الأرض مغناطيس ضخم يدور في الفضاء ، محاط بمجال مغناطيسي يتكون من خطوط غير مرئية من التدفق. تترك هذه الخطوط السطح عند القطب الشمالي المغناطيسي وتعيد الدخول إلى القطب الجنوبي المغناطيسي.
تتميز خطوط التدفق المغناطيسي بخاصيتين مهمتين: أي مغناطيس حر في الدوران سوف يتماشى معها ، ويتم تحفيز تيار كهربائي في أي موصل يقطعها. تستفيد معظم مؤشرات الاتجاه المثبتة في الطائرات من إحدى هاتين الخاصيتين.
7.3.1 البوصلة المغناطيسية #
واحدة من أقدم وأبسط الأدوات للإشارة إلى الاتجاه هي البوصلة المغناطيسية. إنها أيضًا إحدى الأدوات الأساسية المطلوبة بموجب العنوان 14 من قانون اللوائح الفيدرالية (14 CFR) الجزء 91 لكل من رحلة VFR و IFR.
المغناطيس عبارة عن قطعة من المواد ، وعادة ما تكون معدنًا يحتوي على الحديد ، والذي يجذب ويحتفظ بخطوط التدفق المغناطيسي. بغض النظر عن الحجم ، لكل مغناطيس قطبين: الشمال والجنوب. عندما يتم وضع مغناطيس في مجال آخر ، تجذب الأقطاب المتناظرة بعضها البعض ، وتتنافر مثل الأقطاب. تحتوي البوصلة المغناطيسية للطائرة على مغناطيسين صغيرين متصلين بعوامة معدنية مختومة داخل وعاء من سائل البوصلة الصافية المشابهة للكيروسين. يتم لف المقياس المتدرج ، المسمى بالبطاقة ، حول العوامة ويتم عرضه من خلال نافذة زجاجية مع خط Lubber عبرها. تم تمييز البطاقة بأحرف تمثل الاتجاهات الأساسية ، والشمال والشرق والجنوب والغرب ، ورقم لكل 30 درجة بين هذه الأحرف. تم حذف الرقم “0” الأخير من هذه الاتجاهات. على سبيل المثال ، 3 = 30 درجة ، 6 = 60 درجة ، و 33 = 330 درجة. توجد علامات تخرج طويلة وقصيرة بين الحروف والأرقام ، كل علامة طويلة تمثل 10 درجات وكل علامة قصيرة تمثل 5 درجات.
تحتوي مجموعة العوامة والبطاقات على محور فولاذي صلب في وسطها يركب داخل كوب جوهرة زجاج صلب خاص محمل بنابض. يزيل طفو العوامة معظم الوزن عن المحور ، ويخفف السائل تذبذب العوامة والبطاقة. يسمح هذا التثبيت من نوع الجواهر والمحور لحرية التعويم بالدوران والإمالة حتى زاوية 18 درجة تقريبًا من البنك. في زوايا البنوك الأكثر انحدارًا ، تكون مؤشرات البوصلة غير منتظمة ولا يمكن التنبؤ بها.
مبيت البوصلة مليء بالكامل بسائل البوصلة. لمنع التلف أو التسرب عندما يتمدد السائل ويتقلص مع تغيرات درجة الحرارة ، يتم ختم الجزء الخلفي من علبة البوصلة بغشاء مرن ، أو بمنفاخ معدني في بعض البوصلات.
تتماشى المغناطيسات مع المجال المغناطيسي للأرض ويقرأ الطيار الاتجاه على المقياس المقابل لخط التشحيم. لاحظ أنه في الشكل 7-31 ، يرى الطيار بطاقة البوصلة من مؤخرتها. عندما يطير الطيار شمالًا كما تظهر البوصلة ، يكون الشرق على يمين الطيارين. على البطاقة ، “33” ، التي تمثل 330 درجة (غرب الشمال) ، على يمين الشمال. والسبب في هذا التخرج العكسي الظاهر هو أن البطاقة تظل ثابتة ، ودورة البوصلة والطيار يستديرانها ، ويشاهدان البطاقة دائمًا من مؤخرتها.
