第十八次課航向儀表

1、84 陀螺半羅盤 陀螺半羅盤又稱陀螺方位儀，是利用兩自由度陀螺穩(wěn)定性工作的儀表?？梢詼y(cè)量轉(zhuǎn)彎角度，經(jīng)過校正，還可以指示飛機(jī)的航向。這種儀表不能獨(dú)立測(cè)量航向，須與其他羅盤配合工作，所以叫半羅盤。1基本結(jié)構(gòu)和工作原理v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :兩自由度陀螺、刻度盤、航向兩自由度陀螺、刻度盤、航向指標(biāo)、水平修正器和方位修正器等。指標(biāo)、水平修正器和方位修正器等。v兩自由度陀螺外框軸與飛機(jī)立軸平行；兩自由度陀螺外框軸與飛機(jī)立軸平行；自轉(zhuǎn)軸保持水平；刻度盤固定在外框自轉(zhuǎn)軸保持水平；刻度盤固定在外框上，航向指標(biāo)固定在表殼上，代表飛上，航向指標(biāo)固定在表殼上，代表飛機(jī)縱軸機(jī)縱軸 。v測(cè)量飛機(jī)轉(zhuǎn)彎角度 水平修正器的修正力矩作

2、用于外框軸，使自轉(zhuǎn)軸保持在水平，方位修正器的修正力矩作用于內(nèi)框軸，使自轉(zhuǎn)軸能夠跟蹤選定的方位基準(zhǔn)線。當(dāng)飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)，自轉(zhuǎn)軸方位不變，刻度盤被陀螺穩(wěn)定不動(dòng)，航向指標(biāo)隨飛機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，航向指標(biāo)相對(duì)與刻度盤的轉(zhuǎn)角，可以表示飛機(jī)轉(zhuǎn)彎角度。v測(cè)量飛機(jī)航向 航向是飛機(jī)縱軸與經(jīng)線的夾角。由于陀螺自轉(zhuǎn)軸不能自動(dòng)跟蹤經(jīng)線，因此要測(cè)量航向就必須把刻度盤N-S連線校正并穩(wěn)定在經(jīng)線方向上，航向指標(biāo)指示的角度便是航向角。 使用前將自轉(zhuǎn)軸（N-S連線）調(diào)整到起始點(diǎn)經(jīng)線方向；在使用過程中，水平修正器經(jīng)常使自轉(zhuǎn)軸保持水平；方位修正器經(jīng)常使自轉(zhuǎn)軸以適當(dāng)?shù)慕撬俣仍诜轿簧线M(jìn)動(dòng)，則半羅盤的自轉(zhuǎn)軸始終穩(wěn)定在飛機(jī)所在經(jīng)線方向上，航向指標(biāo)的

3、指示便是航向。2 誤差v由于地球自由于地球自轉(zhuǎn)引起陀螺轉(zhuǎn)引起陀螺方位偏離后，方位偏離后，若給定的方若給定的方位修正角速位修正角速度不能按飛度不能按飛機(jī)所在緯度機(jī)所在緯度的變化而自的變化而自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，則要引起誤則要引起誤差，這種誤差，這種誤差稱為緯度差稱為緯度誤差。誤差。 v用陀螺半羅用陀螺半羅盤測(cè)量真航盤測(cè)量真航向向( (或磁航向或磁航向) )時(shí)，若儀表時(shí)，若儀表沒有對(duì)飛機(jī)沒有對(duì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)引起的自轉(zhuǎn)軸方位自轉(zhuǎn)軸方位偏離進(jìn)行修偏離進(jìn)行修正而產(chǎn)生的正而產(chǎn)生的誤差，稱為誤差，稱為速度誤差。速度誤差。v飛行速度越飛行速度越大，誤差越大，誤差越大。大。 v機(jī)械誤差是指陀機(jī)械誤差是指

4、陀螺靜平衡不良螺靜平衡不良( (重重心偏離支點(diǎn)心偏離支點(diǎn)) )、軸、軸承摩擦等機(jī)械原承摩擦等機(jī)械原因使自轉(zhuǎn)軸進(jìn)動(dòng)，因使自轉(zhuǎn)軸進(jìn)動(dòng)，偏離經(jīng)線，從而偏離經(jīng)線，從而產(chǎn)生的誤差。產(chǎn)生的誤差。 3指示器指示器 左下方的調(diào)整旋鈕：推入手柄時(shí)，陀螺內(nèi)外框被鎖住，信號(hào)牌出現(xiàn)，此時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄能使整個(gè)陀螺和刻度環(huán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可調(diào)整半羅盤讀數(shù)。拉出手柄，陀螺內(nèi)外框開鎖，信號(hào)牌消失，儀表可以正常工作。 85 陀螺磁羅盤和羅盤系統(tǒng)陀螺磁羅盤和羅盤系統(tǒng)v 1 基本概念 有兩種以上不同原理的羅盤所組成的測(cè)量飛機(jī)航向的系統(tǒng)稱為羅盤系統(tǒng)，也叫航向系統(tǒng)。 目前飛機(jī)上普遍采用的羅盤系統(tǒng)是綜合了磁傳感器和陀螺半羅盤的優(yōu)點(diǎn)的綜合系統(tǒng)

