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PHAK 7.2 Gyroskopische Fluginstrumente

Mehrere Fluginstrumente nutzen die Eigenschaften eines Gyroskops für ihren Betrieb. Die gängigsten Instrumente mit Gyroskopen sind der Turn-Koordinator, der Kursindikator und der Einstellungsindikator. Um zu verstehen, wie diese Instrumente funktionieren, ist die Kenntnis der Instrumentenstromsysteme, gyroskopischen Prinzipien und der Funktionsprinzipien jedes Instruments erforderlich.

7.2.1 Gyroskopische Prinzipien #

Jedes Spinnobjekt weist gyroskopische Eigenschaften auf. Ein Rad oder Rotor, der für diese Eigenschaften ausgelegt und montiert ist, wird als Gyroskop bezeichnet. Zwei wichtige Konstruktionsmerkmale eines Instrumentenkreisels sind großes Gewicht für seine Größe oder hohe Dichte und eine Rotation bei hoher Geschwindigkeit bei niedrigen Reibungslagern.

Es gibt zwei allgemeine Arten von Befestigungen; Der verwendete Typ hängt davon ab, welche Eigenschaft des Kreisels verwendet wird. Ein frei oder universell montiertes Gyroskop kann sich frei in jeder Richtung um seinen Schwerpunkt drehen. Ein solches Rad soll drei Freiheitsebenen haben. Das Rad oder der Rotor kann sich in jeder Ebene in Bezug auf die Basis frei drehen und so ausgewuchtet sein, dass das Kreiselrad in Ruhe in der Position bleibt, in der es platziert wird. Eingeschränkte oder halbfest montierte Gyroskope sind solche, die so montiert sind, dass eine der Freiheitsebenen in Bezug auf die Basis fixiert gehalten wird.

Es gibt zwei grundlegende Eigenschaften der gyroskopischen Wirkung: Steifigkeit im Raum und Präzession.

7.2.2 Steifigkeit im Raum #

Die Steifigkeit im Raum bezieht sich auf das Prinzip, dass ein Gyroskop in einer festen Position in der Ebene, in der es sich dreht, verbleibt. Ein Beispiel für die Steifigkeit im Raum ist das eines Fahrradrades. Wenn die Fahrradräder die Geschwindigkeit erhöhen, werden sie in ihrer Rotationsebene immer stabiler. Deshalb ist ein Fahrrad bei niedrigen Geschwindigkeiten sehr instabil und sehr wendig und bei höheren Geschwindigkeiten sehr stabil und weniger wendig.

Durch die Montage dieses Rades oder Gyroskops an einem Satz Gimbal-Ringe kann sich der Gyro frei in jede Richtung drehen. Wenn die Gimbalringe also geneigt, verdreht oder anderweitig bewegt werden, bleibt der Kreisel in der Ebene, in der er sich ursprünglich drehte. [Figure 7-18]

Figure 7-18. Regardless of the position of its base, a gyro tends to remain rigid in space, with its axis of rotation pointed in a constant direction.
Abbildung 7-18. Unabhängig von der Position seiner Basis neigt ein Kreisel dazu, im Raum starr zu bleiben, wobei seine Drehachse in eine konstante Richtung gerichtet ist.

7.2.3 Präzession #

Präzession ist das Kippen oder Drehen eines Kreisels als Reaktion auf eine Umlenkkraft. Die Reaktion auf diese Kraft tritt nicht an dem Punkt auf, an dem sie aufgebracht wurde; Vielmehr tritt sie an einem Punkt, der 90° später in Drehrichtung ist, auf. Dieses Prinzip ermöglicht es dem Kreisel, eine Wendegeschwindigkeit zu bestimmen, indem er den durch eine Richtungsänderung erzeugten Druck erfasst. Die Geschwindigkeit, mit der der Kreisel vorliegt, ist umgekehrt proportional zur Drehzahl des Rotors und proportional zur Umlenkkraft.