تسمح مجموعة المعوض المثبتة في الجزء العلوي أو السفلي من البوصلة لفني صيانة الطيران (AMT) بإنشاء مجال مغناطيسي داخل مبيت البوصلة الذي يلغي تأثير المجالات المغناطيسية الخارجية المحلية. يتم ذلك لتصحيح خطأ الانحراف. تحتوي مجموعة المعوض على عمودين لها فتحات مفك براغي يمكن الوصول إليها من مقدمة البوصلة. يقوم كل عمود بتدوير واحد أو اثنين من المغناطيسات التعويضية الصغيرة. يتم وضع علامة على نهاية أحد العمود E-W ، ويؤثر مغناطيسه على البوصلة عندما تكون الطائرة موجهة شرقًا أو غربًا. العمود الآخر يحمل علامة N-S ويؤثر مغناطيسه على البوصلة عندما تكون الطائرة موجهة شمالًا أو جنوبًا.
7.3.2 الأخطاء التي يسببها البوصلة المغناطيسية #
البوصلة المغناطيسية هي أبسط أداة في اللوحة ، لكنها تخضع لعدد من الأخطاء التي يجب أخذها في الاعتبار. الاختلاف: تدور الأرض حول محورها الجغرافي ؛ يتم رسم الخرائط والرسوم البيانية باستخدام خطوط الطول التي تمر عبر الأعمدة الجغرافية. تسمى الاتجاهات المقاسة من الأعمدة الجغرافية الاتجاهات الحقيقية. القطب الشمالي المغناطيسي الذي لا يتم ربط نقاط البوصلة المغناطيسية به مع القطب الشمالي الجغرافي ، ولكنه على بعد حوالي 1300 ميل ؛ تسمى الاتجاهات المقاسة من الأقطاب المغناطيسية الاتجاهات المغناطيسية. في الملاحة الجوية ، يسمى الفرق بين الاتجاهات الحقيقية والمغناطيسية بالتباين. هذا الاختلاف الزاوي في المسح والملاحة البرية يسمى الانحراف.
يوضح الشكل 7-32 خطوط isogonic التي تحدد عدد درجات التباين في منطقتها. يُطلق على الخط الذي يمر بالقرب من شيكاغو خط Agonic. في أي مكان على طول هذا الخط ، يتم محاذاة القطبين ، ولا يوجد اختلاف.
تحلق في منطقة واشنطن العاصمة ، على سبيل المثال ، الاختلاف هو 10 درجات غربًا. إذا أراد الطيار أن يطير في مسار حقيقي للجنوب (180 درجة) ، فيجب إضافة الاختلاف إلى ذلك ، مما ينتج عنه مسار مغناطيسي يبلغ 190 درجة للطيران. تحلق في منطقة لوس أنجلوس ، كاليفورنيا ، والتباين هو 14 درجة شرقًا. لتحليق مسار حقيقي يبلغ 180 درجة هناك ، سيتعين على الطيار طرح التباين والطيران في مسار مغناطيسي يبلغ 166 درجة. لا يتغير خطأ التباين مع عنوان الطائرة ؛ إنه نفس الشيء في أي مكان على طول خط Isogonic. الانحراف: المغناطيس في البوصلة يتوافق مع أي مجال مغناطيسي. المجالات المغناطيسية المحلية في الطائرة الناتجة عن التيار الكهربائي المتدفق في الهيكل ، في الأسلاك القريبة أو أي جزء ممغنط من الهيكل ، يتعارض مع المجال المغناطيسي للأرض ويسبب خطأ بوصلة يسمى الانحراف.
يختلف الانحراف ، على عكس الاختلاف ، في كل عنوان ، لكنه لا يتأثر بالموقع الجغرافي. لا يمكن تقليل خطأ التباين أو تغييره ، ولكن يمكن تقليل خطأ الانحراف عندما يقوم AMT بمهمة الصيانة المعروفة باسم “تأرجح البوصلة”.
تحتوي معظم المطارات على وردة بوصلة ، وهي عبارة عن سلسلة من الخطوط المحددة على منحدر أو منطقة صيانة حيث لا يوجد تداخل مغناطيسي. الخطوط الموجهة نحو الشمال المغناطيسي ، مطلية كل 30 درجة ، كما هو موضح في الشكل 7-33.
