(jié)構(gòu)由羅牌、羅盤油、外殼和航向標(biāo)線、羅差修正28羅差修正器：抵消飛機(jī)磁場(chǎng)影響，減小羅差結(jié)構(gòu)兩對(duì)小磁條修正方法E—W抵消縱軸方向磁場(chǎng),減小東西羅差；N—S抵消橫軸方向磁場(chǎng),減小南北羅差（由機(jī)務(wù)人員按規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行）。羅差修正器：抵消飛機(jī)磁場(chǎng)影響，減小羅差結(jié)構(gòu)兩對(duì)小磁條29§2、磁羅盤（續(xù)）二、感應(yīng)式磁羅盤根據(jù)地磁感應(yīng)原理來測(cè)量磁航向（一）、地磁感應(yīng)原理：說明如何利用線圈感受地磁水平分量（H）而產(chǎn)生地磁感應(yīng)電勢(shì)的原理。1、單線圈怎樣感應(yīng)地磁場(chǎng)：圖4-16E=-Wdф/dtW：線圈圈數(shù)；ф：磁通ф地=H地Sμμ—鐵心的導(dǎo)磁系數(shù)H地—地磁S—鐵心的截面積回目錄§2、磁羅盤（續(xù)）二、感應(yīng)式磁羅盤回目錄301、軟磁鐵芯被地磁場(chǎng)磁化產(chǎn)生的磁通與航向的關(guān)系

∴Φe反映航向1、軟磁鐵芯被地磁場(chǎng)磁化產(chǎn)生的磁通與航向的關(guān)系31§2、磁羅盤（續(xù)）2、單相地磁感應(yīng)元件的工作原理：圖4-19E=-Wdф/dtφ=HSμE=-WHSdμ/dt（二）測(cè)定磁航向的原理單相地磁感應(yīng)元件的感應(yīng)電勢(shì)與航向角的余弦成正比（圖4-21）回目錄§2、磁羅盤（續(xù)）2、單相地磁感應(yīng)元件的工作原理：圖4-1322、地磁感應(yīng)元件的測(cè)量原理2、地磁感應(yīng)元件的測(cè)量原理33§2、磁羅盤（續(xù)）問題：1、當(dāng)單相地磁感應(yīng)元件處在磁子午線對(duì)稱的兩個(gè)位置時(shí)，測(cè)量線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)大小相等，相位相同；2、飛機(jī)所在緯度不同，雖然航線不變，但因?yàn)榈卮潘椒至看笮“l(fā)生變化，測(cè)量線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)大小也將隨之變化。解決方法：1、采用三相地磁感應(yīng)元件，并用它和同步器、放大器、隨動(dòng)電動(dòng)機(jī)等組成的隨動(dòng)系統(tǒng)。用三相地磁感應(yīng)元件測(cè)量磁航向：圖4-22、圖4-23、圖4-24、圖4-25、圖4-26、圖4-27。2、采用兩個(gè)單相地磁感應(yīng)元件，用矢量合成法。用兩個(gè)單相地磁感應(yīng)元件組成的磁航向測(cè)量系統(tǒng)（圖4-28）回目錄§2、磁羅盤（續(xù)）問題：回目錄34

35第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件36

37§2、磁羅盤（續(xù)）三、磁羅盤的誤差：磁羅盤的誤差主要有儀表本身的構(gòu)造誤差，由飛機(jī)磁場(chǎng)引起的羅差，以及各種飛行狀態(tài)引起的飛行誤差（一）、羅差及其消除：飛機(jī)磁場(chǎng)的水平分量引起羅差。1、羅差的分類：a、半圓羅差：由飛機(jī)硬鐵磁場(chǎng)水平分量引起的羅差。b、圓周羅差和象限羅差：由飛機(jī)上軟鐵磁場(chǎng)的水平分量引起的羅差。2、羅差的消除：羅差修正器回目錄§2、磁羅盤（續(xù)）三、磁羅盤的誤差：回目錄38三、磁羅盤的誤差1、羅差查剩余羅差曲線卡片磁航向=羅航向+剩余羅差表中：橫坐標(biāo)－羅航向，縱坐標(biāo)－剩余羅差磁羅盤具有羅差和飛行誤差。三、磁羅盤的誤差1、羅差查剩余羅差曲線卡片磁羅盤具有39§2、磁羅盤（續(xù)）（二）、飛行誤差：當(dāng)飛機(jī)俯仰、傾斜、盤旋、加速或減速時(shí)，飛機(jī)磁場(chǎng)和地磁的垂直分量要對(duì)磁羅盤產(chǎn)生影響，使磁羅盤產(chǎn)生誤差。1、俯仰傾斜誤差：飛機(jī)俯仰傾斜時(shí)，磁羅盤敏感部分仍保持水平，飛機(jī)硬鐵磁場(chǎng)的垂直分量則在敏感部分的平面上產(chǎn)生一個(gè)分量，引起誤差。2、轉(zhuǎn)彎誤差：是飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)地磁垂直分量所引起的誤差?；啬夸洝?、磁羅盤（續(xù)）（二）、飛行誤差：當(dāng)飛機(jī)俯仰、傾斜、盤旋、402、飛行誤差（1）俯仰傾斜誤差飛機(jī)俯仰、傾斜時(shí)，飛機(jī)磁場(chǎng)垂直分量引起的誤差。措施：平飛時(shí)判讀；將羅盤或磁傳感器安裝在飛機(jī)磁場(chǎng)較弱的地方。2、飛行誤差（1）俯仰傾斜誤差41（2）（2）42第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件43（3）渦動(dòng)誤差飛機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，敏感部分受到羅盤油的阻尼力矩作用而引起的誤差。（最大可達(dá)數(shù)十度）措施：飛機(jī)改平15～20秒后，判讀航向。（3）渦動(dòng)誤差飛機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，敏感部分受到羅盤44（4）（4）45§3、航向陀螺儀的工作原理一、航向陀螺儀（陀螺半羅盤）的功用用來測(cè)量飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎角度，借助其他羅盤還可以指示飛機(jī)的大圓圈航向、真航向、磁航向。圖4-40回目錄§3、航向陀螺儀的工作原理一、航向陀螺儀（陀螺半羅盤）的功用46