Am Beispiel des Fahrrads wirkt die Präzession auf die Räder, damit sich das Fahrrad drehen kann. Während der Fahrt mit normaler Geschwindigkeit ist es nicht erforderlich, die Lenker in Richtung der gewünschten Kurve zu drehen. Ein Reiter lehnt sich einfach in die Richtung, in die er gehen möchte. Da sich die Räder von der rechten Seite des Fahrrads im Uhrzeigersinn drehen und sich ein Fahrer nach links neigt, wird eine Kraft auf die Oberseite des Rades nach links ausgeübt. Die Kraft wirkt in der Drehrichtung tatsächlich um 90°, wodurch eine Kraft auf die Vorderseite des Reifens aufgebracht wird, wodurch das Fahrrad nach links bewegt wird. Aufgrund der Instabilität der langsam drehenden Gyros müssen die Lenker bei niedrigen Geschwindigkeiten gedreht werden und auch die Drehrate erhöht werden.

Die Präzession kann auch bei einigen Instrumenten zu geringfügigen Fehlern führen. [Figure 7-19] Die Präzession kann dazu führen, dass sich ein frei drehender Kreisel aus seiner vorgesehenen Drehebene durch Lagerreibung usw. verdrängt. Bestimmte Instrumente können während des Flugs eine korrigierende Neuausrichtung erforderlich machen, z.

Figure 7-19. Precession of a gyroscope resulting from an applied deflective force.
Abbildung 7-19. Präzession eines Gyroskops, das sich aus einer aufgebrachten Umlenkkraft ergibt.

7.2.4 Energiequellen #

In einigen Flugzeugen sind alle Gyros unter Vakuum, Druck oder elektrisch betrieben. In anderen Flugzeugen liefern Vakuum- oder Drucksysteme die Leistung für die Positions- und Einstellungsanzeigen, während das elektrische System die Leistung für den Turn-Koordinator liefert. Die meisten Flugzeuge haben mindestens zwei Energiequellen, um sicherzustellen, dass mindestens eine Quelle von Bankinformationen verfügbar ist, wenn eine Stromquelle ausfällt. Das Vakuum- oder Drucksystem dreht den Kreisel, indem es einen Luftstrom gegen die Rotorflügel zieht, um den Rotor mit hoher Geschwindigkeit zu drehen, ähnlich wie beim Betrieb eines Wasserrads oder einer Turbine. Die für den Instrumentenbetrieb erforderliche Vakuum- oder Druckmenge variiert, liegt jedoch normalerweise zwischen 4,5 „Hg und 5,5“ Hg.

Eine Vakuumquelle für den Gyros ist eine motorgetriebene Pumpe vom Typ Flügel, die am Zubehörgehäuse des Motors montiert ist. Die Pumpenleistung variiert in verschiedenen Flugzeugen, abhängig von der Anzahl der Gyros.

Ein typisches Vakuumsystem besteht aus einer motorgetriebenen Vakuumpumpe, einem Überdruckventil, einem Luftfilter, einem Messgerät und Schlauch, die zur Fertigstellung der Verbindungen erforderlich sind. Das Messgerät ist in der Instrumententafel des Flugzeugs montiert und gibt die Druckmenge im System an (Vakuum wird in Zoll Quecksilber gemessen, der weniger als der Umgebungsdruck ist).

Wie in Abbildung 7-20 gezeigt, wird Luft von der motorbetriebenen Vakuumpumpe in das Vakuumsystem angesaugt. Es geht zuerst durch einen Filter, der verhindert, dass Fremdkörper in das Vakuum- oder Drucksystem gelangen. Die Luft bewegt sich dann durch die Einstellungs- und Richtungsanzeigen, wo sie die Gyros zum Drehen bringt. Ein Überdruckventil verhindert, dass der Vakuumdruck oder die Sauggrenzen die vorgeschriebenen Grenzen überschreiten. Danach wird die Luft über Bord ausgestoßen oder in anderen Systemen verwendet, wie zum Beispiel zum Aufblasen von pneumatischen Enteisungsstiefeln.

