La Terre est un énorme aimant, tournant dans l’espace, entouré d’un champ magnétique composé de lignes de flux invisibles. Ces lignes quittent la surface au pôle nord magnétique et reviennent au pôle sud magnétique.
Les lignes de flux magnétique ont deux caractéristiques importantes : tout aimant libre de tourner s’alignera avec eux, et un courant électrique est induit dans n’importe quel conducteur qui les coupe. La plupart des indicateurs de direction installés dans les avions utilisent l’une de ces deux caractéristiques.
7.3.1 Boussole magnétique #
L’un des instruments les plus anciens et les plus simples pour indiquer la direction est la boussole magnétique. Il s’agit également d’un des instruments de base requis par le titre 14 du Code des réglementations fédérales (14 CFR) partie 91 pour les vols VFR et IFR.
Un aimant est un morceau de matériau, généralement un métal contenant du fer, qui attire et retient les lignes de flux magnétique. Quelle que soit la taille, chaque aimant a deux pôles : Nord et Sud. Lorsqu’un aimant est placé dans le champ d’un autre, les pôles différents s’attirent et aiment les pôles se repoussent. Une boussole magnétique d’avion a deux petits aimants attachés à un flotteur métallique scellé à l’intérieur d’un bol de fluide de compas transparent similaire au kérosène. Une échelle graduée, appelée carte, est enroulée autour du flotteur et vue à travers une fenêtre en verre avec une ligne de lubber à travers. La carte est marquée de lettres représentant les directions cardinales, nord, est, sud et ouest, et un nombre pour chaque 30° entre ces lettres. Le « 0 » final est omis de ces directions. Par exemple, 3 = 30°, 6 = 60° et 33 = 330°. Il existe des marques de graduation longues et courtes entre les lettres et les chiffres, chaque marque longue représentant 10° et chaque marque courte représentant 5°.
L’ensemble flotteur et carte a un pivot en acier trempé en son centre qui s’installe à l’intérieur d’un gobelet spécial en verre dur à ressort. La flottabilité du flotteur enlève la majeure partie du poids du pivot, et le fluide amortit l’oscillation du flotteur et de la carte. Ce montage de type bijou et pivot permet au flotteur de tourner et de s’incliner jusqu’à environ 18° d’angle de la banque. À des angles plus raides, les indications de la boussole sont irrégulières et imprévisibles.
Le boîtier de la boussole est entièrement rempli de liquide de boussole. Pour éviter les dommages ou les fuites lorsque le fluide se dilate et se contracte avec des changements de température, l’arrière du boîtier est scellé avec un diaphragme flexible ou avec un soufflet métallique dans certaines boussoles.
Les aimants s’alignent avec le champ magnétique terrestre et le pilote lit la direction sur l’échelle opposée à la ligne de gloire. Notez qu’à la Figure 7-31, le pilote voit la carte de la boussole depuis son dos. Lorsque le pilote vole vers le nord comme le montre la boussole, l’est est à droite des pilotes. Sur la carte, « 33 », qui représente 330° (ouest du nord), est à droite du nord. La raison de cette gradation apparente à l’envers est que la carte reste à l’arrêt, et que le boîtier de la boussole et le pilote tournent autour de lui, toujours en regardant la carte depuis son dos.
Un ensemble compensateur monté en haut ou en bas de la boussole permet à un technicien de maintenance aéronautique (AMT) de créer un champ magnétique à l’intérieur du boîtier de la boussole qui annule l’influence des champs magnétiques extérieurs locaux. Ceci est fait pour corriger l’erreur d’écart. L’ensemble compensateur a deux arbres dont les extrémités ont des fentes de tournevis accessibles depuis l’avant du compas. Chaque arbre tourne un ou deux petits aimants compensateurs. L’extrémité d’un arbre est marquée E-W, et ses aimants affectent le compas lorsque l’avion est pointé vers l’est ou l’ouest. L’autre puits est marqué N-S et ses aimants affectent le compas lorsque l’avion est pointé vers le nord ou le sud.
7.3.2 Erreurs induites par la boussole magnétique #
La boussole magnétique est l’instrument le plus simple du panneau, mais il est sujet à un certain nombre d’erreurs à prendre en compte. Variation : la Terre tourne autour de son axe géographique ; Les cartes et les cartes sont dessinées à l’aide de méridiens de longitude qui traversent les pôles géographiques. Les directions mesurées à partir des pôles géographiques sont appelées véritables directions. le pôle nord magnétique auquel la boussole magnétique pointe n’est pas colocalisée avec le pôle nord géographique, mais est à environ 1 300 milles; Les directions mesurées à partir des pôles magnétiques sont appelées directions magnétiques. Dans la navigation aérienne, la différence entre les directions vraies et magnétiques est appelée variation. Cette même différence angulaire dans l’arpentage et la navigation terrestre est appelée déclinaison.
