La Terra è un enorme magnete, che gira nello spazio, circondato da un campo magnetico costituito da linee di flusso invisibili. Queste linee lasciano la superficie al polo nord magnetico e rientrano al polo sud magnetico.

Le linee di flusso magnetico hanno due caratteristiche importanti: qualsiasi magnete libero di ruotare si allineerà con loro e una corrente elettrica viene indotta in qualsiasi conduttore che le attraversa. La maggior parte degli indicatori di direzione installati nell’aereo utilizza una di queste due caratteristiche.

7.3.1 Bussola magnetica #

Uno degli strumenti più antichi e semplici per indicare la direzione è la bussola magnetica. È anche uno degli strumenti di base richiesti dal Titolo 14 del Codice dei Regolamenti Federali (14 CFR) Parte 91 sia per il volo VFR che IFR.

Un magnete è un pezzo di materiale, di solito un metallo contenente ferro, che attrae e trattiene linee di flusso magnetico. Indipendentemente dalle dimensioni, ogni magnete ha due poli: nord e sud. Quando un magnete viene posizionato nel campo di un altro, i poli diversi si attraggono e i poli simili si respingono. Una bussola magnetica dell’aeromobile ha due piccoli magneti attaccati a un galleggiante di metallo sigillato all’interno di una ciotola di liquido trasparente simile al cherosene. Una scala graduata, chiamata carta, viene avvolta attorno al galleggiante e vista attraverso una finestra di vetro con una linea di lubrificazione su di esso. La carta è contrassegnata da lettere che rappresentano le direzioni cardinali, nord, est, sud e ovest, e un numero per ogni 30° tra queste lettere. L’ultimo “0” viene omesso da queste direzioni. Ad esempio, 3 = 30°, 6 = 60° e 33 = 330°. Ci sono segni di graduazione lunghi e brevi tra le lettere e i numeri, ogni segno lungo rappresenta 10° e ogni segno corto che rappresenta 5°.

Il gruppo galleggiante e carta ha un perno in acciaio temprato al centro che si sposta all’interno di una speciale tazza di gioielli in vetro duro a molla. La galleggiabilità del galleggiante toglie la maggior parte del peso dal perno e il fluido smorza l’oscillazione del galleggiante e della carta. Questo montaggio di tipo gioiello e perno consente alla libertà di rotazione del galleggiante di ruotare e inclinare fino a circa 18° di inclinazione. A angoli di sponda più ripidi, le indicazioni della bussola sono irregolari e imprevedibili.

L’alloggiamento della bussola è completamente pieno di liquido della bussola. Per prevenire danni o perdite quando il fluido si espande e si contrae con variazioni di temperatura, la parte posteriore della custodia della bussola è sigillata con un diaframma flessibile o con un soffietto metallico in alcune bussole.

I magneti si allineano con il campo magnetico terrestre e il pilota legge la direzione sulla scala opposta alla linea di lubrificazione. Si noti che nella Figura 7-31, il pilota vede la bussola dal suo lato posteriore. Quando il pilota sta volando a nord come mostra la bussola, l’est è a destra dei piloti. Sulla carta, “33”, che rappresenta 330° (ovest di nord), si trova a destra del nord. La ragione di questa apparente graduazione all’indietro è che la carta rimane ferma, e l’alloggiamento della bussola e il pilota girano attorno ad essa, osservando sempre la carta dal suo lato posteriore.

Un gruppo compensatore montato sulla parte superiore o inferiore della bussola consente a un tecnico di manutenzione dell’aviazione (AMT) di creare un campo magnetico all’interno dell’alloggiamento della bussola che annulla l’influenza dei campi magnetici esterni locali. Questo viene fatto per correggere l’errore di deviazione. Il gruppo compensatore ha due alberi le cui estremità hanno asole cacciavite accessibili dalla parte anteriore della bussola. Ogni albero ruota uno o due piccoli magneti compensatori. L’estremità di un albero è contrassegnata da E-W e i suoi magneti influenzano la bussola quando l’aereo è puntato a est oa ovest. L’altro pozzo è contrassegnato come N-S e i suoi magneti influenzano la bussola quando l’aereo è puntato a nord oa sud.