Es ist wichtig, den Vakuumdruck während des Fluges zu überwachen, da die Positions- und Richtungsanzeigen bei niedrigem Saugdruck möglicherweise keine zuverlässigen Informationen liefern. Das Vakuum oder die Sauganzeige ist im Allgemeinen markiert, um den normalen Bereich anzuzeigen. Einige Flugzeuge sind mit einer Warnleuchte ausgestattet, die aufleuchtet, wenn der Vakuumdruck unter das akzeptable Niveau fällt.

Wenn der Vakuumdruck unter den normalen Betriebsbereich fällt, können die gyroskopischen Instrumente instabil und ungenau werden. Die routinemäßige Überprüfung der Instrumente ist eine gute Angewohnheit, sich zu entwickeln.

7.2.5 Blinker #

Flugzeuge verwenden zwei Arten von Blinkern: Dreh- und Schlupfanzeige und Drehkoordinator. Aufgrund der Art und Weise, wie der Kreisel montiert wird, zeigt die Dreh- und Schlupfanzeige nur die Drehrate in Grad pro Sekunde an. Der Turn-Koordinator ist schräg montiert oder geneigt, so dass er anfänglich die Rollrate anzeigen kann. Wenn sich die Rolle stabilisiert, zeigt sie die Drehrate an. Beide Instrumente zeigen Wenderichtung und Qualität (Koordination) an und dienen auch als Backup-Quelle für Bankinformationen, falls ein Einstellungsindikator ausfällt. Die Koordination wird durch Bezugnahme auf den Neigungsmesser erreicht, der aus einem flüssigkeitsgefüllten gekrümmten Rohr mit einer Kugel im Inneren besteht. [Figure 7-21]

Figure 7-20. Typical vacuum system.
Abbildung 7-20. Typisches Vakuumsystem.

7.2.6 Dreh-und-Rutsch-Anzeige #

Der Kreisel im Dreh- und Schlupfanzeiger dreht sich in der vertikalen Ebene entsprechend der Längsachse des Flugzeugs. Ein einzelner Gimbal begrenzt die Ebenen, in denen sich der Kreisel kippen kann, und eine Feder versucht, ihn in die Mitte zurückzubringen. Aufgrund der Präzession bewirkt eine Gierkraft, dass sich der Kreisel vom Pilotensitz aus betrachtet, nach links oder rechts kippt. Der Wende-und-Rutsch-Indikator verwendet einen Zeiger, die Turn-Nadel, um die Richtung und Geschwindigkeit der Drehung anzuzeigen. Der Dreh- und Schlupfanzeiger ist aufgrund der Rückhaltefedern nicht in der Lage, von seiner Rotationsachse zu „stürzen“. Wenn extreme Kräfte auf einen Kreisel ausgeübt werden, wird der Kreisel von seiner normalen Rotationsebene verschoben, wodurch seine Indikationen ungültig werden. Bestimmte Instrumente haben bestimmte Tonhöhen- und Bankgrenzen, die einen Gyro-Tumble hervorrufen.

Figure 7-21. Turn indicators rely on controlled precession for their operation.
Abbildung 7-21. Blinker sind bei ihrer Bedienung auf kontrollierte Präzession angewiesen.

7.2.7 Koordinator abbiegen #

Der Gimbal im Turn-Koordinator ist geneigt; Daher kann sein Kreisel sowohl die Rollrate als auch die Drehrate erfassen. Da die Turn-Koordinatoren in Ausbildungsflugzeugen häufiger vorkommen, konzentriert sich diese Diskussion auf dieses Instrument. Beim Einrollen in oder aus einer Kurve rollt das Miniaturflugzeug in die Richtung, in die das Flugzeug gerollt wird. Eine schnelle Rollrate führt dazu, dass das Miniaturflugzeug steiler an der Bank steil als eine langsame Rollrate.

