Země je obrovský magnet, který se točí v prostoru, obklopený magnetickým polem tvořeným neviditelnými čarami toku. Tyto čáry opouštějí povrch na magnetickém severním pólu a znovu vstupují na magnetický jižní pól.

Čáry magnetického toku mají dvě důležité charakteristiky: jakýkoli magnet, který se může volně otáčet, se s nimi zarovná a do jakéhokoli vodiče, který se přes ně prořízne, je indukován elektrický proud. Většina směrových ukazatelů instalovaných v letadlech využívá jednu z těchto dvou charakteristik.

7.3.1 Magnetický kompas #

Jedním z nejstarších a nejjednodušších nástrojů pro indikaci směru je magnetický kompas. Je to také jeden ze základních nástrojů požadovaných hlavou 14 Kodexu federálních předpisů (14 CFR) část 91 pro let VFR i IFR.

Magnet je kus materiálu, obvykle kov obsahující železo, které přitahuje a drží linie magnetického toku. Bez ohledu na velikost má každý magnet dva póly: sever a jih. Když je jeden magnet umístěn do pole druhého, na rozdíl od pólů se navzájem přitahují a jako póly se odpuzují. Letecký magnetický kompas má dva malé magnety připojené ke kovovému plováku utěsněnému uvnitř mísy čiré kompasové kapaliny podobné petroleje. Kolem plováku se omotá stupňovitá stupnice, nazývaná karta, a prohlíží se přes skleněné okno s lubrikantem přes něj. Karta je označena písmeny představujícími hlavní směry, sever, východ, jih a západ a mezi těmito písmeny je číslo 30°. Konečná „0“ je z těchto směrů vynechána. Například 3 = 30°, 6 = 60° a 33 = 330°. Mezi písmeny a čísly jsou dlouhé a krátké stupňovité značky, každá dlouhá značka představuje 10° a každou krátkou značku představuje 5°.

Sestava plováku a karty má ve svém středu otočný čep z tvrzeného oceli, který se pohybuje uvnitř speciálního, odpruženého, tvrdého skleněného šperku. Vztlak plováku odebírá většinu hmotnosti z čepu a tekutina tlumí oscilaci plováku a karty. Tato montáž na šperk a otočný typ umožňuje volnost plováku otáčet se a naklánět až do úhlu náklonu přibližně 18°. Při strmějších úhlech náklonu jsou indikace kompasu nevyzpytatelné a nepředvídatelné.

Pouzdro kompasu je zcela plné kapaliny kompasu. Aby se zabránilo poškození nebo úniku, když se kapalina roztahuje a smršťuje se změnami teploty, je zadní část pouzdra kompasu utěsněna ohebnou membránou nebo v některých kompasech s kovovým měchem.

Magnety se zarovnají se zemským magnetickým polem a pilot čte směr na stupnici naproti lubrberkové čáře. Všimněte si, že na obrázku 7-31 vidí pilot ze své zadní strany kartu kompasu. Když pilot letí na sever, jak ukazuje kompas, na východ je vpravo od pilotů. Na kartě je „33“, která představuje 330° (západně od severu), napravo od severu. Důvodem tohoto zjevného zpětného odstupňování je to, že karta zůstává nehybná a pouzdro kompasu a pilot se kolem ní otočí a vždy si kartu prohlížejí ze zadku.

Sestava kompenzátoru namontovaná na horní nebo spodní straně kompasu umožňuje technikovi údržby letectví (AMT) vytvořit uvnitř pouzdra kompasu magnetické pole, které ruší vliv místních vnějších magnetických polí. To se provádí pro opravu chyby odchylky. Sestava kompenzátoru má dva hřídele, jejichž konce mají štěrbiny šroubováku přístupné z přední části kompasu. Každý hřídel otáčí jedním nebo dvěma malými kompenzačními magnety. Konec jedné šachty je označen E-W a jeho magnety ovlivňují kompas, když je letadlo namířeno na východ nebo na západ. Druhá šachta je označena N-S a její magnety ovlivňují kompas, když je letoun namířen na sever nebo na jih.