47第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件48§3、航向陀螺儀的工作原理（續(xù)）二、航向陀螺儀的基本組成和工作原理1、基本組成：三自由度陀螺、刻度盤、航向指標(biāo)、水平修正器、方位修正器等回目錄§3、航向陀螺儀的工作原理（續(xù)）二、航向陀螺儀的基本組成和工49結(jié)構(gòu):三自由度陀螺、刻度盤、航向指標(biāo)、水平修正器和方位修正器等。三自由度陀螺外框軸與飛機(jī)立軸平行；自轉(zhuǎn)軸保持水平；航向指標(biāo)固定在表殼上，代表飛機(jī)縱軸一、結(jié)構(gòu):三自由度陀螺、刻度盤、航向指標(biāo)、水平修正器和方位修正器502、基本工作原理：只能測(cè)量飛機(jī)的航向變化角或轉(zhuǎn)彎角，如果使陀螺自轉(zhuǎn)軸與相應(yīng)基準(zhǔn)線一致，還可以測(cè)量相應(yīng)航向角。真航向角-真子午線磁航向角-磁子午線大圓航向角-起始子午線2、基本工作原理：只能測(cè)量飛機(jī)的航向變化角或轉(zhuǎn)彎角，如果使陀51和轉(zhuǎn)彎角度和轉(zhuǎn)彎角度52和轉(zhuǎn)彎角度和轉(zhuǎn)彎角度53第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件54第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件55§3、航向陀螺儀的工作原理（續(xù)）三、對(duì)內(nèi)環(huán)的修正方法（水平修正）1、按垂直度修正法：這種修正實(shí)質(zhì)上是使轉(zhuǎn)子軸修正到垂直外環(huán)軸的位置。2、水平修正：是把轉(zhuǎn)子軸修正到水平位置。四、對(duì)外環(huán)的修正方法（方位修正）1、用配重補(bǔ)償與儀表制造廠的緯度相對(duì)應(yīng)的地球自轉(zhuǎn)誤差2、只補(bǔ)償內(nèi)環(huán)干擾力矩和地球自轉(zhuǎn)引起的誤差3、外力補(bǔ)償法回目錄§3、航向陀螺儀的工作原理（續(xù)）三、對(duì)內(nèi)環(huán)的修正方法（水平修56§3、航向陀螺儀的工作原理（續(xù)）五、起始方位的給定和方位調(diào)整的方法：借助其它羅盤把陀螺轉(zhuǎn)子軸或刻度盤定到起始子午線上。1、采用鎖緊裝置將陀螺鎖緊后再轉(zhuǎn)到所需的方位。2、利用協(xié)調(diào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤、陀螺電位計(jì)電刷或感應(yīng)式同步器轉(zhuǎn)子等?；啬夸洝?、航向陀螺儀的工作原理（續(xù)）五、起始方位的給定和方位調(diào)整57§3、航向陀螺儀的工作原理（續(xù)）六、陀螺半羅盤的誤差（一）自走誤差：包括方位修正角速度不能自動(dòng)調(diào)節(jié)引起的緯度誤差和速度誤差，及陀螺不平衡和軸承摩擦引起的機(jī)械誤差。1、緯度誤差2、速度誤差3、機(jī)械誤差（二）支架傾斜誤差：當(dāng)飛機(jī)俯仰、傾斜時(shí)，由于外環(huán)軸偏離當(dāng)?shù)氐卮咕€而使陀螺半羅盤產(chǎn)生的誤差?；啬夸洝?、航向陀螺儀的工作原理（續(xù)）六、陀螺半羅盤的誤差回目錄58三、誤差