Der Turn-Koordinator kann verwendet werden, um eine Standard-Drehung aufzubauen und aufrechtzuerhalten, indem der Flügel des Miniaturflugzeugs mit dem Turn-Index ausgerichtet wird. Abbildung 7-22 zeigt ein Bild eines Turn-Koordinators. Auf jeder Seite (links und rechts) des Instruments befinden sich zwei Markierungen. Die erste Markierung wird verwendet, um auf eine Wings-Null-Drehrate zu verweisen. Die zweite Markierung auf der linken und rechten Seite des Instruments zeigt eine Standarddrehrate an. Eine Standard-Rate-Drehung ist definiert als eine Drehrate von 3° pro Sekunde. Der Turn-Koordinator gibt nur die Geschwindigkeit und Richtung der Drehung an; Es zeigt keinen bestimmten Bankwinkel an.

Figure 7-22. If inadequate right rudder is applied in a right turn, a slip results. Too much right rudder causes the aircraft to skid through the turn. Centering the ball results in a coordinated turn.
Abbildung 7-22. Wird in einer Rechtskurve ein unzureichendes rechtes Ruder aufgebracht, ergibt sich ein Schlupf. Zu viel rechtes Ruder bewirkt, dass das Flugzeug durch die Kurve rutscht. Das Zentrieren des Balls führt zu einer koordinierten Kurve.

7.2.8 Neigungsmesser #

Der Neigungsmesser wird verwendet, um das Flugzeug Yaw darzustellen, das ist die Bewegung der Flugzeugnase seitlich zu Seite. Während des koordinierten, geraden und ebenen Fluges bewirkt die Schwerkraft, dass der Ball im unteren Teil des Rohres ruht, zentriert zwischen den Referenzlinien. Ein koordinierter Flug wird aufrechterhalten, indem der Ball zentriert bleibt. Wenn der Ball nicht zentriert ist, kann er mit dem Ruder zentriert werden.

Um die Kugel zu zentrieren, üben Sie den Ruderdruck auf die Seite aus, auf die der Ball abgelenkt wird. Verwenden Sie die einfache Regel „Step on the Ball“, um sich daran zu erinnern, welches Ruderpedal zu drücken. Wenn Querruder und Ruder während einer Kurve koordiniert werden, bleibt der Ball im Rohr zentriert. Wenn aerodynamische Kräfte unausgeglichen sind, bewegt sich der Ball von der Mitte des Rohres weg. Wie in Abbildung 7-22 gezeigt, ist die Drehrate für den Uferwinkel zu langsam, und der Ball bewegt sich zur Innenseite der Kurve. Bei einem Skid ist die Drehrate für den Uferwinkel zu groß, und der Ball bewegt sich nach außen. Um diese Bedingungen zu korrigieren und die Qualität der Kurve zu verbessern, denken Sie daran, „auf den Ball zu treten“. Die Variation des Uferwinkels kann auch dazu beitragen, den koordinierten Flug von einem Schlupf oder Schlupf wiederherzustellen. Um einen Schlupf zu korrigieren, verringern Sie die Bank und / oder erhöhen Sie die Drehrate. Um einen Skid zu korrigieren, erhöhen Sie die Bank und / oder verringern Sie die Drehrate.

7.2.9 Gierstring #

Ein zusätzliches Werkzeug, das dem Flugzeug hinzugefügt werden kann, ist eine Gierschnur. Eine Gierschnur ist einfach eine Schnur oder ein Stück Garn in der Mitte des Windschutzes. Bei einem koordinierten Flug läuft die Schnur direkt über die Windschutzscheibe zurück. Wenn das Flugzeug entweder rutscht oder rutscht, bewegt sich die Giersaite je nach Schlupf oder Schlupfrichtung nach rechts oder links.

7.2.10 Instrumentenprüfung #

Überprüfen Sie während des Preflights, ob der Neigungsmesser voller Flüssigkeit ist und keine Luftblasen aufweist. Der Ball sollte auch an seinem tiefsten Punkt ruhen. Beim Rollen sollte der Turn-Koordinator eine Kurve in der richtigen Richtung angeben, während sich der Ball entgegen der Richtung der Kurve bewegt.