7.3.2 Chyby vyvolané magnetickým kompasem #

Magnetický kompas je nejjednodušší přístroj v panelu, ale podléhá řadě chyb, které je třeba vzít v úvahu. Variace: Země se otáčí kolem své zeměpisné osy; Mapy a grafy jsou nakresleny pomocí meridiánů zeměpisné délky, které procházejí geografickými póly. Směry měřené z geografických pólů se nazývají skutečné směry. Magnetický severní pól, ke kterému magnetický kompas směřuje, není spojen s geografickým severním pólem, ale je asi 1300 mil daleko; Směry měřené z magnetických pólů se nazývají magnetické směry. V letecké navigaci se rozdíl mezi skutečnými a magnetickými směry nazývá variace. Stejný úhlový rozdíl v průzkumu a pozemní navigaci se nazývá deklinace.

Obrázek 7-32 ukazuje izogonické čáry, které identifikují počet variací v jejich ploše. Linka, která prochází poblíž Chicaga, se nazývá agonická linie. Kdekoli podél této linie jsou dva póly zarovnány a neexistuje žádná odchylka.

Například létání v oblasti Washingtonu, D.C., variace je 10° západně. Pokud chce pilot letět skutečným kurzem jihu (180°), musí se k tomu přidat odchylka, což má za následek magnetický průběh 190°, aby mohl létat. Létání v oblasti Los Angeles, Kalifornie, variace je 14° na východ. Aby tam pilot proletěl skutečným kurzem 180°, musel by odečíst variaci a letět magnetickým průběhem 166°. Chyba změny se nemění s kurzem letadla; Je to stejné kdekoli podél izogonické linie. Odchylka: Magnety v kompasu se vyrovnají s jakýmkoli magnetickým polem. Místní magnetická pole v letadle způsobená elektrickým proudem protékajícím v konstrukci, v blízkém vedení nebo jakékoli magnetizované části konstrukce jsou v rozporu s magnetickým polem Země a způsobují chybu kompasu zvanou odchylka.

Odchylka, na rozdíl od variace, je na každém kurzu odlišná, ale není ovlivněna geografickou polohou. Chybu variace nelze snížit nebo změnit, ale chybu odchylky lze minimalizovat, když AMT provádí úlohu údržby známou jako „houpání kompasu“.

Většina letišť má kompasovou růži, což je řada linek vyznačených na rampě nebo údržbě, kde nedochází k žádnému magnetickému rušení. Čáry, orientované na magnetický sever, jsou namalovány každých 30°, jak je znázorněno na obrázku 7-33.

AMT zarovná letadlo na každém magnetickém kurzu a upraví kompenzační magnety, aby se minimalizoval rozdíl mezi indikací kompasu a skutečným magnetickým kurzem letadla. Jakákoli chyba, kterou nelze odstranit, se zaznamená na opravnou kartu kompasu, jako je ta na obrázku 7-34, a umístí se do držáku karty poblíž kompasu. Pilot může pojíždět letadlo do kompasu a manévrovat s letadlem k hlavám předepsaným AMT; Pouze AMT však může upravit kompas nebo dokončit korekční kartu kompasu.

Opravy pro odchylky a odchylky musí být aplikovány ve správném pořadí, počínaje požadovaným skutečným průběhem. Krok 1: Určete magnetický průběh. Skutečný průběh (180°) ± variace (+10°) = magnetický průběh (190°).

Magnetický průběh (190°) je řízen, pokud není třeba aplikovat žádnou odchylku. Krok 2: Určete kurz kompasu. Magnetický průběh (190°) ± odchylka (–2°, od korekční karty) = průběh kompasu (188°). Proto, aby řídil skutečný průběh o 180°, pilot by sledoval průběh kompasu 188°.

Chcete-li najít skutečný kurz, kterým se jezdí, když je znám kurz kompasu: Kurz kompasu ± odchylka = magnetický kurz ± variace = skutečný kurz. Chyby DIP: Čáry magnetického toku jsou považovány za opouštějící Zemi na magnetickém severním pólu a vstupují na magnetický jižní pól. Na obou místech jsou čáry kolmé k zemskému povrchu. Na magnetickém rovníku, který je na půli cesty mezi póly, jsou čáry rovnoběžné s povrchem. Magnety v kompasu se shodují s tímto polem a v blízkosti tyčí, které ponoří nebo nakloní, plovák a karta. Plovák je vyvážen s malou hmotností kompenzující pokles, aby se tlumily účinky poklesu při provozu ve středních zeměpisných šířkách severní polokoule. Tento pokles (a hmotnost) způsobuje dvě velmi znatelné chyby: chybu zatáčení na severu a chybu zrychlení.