5、。下圖為某飛機(jī)上羅盤系統(tǒng)的原理框圖。從圖中可看出，羅盤系統(tǒng)是由感應(yīng)式陀螺磁羅盤和遠(yuǎn)讀式陀螺半羅盤組成。 v v 遠(yuǎn)讀式陀螺半羅盤的測(cè)量原理和陀螺半羅盤一樣，只是陀螺機(jī)構(gòu)和指示器分別安裝在不同部位。v v 一般陀螺安裝在電子/電氣設(shè)備艙內(nèi)，指示器安裝在駕駛艙內(nèi)。陀螺和指示器之間通過電信號(hào)來傳遞信息，或由陀螺直接輸出電信號(hào)到有關(guān)的設(shè)備或系統(tǒng)。v v 一般認(rèn)為，在羅盤系統(tǒng)中僅由磁傳感器來校正航向的那部分系統(tǒng)也叫陀螺磁羅盤，如其中的磁傳感器使用的是感應(yīng)式磁傳感器，則稱為感應(yīng)式陀螺磁羅盤。v2羅盤系統(tǒng)的組成 羅盤系統(tǒng)主要由磁羅盤、方位陀螺、控制盒、指示器、羅盤耦合器、補(bǔ)償器等組成。 羅盤傳感器：是三相地

6、磁感應(yīng)元件，一般有2個(gè)，安裝于受飛機(jī)磁場(chǎng)影響小的地方，如翼尖或垂直安定面內(nèi)。 方位陀螺：一般也是2個(gè)，安裝在電氣設(shè)備艙內(nèi)。v羅盤系統(tǒng)的控制面板用于控制羅盤系統(tǒng)的工作方式。右圖為具有FREE/SLAVE工作方式的羅盤系統(tǒng)控制板。v方式選擇開關(guān)：用于選擇羅盤系統(tǒng)的工作方式。有自由方式（FREE）和伺服方式（SLAVE）；v同步指示器：用于顯示指示器指示的航向和磁傳感器測(cè)量的航向是否一致。v人工航向同步開關(guān)：用于人工進(jìn)行航向修正，沿CW（順時(shí)針）方向扳動(dòng)開關(guān)，可沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤，使指示的航向值減?。谎谻CW（ 逆時(shí)針）方向扳動(dòng)開關(guān)，可沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤，使指示的航向值增大。只有方式選擇電門

7、放DG或FREE位時(shí)，才能扳動(dòng)該開關(guān)。v本圖為具有DG/MAG工作方式的羅盤系統(tǒng)控制板。v方式開關(guān)：DG是陀螺半羅盤方式，MAG是地磁校正方式；v人工航向同步開關(guān)v同步指示器v南/北開關(guān)v緯度給定旋鈕v羅盤耦合器有2個(gè)，用于接收磁傳感器和方位陀螺的輸入信號(hào)，綜合后輸出飛機(jī)的航向信號(hào)，給指示器和其他需要飛機(jī)航向的系統(tǒng)。v補(bǔ)償器是羅盤系統(tǒng)的補(bǔ)償裝置。利用補(bǔ)償器上的電位計(jì)對(duì)磁傳感器羅差進(jìn)行補(bǔ)償，使磁傳感器直接輸出磁航向信號(hào)。v羅盤系統(tǒng)無單獨(dú)的指示器，而是將它的航向信號(hào)輸送到兩個(gè)綜合的指示器上，與無線電信號(hào)進(jìn)行綜合指示，這兩個(gè)指示器就是無線電磁指示器（RMI）和水平狀態(tài)指示器HSI。HSI指示器下圖所

8、示，是一個(gè)組合儀表。它的刻度盤是由羅盤系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的，隨飛機(jī)航向的改變而轉(zhuǎn)動(dòng)。v當(dāng)羅盤系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí) 紅色的HDG警告旗出現(xiàn)。vHSI還可以指示VOR航道偏離情況以及LOC航向道偏離和GS下滑到偏離情況。當(dāng)指示VOR航道偏離時(shí)，若VOR信號(hào)無效，紅色的NAV警告旗出現(xiàn)；當(dāng)指示LOC航向道偏離時(shí)，若LOC信號(hào)無效，紅色的NAV出現(xiàn)；當(dāng)GS信號(hào)無效時(shí)，紅色的GS警告旗出現(xiàn)。表面正上方的航向標(biāo)線是固定不動(dòng)的，航向標(biāo)線在刻度盤上對(duì)應(yīng)的值代表飛機(jī)航向。 在該表上，轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)選航道旋鈕，可以轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)選航道指針，選擇VOR航道或LOC航向道。轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)選航向旋鈕可以轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)選航向游標(biāo)，設(shè)置預(yù)選航向。3羅盤系統(tǒng)的工作方式和基本原理v從右圖可以看出，羅盤系統(tǒng)的工作方式有自由方式和伺服方式兩種。這兩個(gè)方式分別對(duì)應(yīng)于某些飛機(jī)上羅盤系統(tǒng)的陀螺半羅盤方式（DG）和地磁校正方式（MAG）。陀螺半羅盤工作方式的基本原理當(dāng)羅盤系統(tǒng)方式選擇器的電門置