7.2.11 Einstellungsindikator #

Der Lageindikator mit Miniaturflugzeug und Horizontalse zeigt ein Bild der Haltung des Flugzeugs. Die Beziehung des Miniaturflugzeugs zum Horizontalbalken entspricht der Beziehung des realen Flugzeugs zum tatsächlichen Horizont. Das Instrument zeigt sofortige Hinweise auf die kleinsten Einstellungsänderungen.

Der Kreisel im Einstellungsindikator ist in einer horizontalen Ebene montiert und hängt von der Steifigkeit im Raum für seinen Betrieb ab. Die Horizontbalken repräsentieren den wahren Horizont. Dieser Stab ist am Kreisel befestigt und verbleibt in einer horizontalen Ebene, wenn das Flugzeug um seine seitliche oder Längsachse neig- oder gelenkig ist, was die Lage des Flugzeugs relativ zum wahren Horizont angibt. [Figure 7-23]

Der Kreisel dreht sich in der horizontalen Ebene und widersteht der Durchbiegung des Drehwegs. Da der Kreisel im Weltraum auf Steifigkeit angewiesen ist, dreht sich das Flugzeug tatsächlich um den sich drehenden Kreisel.

Ein Einstellknopf ist vorgesehen, mit dem der Pilot das Miniaturflugzeug nach oben oder unten bewegen kann, um das Miniaturflugzeug an der Horizontstange so auszurichten, dass es der Sichtlinie des Piloten entspricht. Normalerweise wird das Miniaturflugzeug so eingestellt, dass die Flügel die Horizontstange überlappen, wenn sich das Flugzeug im geraden und ebenen Kreuzfahrtflug befindet.

Figure 7-23. Attitude indicator.
Abbildung 7-23. Einstellungsindikator.
Figure 7-24. Attitude representation by the attitude indicator corresponds to the relation of the aircraft to the real horizon.
Abbildung 7-24. Die Einstellungsdarstellung durch den Einstellungsindikator entspricht dem Verhältnis des Flugzeugs zum realen Horizont.

Die Tonhöhen- und Bankgrenzen hängen von der Marke und dem Modell des Instruments ab. Die Grenzwerte in der Bankebene liegen in der Regel von 100° bis 110°, und die Steigungsgrenzen liegen in der Regel von 60° bis 70°. Wenn eine der beiden Limits überschritten wird, stürzt das Instrument ab oder verschüttet und gibt bis zur Neuausrichtung falsche Angaben. Eine Reihe moderner Einstellungsindikatoren stürzen nicht.

Jeder Pilot sollte in der Lage sein, die in Abbildung 7-24 dargestellte Bankenskala zu interpretieren. Die meisten Bankenskalenindikatoren auf der Oberseite des Instruments bewegen sich in die gleiche Richtung wie das Flugzeug tatsächlich. Einige andere Modelle bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung von derjenigen, in der das Flugzeug tatsächlich gesandt wird. Dies kann den Piloten verwirren, wenn der Indikator zur Bestimmung der Bankrichtung verwendet wird. Diese Skala sollte nur verwendet werden, um den Grad der gewünschten Bank zu steuern. Das Verhältnis des Miniaturflugzeugs zum Horizontalstab sollte als Hinweis auf die Uferrichtung herangezogen werden.

Die Einstellungsanzeige ist zuverlässig und das realistischste Fluginstrument auf der Instrumententafel. Seine Anzeichen sind sehr enge Annäherungen an die tatsächliche Haltung des Flugzeugs.

7.2.12 Überschriftenanzeige #

Die Überschriftenanzeige ist im Grunde ein mechanisches Instrument, das die Verwendung des Magnetkompasses erleichtert. Fehler im Magnetkompass sind zahlreich, was gerade bei turbulenter Luft eine gerade Flug- und Präzisionskurven zu den Überschriften erschwert. Ein Kursindikator wird jedoch nicht durch die Kräfte beeinflusst, die die Interpretation des Magnetkompasses erschweren. [Figure 7-25]

Figure 7-25. A heading indicator displays headings based on a 360° azimuth, with the final zero omitted. For example, "6" represents 060°, while "21" indicates 210°.
Abbildung 7-25. Eine Überschriftenanzeige zeigt die Überschriften basierend auf einem 360°-Azimut an, wobei die endgültige Null weggelassen wird. Zum Beispiel bedeutet „6“ 060°, während „21“ 210° anzeigt.