Tah vertikální složky zemského magnetického pole způsobuje chybu severního otáčení, což je patrné na směru severu nebo jihu. Když letadlo letící na severu odbočí na východ, letadlo se otočí doprava a karta kompasu se nakloní doprava. Vertikální složka magnetického pole Země táhne severní konec magnetu doprava a plovák se otáčí, což způsobuje, že se karta otáčí směrem na západ, což je směr opačným směrem, kterým se zatáčí. [Figure 7-35]

Pokud je zatáčka provedena ze severu na západ, letadlo se nakloní doleva a karta kompasu se nakloní dolů na levou stranu. Magnetické pole táhne na konec magnetu, což způsobí, že se karta otáčí směrem na východ. Tato indikace je opět opačná než směr, kterým se zatáčí. Pravidlo pro tuto chybu zní: Při zahájení odbočky ze severního směru se indikace kompasu za tahem zaostává.

Když letadlo letí na hlavičce jihu a začíná odbočovat směrem na východ, zemské magnetické pole táhne na konec magnetu, který otáčí kartu směrem na východ, ve stejném směru, jako je odbočka. Pokud je zatáčka provedena z jihu směrem na západ, magnetický tah spustí kartu rotující směrem na západ – opět ve stejném směru, jako je zatáčka. Pravidlo pro tuto chybu zní: Při zahájení odbočky z jižního kurzu vede indikace kompasu zatáčku.

Při chybě zrychlení způsobí korekce poklesu hmotnosti konce plováku a karty označené N (jižní hledající konec) těžší než opačný konec. Když letadlo letí konstantní rychlostí na hlavici na východ nebo na západ, plovák a karta jsou rovné. Účinky magnetického poklesu a hmotnosti jsou přibližně stejné. Pokud letadlo zrychlí na směru východu [Figure 7-36], setrvačnost závaží drží svůj konec plováku zpět a karta se otáčí směrem na sever. Jakmile se rychlost letadla stabilizuje, karta se přehoupne zpět na východní indikaci. Pokud při letu na tomto východním směru letadlo zpomalí, setrvačnost způsobí, že se váha pohybuje vpřed a karta se otáčí směrem na jih, dokud se rychlost znovu neustálí.

Při létání na hlavičce Západu se dějí stejné věci. Mnemotechnickou pojmem pro účinek chyby zrychlení je slovo „ands“ (zrychlení – sever, zpomalení – jih). Zrychlení způsobuje indikaci směrem na sever; Zpomalení způsobuje indikaci směrem na jih.

7.3.3 Chyba oscilace #

Oscilace je kombinací všech ostatních chyb a výsledkem je, že se karta kompasu kývá tam a zpět kolem hlavice, která se pohybuje. Při nastavování indikátoru gyroskopického kurzu tak, aby souhlasil s magnetickým kompasem, použijte průměrnou indikaci mezi výkyvy.

7.3.4 Vertikální magnetický kompas #

Typ plovoucího magnetu kompasu má nejen všechny právě popsané chyby, ale také se hodí ke zmatenému čtení. Je snadné začít zatáčet špatným směrem, protože jeho karta se jeví dozadu. Východ je na tom, co by pilot očekával, že bude západní stranou. Vertikální magnetický kompas eliminuje některé chyby a zmatky. Číselník tohoto kompasu je odstupňován s písmeny představujícími hlavní směry, čísly každých 30° a zaškrtávacími značkami každých 5°. Ciferník je otáčen sadou ozubených kol z magnetu namontovaného na hřídeli a příď symbolického letadla na přístrojovém skle představuje lubrberkovou čáru pro čtení směru letadla z ciferníku. Vířivé proudy indukované do hliníkového tlumícího pohárku vlhké nebo pokleslé oscilace magnetu. [Figure 7-37]

7.3.5 Zpoždění nebo vedení #

Při startu zatáčky ze severního směru zatáčkou zaostává kompas. Když začínáte odbočku z jižního směru, kompas vede zatáčku.

7.3.6 Víření vířivým proudem tlumení #

snížená amplituda oscilací interakcí magnetických polí. V případě vertikálního magnetického kompasu produkuje tok z oscilujícího permanentního magnetu vířivé proudy v tlumícím disku nebo misce. Magnetický tok produkovaný vířivými proudy se staví proti toku z permanentního magnetu a snižuje oscilace.