自走誤差陀螺自轉(zhuǎn)軸相對(duì)地球經(jīng)線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的誤差，它包括緯度誤差、速度誤差和機(jī)械誤差。三、誤差

自走誤差591、緯度誤差例如，陀螺半羅盤具有根據(jù)北京地區(qū)的緯度（約為40°）給定的常值方位角速度，那末在廣州地區(qū)(緯度約為23°)，緯度誤差積累的速度為3.78°/小時(shí)。由于地球自轉(zhuǎn)引起陀螺方位偏離后，若給定的方位修正角速度不能按飛機(jī)所在緯度的變化而自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，則要引起誤差，這種誤差稱為緯度誤差。

1、緯度誤差例如，陀螺半羅盤具有根據(jù)北京地區(qū)的緯602、速度誤差用陀螺半羅盤測(cè)量真航向(或磁航向)時(shí)，若儀表沒有對(duì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)引起的自轉(zhuǎn)軸方位偏離進(jìn)行修正而產(chǎn)生的誤差，稱為速度誤差。飛行速度越大，誤差越大。

例如：飛機(jī)在北京上空向東平飛，速度為800公里/小時(shí)，速度誤差為6°21′/小時(shí)。2、速度誤差用陀螺半羅盤測(cè)量真航向(或磁航向)時(shí)，若儀表沒有613、機(jī)械誤差機(jī)械誤差是指陀螺靜平衡不良(重心偏離支點(diǎn))、軸承摩擦等機(jī)械原因使自轉(zhuǎn)軸進(jìn)動(dòng)，偏離經(jīng)線，從而產(chǎn)生的誤差。3、機(jī)械誤差機(jī)械誤差是指陀螺靜平衡不良(重心偏離支點(diǎn))、軸承62§4、LT-2遠(yuǎn)讀式陀螺盤一、功用及組成：圖4-46、圖4-51二、工作原理1、水平修正原理：水平修正器由液體擺、水平修正電動(dòng)機(jī)和盤旋切斷裝置組成。圖4-472、方位修正原理：方位修正電路由方位信號(hào)部分和方位修正電動(dòng)機(jī)組成。圖4-483、遠(yuǎn)讀指示原理：由同步傳感器、同步接收器、放大器、減速器和電動(dòng)機(jī)組成。圖4-494、航向給定原理：由給定旋鈕、轉(zhuǎn)換電門、電阻R1、R2、R3和航向給定電動(dòng)機(jī)、減速器等組成。圖4-50回目錄§4、LT-2遠(yuǎn)讀式陀螺盤一、功用及組成：圖4-46、圖4-63第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件64第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件65§4、LT-2遠(yuǎn)讀式陀螺盤（續(xù)）三、LT-2陀螺半羅盤的結(jié)構(gòu)1、主指示器：由三自由度陀螺、水平修正器、方位修正器、航向給定電動(dòng)機(jī)、航向同步傳送器、指示部分和偏航信號(hào)輸出部分等組成。圖4-542、操縱臺(tái)：圖4-55、圖4-563、復(fù)示器：圖4-57、圖4-58、圖4-59回目錄§4、LT-2遠(yuǎn)讀式陀螺盤（續(xù)）三、LT-2陀螺半羅盤的結(jié)構(gòu)66第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件67第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件68第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件69第四章航向測(cè)量?jī)x表。課件70§4、LT-2遠(yuǎn)讀式陀螺盤（續(xù)）四、LT-2的全套電路1、直流電路2、交流電路3、信號(hào)系統(tǒng)電路五、使用1、主要技術(shù)性能2、空中使用：指標(biāo)轉(zhuǎn)變角度、指示大圓航向、指示磁航向、指示偏航角度回目錄§4、LT-2遠(yuǎn)讀式陀螺盤（續(xù)）四、LT-2的全套電路回目錄71§5、陀螺磁羅盤羅盤系統(tǒng)：由磁羅盤和陀螺半羅盤組成的航向測(cè)量系統(tǒng)?；啬夸洝?、陀螺磁羅盤羅盤系統(tǒng)：由磁羅盤和陀螺半羅盤組成的航向測(cè)量725.45.473一、羅盤系統(tǒng)的基本原理1、磁羅盤和陀螺半羅盤的有機(jī)結(jié)合磁羅盤：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能直接測(cè)量磁航向（定向性好）；缺點(diǎn)：不穩(wěn)定，機(jī)動(dòng)飛行時(shí)誤差較大（穩(wěn)定性差）飛機(jī)起飛前和飛機(jī)等速平飛中：磁羅盤比較準(zhǔn)確地測(cè)量出磁航向陀螺半羅盤：優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，能測(cè)量飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎角度；缺點(diǎn)：定向性差，不能直接測(cè)量航向飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行過程中：利用陀螺半羅盤的穩(wěn)定性來穩(wěn)定磁羅盤測(cè)量出的磁航向一、羅盤系統(tǒng)的基本原理