7.3.2 Errori indotti dalla bussola magnetica #

La bussola magnetica è lo strumento più semplice nel pannello, ma è soggetto a una serie di errori che devono essere considerati. Variazione: la Terra ruota attorno al suo asse geografico; Mappe e grafici vengono disegnati utilizzando meridiani di longitudine che passano attraverso i poli geografici. Le direzioni misurate dai poli geografiche sono chiamate vere direzioni. Il polo nord magnetico al quale non è collocato il polo geografico nord, ma è a circa 1.300 miglia di distanza; Le direzioni misurate dai poli magnetici sono chiamate direzioni magnetiche. Nella navigazione aerea, la differenza tra direzioni vere e magnetiche è chiamata variazione. Questa stessa differenza angolare nel rilevamento e nella navigazione terrestre è chiamata declinazione.

La Figura 7-32 mostra le linee isogoniche che identificano il numero di gradi di variazione nella loro area. La linea che passa vicino a Chicago è chiamata linea agonica. Ovunque lungo questa linea i due poli sono allineati e non c’è alcuna variazione.

Volando nell’area di Washington, DC, ad esempio, la variazione è di 10° a ovest. Se un pilota vuole volare un vero corso di sud (180°), a questo deve essere aggiunta la variazione, determinando un corso magnetico di 190° per volare. Volando nell’area di Los Angeles, California, la variazione è 14° est. Per volare un vero corso di 180°, il pilota dovrebbe sottrarre la variazione e volare un corso magnetico di 166°. L’errore di variazione non cambia con l’intestazione dell’aeromobile; È lo stesso ovunque lungo la linea isogonica. Deviazione: i magneti in una bussola si allineano con qualsiasi campo magnetico. Campi magnetici locali in un aeromobile causati dalla corrente elettrica che scorre nella struttura, nel cablaggio vicino o in qualsiasi parte magnetizzata della struttura, in conflitto con il campo magnetico terrestre e causa un errore della bussola chiamato deviazione.

La deviazione, a differenza della variazione, è diversa su ogni intestazione, ma non è influenzata dalla posizione geografica. L’errore di variazione non può essere ridotto o modificato, ma l’errore di deviazione può essere ridotto al minimo quando un AMT esegue l’attività di manutenzione nota come “oscillazione della bussola”.

La maggior parte degli aeroporti ha una rosa di bussola, che è una serie di linee contrassegnate su una rampa o un’area di rincorsa di manutenzione dove non vi sono interferenze magnetiche. Le linee, orientate al nord magnetico, sono dipinte ogni 30°, come mostrato nella Figura 7-33.

L’AMT allinea l’aeromobile su ciascuna direzione magnetica e regola i magneti di compensazione per ridurre al minimo la differenza tra l’indicazione della bussola e l’effettiva direzione magnetica dell’aeromobile. Qualsiasi errore che non può essere rimosso viene registrato su una scheda di correzione della bussola, come quello nella Figura 7-34, e inserito in un titolare di carta vicino alla bussola. Il pilota può rullare l’aereo fino alla bussola e manovrare l’aereo alle intestazioni prescritte dall’AMT; Tuttavia, solo l’AMT può regolare la bussola o completare la scheda di correzione della bussola.

Le correzioni per la variazione e la deviazione devono essere applicate nella sequenza corretta, a partire dal vero corso desiderato. Passaggio 1: determinare il corso magnetico. Corso vero (180°) ± variazione (+10°) = corso magnetico (190°).

L’andamento magnetico (190°) viene guidato se non vi è alcun errore di deviazione da applicare. Passaggio 2: determinare il corso della bussola. Corso magnetico (190°) ± deviazione (–2°, dalla scheda di correzione) = corso della bussola (188°). Pertanto, per guidare un vero e proprio corso di 180°, il pilota seguirebbe un corso di bussola di 188°.

Per trovare il vero corso che viene volato quando è noto il corso della bussola: rotta della bussola ± deviazione = corso magnetico ± variazione = corso vero. Errori DIP: le linee di flusso magnetico si considerano per lasciare la Terra al polo nord magnetico ed entrare al polo sud magnetico. In entrambe le posizioni le linee sono perpendicolari alla superficie terrestre. All’equatore magnetico, che si trova a metà tra i poli, le linee sono parallele alla superficie. I magneti in una bussola si allineano con questo campo, e vicino ai poli si immergono, o inclinano, il galleggiante e la carta. Il galleggiante è bilanciato con un piccolo peso compensativo, per smorzare gli effetti del dip quando si opera alle medie latitudini dell’emisfero settentrionale. Questo calo (e peso) provoca due errori molto evidenti: errore di tornitura settentrionale ed errore di accelerazione.