يقوم AMT بمحاذاة الطائرة على كل عنوان مغناطيسي وضبط المغناطيس التعويضي لتقليل الفرق بين مؤشر البوصلة والرأس المغناطيسي الفعلي للطائرة. يتم تسجيل أي خطأ لا يمكن إزالته على بطاقة تصحيح البوصلة ، مثل الخطأ الموجود في الشكل 7-34 ، ووضعه في حامل بطاقة بالقرب من البوصلة. يمكن للطيار أن يركب الطائرة إلى البوصلة ويحرك الطائرة إلى العناوين التي يحددها AMT ؛ ومع ذلك ، يمكن لـ AMT فقط ضبط البوصلة أو إكمال بطاقة تصحيح البوصلة.
يجب تطبيق تصحيحات التباين والانحراف في التسلسل الصحيح ، بدءًا من المسار الحقيقي المطلوب. الخطوة 1: تحديد المسار المغناطيسي. المسار الصحيح (180 درجة) ± التباين (+ 10 درجة) = مسار مغناطيسي (190 درجة).
يتم توجيه المسار المغناطيسي (190 درجة) إذا لم يكن هناك خطأ انحراف ليتم تطبيقه. الخطوة 2: تحديد دورة البوصلة. الدورة المغناطيسية (190 درجة) ± الانحراف (-2 درجة ، من بطاقة التصحيح) = دورة البوصلة (188 درجة). لذلك ، لتوجيه مسار حقيقي يبلغ 180 درجة ، سيتبع الطيار دورة بوصلة تبلغ 188 درجة.
للعثور على المسار الحقيقي الذي يتم نقله عندما تكون دورة البوصلة معروفة: دورة البوصلة ± الانحراف = الدورة المغناطيسية ± الاختلاف = الدورة الحقيقية. أخطاء DIP: تعتبر خطوط التدفق المغناطيسي تترك الأرض عند القطب الشمالي المغناطيسي وتدخل في القطب الجنوبي المغناطيسي. في كلا الموقعين ، تكون الخطوط متعامدة على سطح الأرض. عند خط الاستواء المغناطيسي ، الذي يقع في منتصف الطريق بين القطبين ، تكون الخطوط متوازية مع السطح. تصطف المغناطيسات الموجودة في البوصلة مع هذا المجال ، وبالقرب من الأعمدة التي تغمس ، أو تميل ، العوامة والبطاقة. العوامة متوازنة مع وزن تعويضي صغير ، لتخفيف تأثيرات الانحدار عند العمل في خطوط العرض الوسطى لنصف الكرة الشمالي. يتسبب هذا الانخفاض (والوزن) في حدوث خطأين ملحوظين للغاية: خطأ في الانعطاف الشمالي وخطأ في التسارع.
يتسبب سحب المكون الرأسي للمجال المغناطيسي للأرض في حدوث خطأ في الانعطاف شمالًا ، والذي يظهر في اتجاه الشمال أو الجنوب. عندما تتجه طائرة تحلق على اتجاه الشمال نحو الشرق ، تتجه بنوك الطائرات إلى اليمين ، وتميل بطاقة البوصلة إلى اليمين. يسحب المكون الرأسي للحقل المغناطيسي للأرض الطرف الشمالي للمغناطيس إلى اليمين ، وتدور العوامة ، مما يتسبب في دوران البطاقة باتجاه الغرب ، في الاتجاه المعاكس للاتجاه الذي يتم فيه الدوران. [Figure 7-35]
إذا كان المنعطف من الشمال إلى الغرب ، فإن بنوك الطائرات إلى اليسار وتميل بطاقة البوصلة لأسفل على الجانب الأيسر. يسحب المجال المغناطيسي نهاية المغناطيس مما يؤدي إلى دوران البطاقة باتجاه الشرق. هذا المؤشر هو عكس اتجاه الدوران مرة أخرى. قاعدة هذا الخطأ هي: عند بدء منعطف من اتجاه شمالي ، فإن إشارة البوصلة تتخلف عن المنعطف.