Der Einstellknopf wird verwendet, um die Steueranzeige am Magnetkompass auszurichten.

Die Funktionsweise des Kursindikators hängt vom Prinzip der Steifigkeit im Raum ab. Der Rotor dreht sich in einer vertikalen Ebene und am Rotor befestigt ist eine Kompasskarte. Da der Rotor im Raum starr bleibt, halten die Punkte auf der Karte die gleiche Position im Raum relativ zur vertikalen Ebene des Kreisels. Das Flugzeug dreht sich tatsächlich um den rotierenden Kreisel, nicht umgekehrt. Wenn sich das Instrumentengehäuse und das Flugzeug um die vertikale Achse des Kreisels drehen, liefert die Karte klare und genaue Kursinformationen.

Aufgrund der durch Reibung verursachten Präzession kriecht oder driftet der Kursindikator aus einer Überschrift, auf die er gesetzt ist. Unter anderem hängt das Ausmaß der Drift weitgehend vom Zustand des Instruments ab. Wenn die Lager verschlissen, verschmutzt oder unsachgemäß geschmiert sind, kann die Drift übermäßig sein. Ein weiterer Fehler in der Richtungsanzeige wird dadurch verursacht, dass der Kreisel im Raum orientiert ist und sich die Erde im Raum mit einer Geschwindigkeit von 15 ° in 1 Stunde dreht. So kann bei der Reibungspräzession der Kursindikator bis zu 15° Fehler pro Betriebsstunde anzeigen.

Einige Kursindikatoren, die als horizontale Situationsindikatoren (HSI) bezeichnet werden, erhalten eine magnetische Nordreferenz von einem magnetischen Sklavensender und müssen im Allgemeinen nicht eingestellt werden. Der magnetische Sklavensender wird als Magnetometer bezeichnet.

7.2.13 Einstellungs- und Überschriftenreferenzsystem (AHRS) #

Elektronische Flugdisplays haben freilaufende Gyros durch Festkörper-Lasersysteme ersetzt, die in jeder Einstellung fliegen können, ohne zu taumeln. Diese Fähigkeit ist das Ergebnis der Entwicklung des Einstellungs- und Überschriftenreferenzsystems (AHRS).

Das AHRS sendet Einstellungsinformationen an die PFD, um die Tonhöhen- und Bankinformationen des Einstellungsindikators zu generieren. Die Überschrifteninformation wird von einem Magnetometer abgeleitet, das die Erdlinien des magnetischen Flusses erfasst. Diese Informationen werden dann verarbeitet und an das PFD gesendet, um die Kursanzeige zu erzeugen. [Figure 7-26]

Figure 7-26. Attitude and heading reference system (AHRS).
Abbildung 7-26. Einstellungs- und Überschriftenreferenzsystem (AHRS).

7.2.14 Das Fluss-Gate-Kompasssystem #

Wie bereits erwähnt, haben die Flusslinien im Erdmagnetfeld zwei grundlegende Eigenschaften: Ein Magnet stimmt mit ihnen aus und ein elektrischer Strom wird in jedem von ihnen gekreuzten Draht induziert oder erzeugt.

Der Fluss-Gate-Kompass, der den Slave-Gyros antreibt, verwendet die Kennlinie der Strominduktion. Das Flussventil ist ein kleiner, segmentierter Ring, wie der in Abbildung 7-27 aus weichem Eisen, der leicht magnetische Flusslinien aufnimmt. Um jedes der drei Schenkel wird eine elektrische Spule gewickelt, um den in diesem Ring durch das Erdmagnetfeld induzierte Strom aufzunehmen. Eine Spule, die in der Mitte des Rahmens um den Eisenabstand gewickelt ist, hat 400 Hz Wechselstrom (AC) durch diesen. Während der Zeiten, in denen dieser Strom zweimal während jedes Zyklus seinen Spitzenwert erreicht, wird von dieser Spule so viel Magnetismus erzeugt, dass der Rahmen die Flusslinien vom Erdfeld nicht aufnehmen kann.