L’attrazione della componente verticale del campo magnetico terrestre provoca un errore di rotazione a nord, che è evidente su una direzione nord o sud. Quando un aereo che vola su una direzione a nord effettua una svolta verso est, l’aereo si trova a destra e la carta della bussola si inclina a destra. La componente verticale del campo magnetico terrestre tira l’estremità nord del magnete a destra e il galleggiante ruota, facendo ruotare la carta verso ovest, la direzione opposta alla direzione in cui viene effettuata la svolta. [Figure 7-35]

Se la svolta viene effettuata da nord a ovest, l’aereo si estende a sinistra e la carta della bussola si inclina sul lato sinistro. Il campo magnetico tira l’estremità del magnete che fa ruotare la carta verso est. Questa indicazione è di nuovo opposta alla direzione in cui viene effettuata la svolta. La regola per questo errore è: quando si avvia un turno da una direzione nord, l’indicazione della bussola è in ritardo rispetto alla svolta.

Quando un aereo sta volando su una direzione a sud e inizia una svolta verso est, il campo magnetico terrestre tira l’estremità del magnete che ruota la carta verso est, nella stessa direzione in cui viene effettuata la svolta. Se la svolta viene effettuata da sud verso ovest, il tiro magnetico inizia a ruotare la carta verso ovest, di nuovo, nella stessa direzione in cui viene effettuata la svolta. La regola per questo errore è: quando si avvia una svolta da un’intestazione a sud, l’indicazione della bussola conduce la svolta.

Nell’errore di accelerazione, il peso di correzione DIP fa sì che l’estremità del galleggiante e la carta contrassegnata N (l’estremità a sud) siano più pesanti dell’estremità opposta. Quando l’aereo vola a velocità costante su una direzione est o ovest, il galleggiante e la carta sono a livello. Gli effetti del calo magnetico e del peso sono approssimativamente uguali. Se l’aereo accelera su una direzione est [Figure 7-36], l’inerzia del peso trattiene indietro la sua estremità del galleggiante e la carta ruota verso nord. Non appena la velocità dell’aereo si stabilizza, la carta torna alla sua indicazione est. Se, durante il volo su questa direzione verso est, l’aereo decelera, l’inerzia fa avanzare il peso e la carta ruota verso sud fino a quando la velocità non si stabilizza nuovamente.

Quando si vola su una direzione dell’Ovest, accadono le stesse cose. Un mnemonico per l’effetto dell’errore di accelerazione è la parola “ands” (accelerazione – nord, decelerazione – sud). L’accelerazione provoca un’indicazione verso nord; La decelerazione provoca un’indicazione verso sud.

7.3.3 Errore di oscillazione #

L’oscillazione è una combinazione di tutti gli altri errori e si traduce in una scheda della bussola che oscilla avanti e indietro attorno all’intestazione che viene volata. Quando si imposta l’indicatore giroscopico della testata per concordare con la bussola magnetica, utilizzare l’indicazione media tra le oscillazioni.

7.3.4 La bussola magnetica della carta verticale #

Il tipo di bussola a magnete mobile non solo ha tutti gli errori appena descritti, ma si presta anche a una lettura confusa. È facile iniziare una svolta nella direzione sbagliata perché la sua carta appare all’indietro. L’est è su quello che il pilota si aspetterebbe di essere il lato ovest. La bussola magnetica della carta verticale elimina alcuni errori e confusione. Il quadrante di questa bussola è graduato con lettere che rappresentano le direzioni cardinali, numeri ogni 30° e segni di zecca ogni 5°. Il quadrante è ruotato da un set di ingranaggi dal magnete montato sull’albero e il muso del simbolico aereo sul vetro dello strumento rappresenta la linea di lubrificazione per leggere l’intestazione dell’aereo dal quadrante. Correnti parassite indotte in una tazza di alluminio che smorza l’umidità, o diminuisce l’oscillazione del magnete. [Figure 7-37]

7.3.5 Ritardi o lead #

Quando si inizia una svolta da una direzione a nord, la bussola è in ritardo rispetto alla curva. Quando si inizia una svolta da una direzione sud, la bussola conduce la svolta.

7.3.6 Smorzamento della corrente parassita #

La diminuzione dell’ampiezza delle oscillazioni mediante l’interazione dei campi magnetici. Nel caso di una bussola magnetica verticale con carta, il flusso dal magnete permanente oscillante produce correnti parassite in un disco o una tazza di smorzamento. Il flusso magnetico prodotto dalle correnti parassite si oppone al flusso dal magnete permanente e diminuisce le oscillazioni.