La figure 7-32 montre les lignes isogoniques qui identifient le nombre de degrés de variation dans leur zone. La ligne qui passe près de Chicago s’appelle la ligne Agonic. Partout le long de cette ligne, les deux pôles sont alignés et il n’y a aucune variation.
Vol dans la zone de Washington, D.C., par exemple, la variation est de 10 ° à l’ouest. Si un pilote veut voler un véritable parcours du sud (180°), il faut y ajouter la variation, résultant en un parcours magnétique de 190° pour voler. Vol dans la région de Los Angeles, en Californie, la variation est de 14° à l’est. Pour y voler une véritable course de 180°, le pilote devrait soustraire la variation et suivre un parcours magnétique de 166°. L’erreur de variation ne change pas avec le cap de l’avion ; C’est le même partout le long de la ligne isogonique. Écart : les aimants d’une boussole s’alignent sur n’importe quel champ magnétique. Les champs magnétiques locaux d’un avion causés par le courant électrique circulant dans la structure, dans le câblage à proximité ou dans toute partie magnétisée de la structure, sont en conflit avec le champ magnétique terrestre et provoquent une erreur de boussole appelée déviation.
La déviation, contrairement à la variation, est différente sur chaque titre, mais elle n’est pas affectée par l’emplacement géographique. L’erreur de variation ne peut pas être réduite ou modifiée, mais l’erreur d’écart peut être minimisée lorsqu’un AMT effectue la tâche de maintenance connue sous le nom de « Swing the Compass ».
La plupart des aéroports ont une rose des vents, qui est une série de lignes délimitées sur une rampe ou une zone de maintenance où il n’y a pas d’interférence magnétique. Les lignes, orientées vers le nord magnétique, sont peintes tous les 30°, comme le montre la figure 7-33.
L’AMT aligne l’aéronef sur chaque en-tête magnétique et ajuste les aimants de compensation pour minimiser la différence entre l’indication de la boussole et le cap magnétique réel de l’avion. Toute erreur qui ne peut pas être supprimée est enregistrée sur une carte de correction de boussole, comme celle de la figure 7-34, et placée dans un titulaire de carte près du compas. Le pilote peut rouler l’avion à la boussole et manœuvrer l’avion jusqu’aux titres prescrits par l’AMT ; Cependant, seul l’AMT peut ajuster la boussole ou compléter la carte de correction de la boussole.
Les corrections de variation et d’écart doivent être appliquées dans la séquence correcte, à partir du cours réel souhaité. Étape 1 : Déterminez le cours magnétique. Course vraie (180°) ± variation (+10°) = Course magnétique (190°).
Le cours magnétique (190°) est dirigé s’il n’y a pas d’erreur d’écart à appliquer. Étape 2 : Déterminez le cours de la boussole. Course magnétique (190°) ± déviation (–2°, par rapport à la carte de correction) = Course de la boussole (188°). Par conséquent, pour orienter un véritable parcours de 180°, le pilote suivrait un parcours de boussole de 188°.
Pour trouver le cours réel qui s’effectue lorsque le cap de la boussole est connu : Course de la boussole ± Écart = Cours magnétique ± Variation = Course vraie. Erreurs de pendage : Les lignes de flux magnétique sont considérées comme quitter la Terre au pôle nord magnétique et entrer au pôle sud magnétique. Aux deux endroits, les lignes sont perpendiculaires à la surface de la Terre. À l’équateur magnétique, à mi-chemin entre les pôles, les lignes sont parallèles à la surface. Les aimants d’une boussole s’alignent avec ce champ, et près des pôles qu’ils plongent ou inclinent, le flotteur et la carte. Le flotteur est équilibré avec un petit poids compensant la baisse, pour atténuer les effets de la baisse lors de l’utilisation dans les latitudes moyennes de l’hémisphère nord. Ce pendage (et le poids) entraîne deux erreurs très notables : erreur de virage vers le nord et erreur d’accélération.