عندما تحلق طائرة على اتجاه الجنوب وتبدأ في الانعطاف نحو الشرق ، يسحب المجال المغناطيسي للأرض في نهاية المغناطيس الذي يدور البطاقة باتجاه الشرق ، في نفس الاتجاه الذي يتم فيه الانعطاف. إذا كان المنعطف من الجنوب باتجاه الغرب ، فإن السحب المغناطيسي يبدأ البطاقة في الدوران باتجاه الغرب – مرة أخرى ، في نفس الاتجاه الذي يتم فيه الانعطاف. قاعدة هذا الخطأ هي: عند بدء منعطف من اتجاه جنوبي ، تقود إشارة البوصلة المنعطف.
في خطأ التسارع ، يتسبب وزن تصحيح الغمس في أن تكون نهاية العوامة والبطاقة التي تحمل علامة N (النهاية التي تبحث عن الجنوب) أثقل من الطرف المقابل. عندما تطير الطائرة بسرعة ثابتة على اتجاه الشرق أو الغرب ، تكون العوامة والبطاقة مستوية. تأثيرات DIP المغناطيسي والوزن متساويان تقريبًا. إذا تسارعت الطائرة في اتجاه الشرق [Figure 7-36]، القصور الذاتي للوزن يحمل نهايته من العوامة للخلف وتدور البطاقة باتجاه الشمال. بمجرد أن تستقر سرعة الطائرة ، تتأرجح البطاقة مرة أخرى إلى مؤشرها الشرقي. إذا تباطأت الطائرة أثناء الطيران على هذا العنوان الشرقي ، فإن القصور الذاتي يتسبب في تحرك الوزن للأمام وتدور البطاقة باتجاه الجنوب حتى تستقر السرعة مرة أخرى.
عندما تطير على اتجاه الغرب ، تحدث نفس الأشياء. ذاكري لتأثير خطأ التسارع هي كلمة “و” (التسارع – الشمال ، التباطؤ – الجنوب). يؤدي التسارع إلى إشارة نحو الشمال ؛ يؤدي التباطؤ إلى إشارة إلى الجنوب.
7.3.3 خطأ في التذبذب #
التذبذب هو مزيج من جميع الأخطاء الأخرى ، وينتج عنه تأرجح بطاقة البوصلة ذهابًا وإيابًا حول العنوان الذي يتم نقله. عند ضبط مؤشر العنوان الجيروسكوبي للتوافق مع البوصلة المغناطيسية ، استخدم متوسط المؤشر بين التقلبات.
7.3.4 البوصلة المغناطيسية للبطاقة العمودية #
لا يحتوي نوع المغناطيس العائم للبوصلة على جميع الأخطاء الموصوفة للتو فحسب ، بل يفسح المجال أيضًا للقراءة المشوشة. من السهل بدء منعطف في الاتجاه الخاطئ لأن بطاقته تظهر للخلف. الشرق على ما يتوقع الطيار أن يكون الجانب الغربي. البوصلة المغناطيسية للبطاقة العمودية تزيل بعض الأخطاء والارتباك. يتم تخريج قرص هذه البوصلة بأحرف تمثل الاتجاهات الأساسية ، والأرقام كل 30 درجة ، وعلامات التجزئة كل 5 درجات. يتم تدوير القرص بواسطة مجموعة من التروس من المغناطيس المثبت على العمود ، ويمثل أنف الطائرة الرمزية على زجاج الأداة خط Lubber لقراءة عنوان الطائرة من القرص. التيارات الدوامة المستحثة في كوب رطب من الألومنيوم ، أو انخفاض تذبذب المغناطيس. [Figure 7-37]
7.3.5 التأخر أو الخيوط #
عند بدء منعطف من اتجاه شمالي ، تتخلف البوصلة خلف المنعطف. عند بدء منعطف من اتجاه جنوبي ، تقود البوصلة المنعطف.
7.3.6 التخميد الحالي #
انخفاض سعة التذبذبات عن طريق تفاعل المجالات المغناطيسية. في حالة البوصلة المغناطيسية للبطاقة العمودية ، ينتج التدفق من المغناطيس الدائم المتذبذب تيارات دوامة في قرص أو كوب تخميد. يعارض التدفق المغناطيسي الناتج عن التيارات الدوامة التدفق من المغناطيس الدائم ويقلل من التذبذبات.