Wenn sich der Strom zwischen den Spitzen umkehrt, entmagnetisiert er den Rahmen, so dass er den Fluss aus dem Erdfeld aufnehmen kann. Wenn dieser Fluss in den drei Spulen über die Wicklungen schneidet, fließt Strom in ihnen. Diese drei Spulen sind so verbunden, dass sich der darin fließende Strom ändert, wenn sich die Fahrtrichtung des Flugzeugs ändert. [Figure 7-28]

Die drei Spulen sind mit drei ähnlichen, aber kleineren Spulen in einem Synchron im Instrumentengehäuse verbunden. Der Synchron dreht das Zifferblatt eines Radiomagnet-Indikators (RMI) oder eines HSI.

Figure 7-27. The soft iron frame of the flux valve accepts the flux from the Earth magnetic field each time the current in the center coil reverses. This flux causes current to flow in the three pickup coils.
Abbildung 7-27. Der weiche Eisenrahmen des Flussventils nimmt den Fluss aus dem Erdmagnetfeld jedes Mal auf, wenn sich der Strom in der Mittelspule umkehrt. Dieser Fluss bewirkt, dass Strom in den drei Aufnahmespulen fließt.

7.2.15 Fernanzeige-Kompass #

Fernanzeigekompasse wurden entwickelt, um die Fehler und Einschränkungen der älteren Art von Kursindikatoren zu kompensieren. Die beiden tafelmontierten Komponenten eines typischen Systems sind die bildhafte Navigationsanzeige und die Sklavensteuerungs- und Kompensatoreinheit. [Figure 7-29] Die bildhafte Navigationsanzeige wird allgemein als HSI bezeichnet.

Figure 7-28. The current in each of the three pickup coils changes with the heading of the aircraft.
Abbildung 7-28. Der Strom in jeder der drei Pickup-Spulen ändert sich mit der Fahrtrichtung des Flugzeugs.

Die Sklavensteuerungs- und Kompensatoreinheit verfügt über einen Druckknopf, der die Wahl des Modus „Slaved Gyro“ oder „Freier Kreisel“ ermöglicht. Dieses Gerät verfügt auch über einen Sklavenzähler und zwei manuelle Steuerknöpfe. Das Slave-Meter zeigt den Unterschied zwischen der angezeigten Überschrift und der Magnetposition an. Eine rechte Durchbiegung zeigt einen Fehler der Kompasskarte im Uhrzeigersinn an; Eine linke Auslenkung zeigt einen Fehler gegen den Uhrzeigersinn an. Immer wenn das Flugzeug in einer Kurve ist und sich die Karte dreht, zeigt der Sklavenzähler eine volle Durchbiegung auf der einen oder anderen Seite. Wenn sich das System im Modus „Freier Gyro“ befindet, kann die Kompasskarte durch Drücken der entsprechenden Steuertasten-Drive-Taste eingestellt werden.

Eine separate Einheit, der magnetische Slave-Sender, ist ferngesteuert, normalerweise in einer Flügelspitze montiert, um die Möglichkeit magnetischer Störungen auszuschließen. Es enthält das Flussventil, das die Richtungserfassungsvorrichtung des Systems ist. Eine Konzentration von magnetischen Kraftlinien wird nach der Verstärkung zu einem Signal, das an die ebenfalls ferngesteuerte Anzeigeeinheit weitergeleitet wird. Dieses Signal betreibt einen Drehmomentmotor in der Steueranzeigeeinheit, der die Kreiseleinheit verarbeitet, bis sie mit dem Sendersignal ausgerichtet ist. Der magnetische Sklavensender ist elektrisch an den HSI angeschlossen.

Es gibt eine Reihe von Designs des Remote-Anzeigekompasses; Daher werden hier nur die grundlegenden Merkmale des Systems behandelt. Instrumentenpiloten müssen sich mit den Eigenschaften der Ausrüstung in ihren Flugzeugen vertraut machen.