La traction de la composante verticale du champ magnétique terrestre provoque une erreur de virage vers le nord, ce qui est évident sur un cap du nord ou du sud. Lorsqu’un aéronef volant sur un cap du nord fait un virage vers l’est, les berges d’avions à droite et la carte de la boussole s’incline vers la droite. La composante verticale du champ magnétique terrestre tire vers la droite l’extrémité nord de l’aimant, et le flotteur tourne, entraînant une rotation de la carte vers l’ouest, la direction opposée à la direction du virage. [Figure 7-35]
Si le virage est fait du nord à l’ouest, les banques d’avions à gauche et la carte de la boussole s’incline vers le côté gauche. Le champ magnétique tire sur l’extrémité de l’aimant qui fait tourner la carte vers l’est. Cette indication est à nouveau opposée à la direction dans laquelle le virage est effectué. La règle pour cette erreur est la suivante : lors du démarrage d’un virage à partir d’un cap nord, l’indication de la boussole est à la traîne derrière le virage.
Lorsqu’un avion vole sur un cap du sud et commence un virage vers l’est, le champ magnétique terrestre tire sur l’extrémité de l’aimant qui fait tourner la carte vers l’est, dans la même direction que le virage est effectué. Si le virage est fait du sud vers l’ouest, la traction magnétique démarre la carte vers l’ouest, encore une fois, dans la même direction, le virage est effectué. La règle pour cette erreur est la suivante : lors du démarrage d’un tour à partir d’un cap sud, l’indication de la boussole mène le tour.
Dans une erreur d’accélération, le poids de la correction dip-correction rend la fin du flotteur et la carte marquées N (l’extrémité sud) à être plus lourde que l’extrémité opposée. Lorsque l’avion vole à une vitesse constante sur un cap de l’est ou de l’ouest, le flotteur et la carte sont à niveau. Les effets du pendage magnétique et du poids sont approximativement égaux. Si l’avion accélère sur une position de l’Est [Figure 7-36], l’inertie du poids maintient son extrémité du flotteur et la carte tourne vers le nord. Dès que la vitesse de l’avion se stabilise, la carte retourne à son indication est. Si, en volant sur cette direction vers l’est, l’avion décélère, l’inertie fait avancer le poids et la carte tourne vers le sud jusqu’à ce que la vitesse se stabilise à nouveau.
Lorsque vous volez sur une tête de l’ouest, les mêmes choses se produisent. Un mnémonique pour l’effet de l’erreur d’accélération est le mot « et » (accélération – nord, décélération – sud). L’accélération provoque une indication vers le nord ; La décélération provoque une indication vers le sud.
7.3.3 Erreur d’oscillation #
L’oscillation est une combinaison de toutes les autres erreurs, ce qui entraîne la balancement de la carte de la boussole autour du cap. Lors du réglage de l’indicateur de cap gyroscopique pour qu’il soit d’accord avec la boussole magnétique, utilisez l’indication moyenne entre les swings.
7.3.4 Le compas magnétique vertical de la carte #
Le type de boussole à aimant flottant a non seulement toutes les erreurs que nous venons de décrire, mais se prête également à une lecture confuse. Il est facile de commencer un virage dans le mauvais sens car sa carte apparaît en arrière. East est sur ce que le pilote s’attendrait à être le côté ouest. La boussole magnétique verticale de la carte élimine certaines erreurs et confusion. Le cadran de cette boussole est gradué avec des lettres représentant les directions cardinales, des chiffres tous les 30° et des marques de coche tous les 5°. Le cadran est tourné par un ensemble d’engrenages provenant de l’aimant monté sur l’arbre, et le nez de l’avion symbolique sur la vitre d’instrument représente la ligne de lubber pour lire le cap de l’avion à partir du cadran. Les courants de Foucault sont induits dans une coupelle d’amortissement d’aluminium ou une oscillation de l’aimant. [Figure 7-37]
7.3.5 Décalages ou prospects #
Lorsque vous commencez un virage à partir d’un cap du nord, la boussole est à la traîne derrière le virage. Lorsque vous commencez un virage à partir d’un cap sud, la boussole mène le virage.
7.3.6 Amortissement du courant de Foucault #
L’amplitude réduite des oscillations par l’interaction des champs magnétiques. Dans le cas d’une carte magnétique verticale, le flux de l’aimant permanent oscillant produit des courants de Foucault dans un disque ou une coupelle d’amortissement. Le flux magnétique produit par les courants de Foucault s’oppose au flux de l’aimant permanent et diminue les oscillations.