Da die Instrumententafeln immer überfüllter werden und die verfügbaren Scan-Zeiten durch eine höhere Arbeitsbelastung des Flugdecks verkürzt werden, haben die Instrumentenhersteller daran gearbeitet, Instrumente zu kombinieren. Ein gutes Beispiel dafür ist der RMI in Abbildung 7-30. Die Kompasskarte wird durch Signale des Flussventils angesteuert, und die beiden Zeiger werden von einem automatischen Richtungsfinder (ADF) und einem omnidirektionalen Funkbereich (VOR) mit sehr hoher Frequenz (VHF) angetrieben.

Figure 7-29. Pictorial navigation indicator (HSI, top), slaving meter (lower right), and slaving control compensator unit (lower left).
Abbildung 7-29. Bildnavigationsanzeige (HSI, oben), Sklavenmesser (unten rechts) und Sklavensteuerungskompensatoreinheit (unten links).
Figure 7-30. Driven by signals from a flux valve, the compass card in this RMI indicates the heading of the aircraft opposite the upper center index mark. The green pointer is driven by the ADF.
Abbildung 7-30. Angetrieben durch Signale eines Flussventils zeigt die Kompasskarte in diesem RMI die Richtung des Flugzeugs gegenüber der oberen Mittenindexmarke an. Der grüne Zeiger wird von der ADF angetrieben.

Kursindikatoren, die nicht über diese automatische Nordsuchfähigkeit verfügen, werden als „freie“ Gyros bezeichnet und erfordern eine regelmäßige Anpassung. Es ist wichtig, die Anzeigen häufig (etwa alle 15 Minuten) zu überprüfen und die Kursanzeige bei Bedarf wieder auf den Magnetkompass auszurichten. Passen Sie die Kursanzeige an die Position des magnetischen Kompasses an, wenn das Flugzeug gerade ist, und eine konstante Geschwindigkeit aufrechterhalten, um Kompassfehler zu vermeiden.

Die Bank- und Pitch-Grenzen der Kursindikator variieren je nach Design und Marke des Instruments. Bei einigen in leichten Flugzeugen gefundenen Kursindikatoren liegen die Grenzwerte von ungefähr 55 ° und 55 ° der Ufer. Wenn eine dieser Einstellungsgrenzen überschritten wird, „stürzt“ das Instrument oder „verschüttet“ und gibt bis zum Zurücksetzen nicht mehr die korrekte Anzeige an. Nach dem Verschütten kann es mit dem Käfigknopf zurückgesetzt werden. Viele der verwendeten modernen Instrumente sind so konzipiert, dass sie nicht stürzen.

Ein zusätzlicher Präzessionsfehler kann auftreten, da sich ein Kreisel nicht schnell genug dreht, um seine Ausrichtung aufrechtzuerhalten. Wenn das Vakuumsystem aufhört, eine ausreichende Absaugung zu erzeugen, um die Kreiselgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, beginnen sich die Kursanzeige und die Lageanzeige-Gyros zu verlangsamen. Wenn sie langsamer werden, werden sie anfälliger für Auslenkung aus der Drehebene. Einige Flugzeuge haben Warnleuchten, die darauf hinweisen, dass eine Situation mit niedrigem Vakuum aufgetreten ist. Andere Flugzeuge haben möglicherweise nur ein Vakuummessgerät, das die Absaugung anzeigt.

7.2.16 Instrumentenprüfung #

Stellen Sie sicher, dass es keine abnormalen Geräusche gibt, wenn der Kreisel aufrollt. Während des Rollens sollte das Instrument die Kurven in die richtige Richtung anzeigen, und die Präzession sollte nicht abnormal sein. Bei stillen Leistungen können die gyroskopischen Instrumente, die das Vakuumsystem verwenden, möglicherweise nicht den Betriebsgeschwindigkeiten entsprechen, und die Präzession kann schneller als während des Fluges auftreten.

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