地球は巨大な磁石であり、目に見えない磁束線で構成された磁場に囲まれ、宇宙で回転します。 これらの線は、磁極の北極で表面を出て、磁性の南極に再び入る。

磁束の線には 2 つの重要な特性があります。自由に回転できる磁石はそれらに整列し、電流はそれらを横切る導体に誘導されます。 航空機に取り付けられているほとんどの方向インジケータは、これら 2 つの特性のいずれかを利用しています。

7.3.1 磁気コンパス #

方向を示すための最も古く、最も単純な手段の 1 つは磁気コンパスです。 これは、VFR および IFR 飛行の両方について、連邦規則 (14 CFR) パート 91 のタイトル 14 で要求される基本的な手段の 1 つでもあります。

磁石は、磁束の線を引き付けて保持する、通常は鉄を含む金属片です。 サイズに関係なく、すべての磁石には北と南の 2 つの極があります。 ある磁石が別の磁界に置かれると、異なる極が互いに引き合い、同じように反発します。 航空機用磁気コンパスには、灯油に似た透明なコンパス液のボウルの中に密封された金属製のフロートに取り付けられた 2 つの小さな磁石があります。 カードと呼ばれる目盛りの目盛りがフロートの周りに巻き付けられ、ガラスの窓から見えるようにして、その横にゴムの線があります。 カードには、北、東、南、西の基本方向を表す文字と、これらの文字の間の 30° の数字が記されています。 最後の「0」は、これらの方向から省略されています。 たとえば、3 = 30°、6 = 60°、33 = 330° です。 文字と数字の間には、長い目盛りと短い目盛りがあり、それぞれ 10 度を表し、それぞれの短いマークは 5 度を表します。

フロートとカード アセンブリの中央に鋼製ピボットが付いており、スプリング式の硬いガラス製の宝石カップに乗ります。 フロートの浮力により、重量のほとんどがピボットから外れ、流体がフロートとカードの振動を減衰させます。 このジュエル アンド ピボット タイプの取り付けにより、フロートを自由に回転させたり傾けたりして、約 18 度のバンク角度まで自由に傾けます。 より急なバンクの角度では、コンパスの表示は不安定で予測不可能です。

コンパス ハウジングは、コンパス液でいっぱいです。 流体が膨張して温度変化に応じて収縮する際の損傷や漏れを防ぐために、コンパス ケースの後部は、コンパスの一部の金属製のベローズで柔軟なダイヤフラムで密閉されます。

磁石は地球の磁場と整列し、パイロットはゴム線の反対側のスケールで方向を読み取ります。 図 7-31 では、パイロットはコンパス カードを裏側から見ていることに注意してください。 コンパスが示すようにパイロットが北に飛んでいるとき、東はパイロットです。 カードでは、北の 330 度 (北から西) を表す「33」が北の右側にあります。 この明らかな後退の理由は、カードが静止したままであり、コンパス ハウジングとパイロットが常にカードを裏側から見ているためです。

コンパスの上部または下部に取り付けられた補償器アセンブリにより、航空保守技術者 (AMT) は、コンパス ハウジング内に磁場を作り、ローカルの外部磁場の影響をキャンセルします。 これは偏差誤差を修正するために行われます。 補償器アセンブリには、コンパスの前面からアクセスできるドライバー スロットがある端部の 2 つのシャフトがあります。 各シャフトは、1 つまたは 2 つの小さな補償磁石を回転させます。 1 つのシャフトの端は E-W とマークされており、その磁石は航空機が東または西に向いているときにコンパスに影響を与えます。 もう一方のシャフトは N-S とマークされており、その磁石は航空機が北または南を向いているときにコンパスに影響を与えます。

7.3.2 磁気コンパス誘起エラー #

マグネティック コンパスは、パネル内で最も単純な楽器ですが、考慮しなければならない多くのエラーが発生します。 変化: 地球はその地理軸を中心に回転します。 地図とチャートは、地理的極を通る経度の経度の子午線を使用して描画されます。 地理極から測定された方向は、真の方向と呼ばれます。 磁気コンパスがポイントする磁北極は、地理的な北極と同じ位置にありませんが、1,300 マイル離れています。 磁極から測定された方向は、磁気方向と呼ばれます。 空中航法では、真の方向と磁気の方向の違いを変動といいます。 測量と陸上航行におけるこの同じ角度の違いは、デクリネーションと呼ばれます。

図 7-32 は、その面積の変動度数を識別する等角線を示しています。 シカゴの近くを通過する線は、アゴニック ラインと呼ばれます。 この線に沿ってどこでも、2 つの極が整列していて、変化はありません。

たとえば、ワシントン D.C. 地域での飛行、変動は西 10 度です。 パイロットが真の南のコース (180°) を飛行したい場合、これに変動を加える必要があり、その結果、190° の磁気コースが飛行します。 カリフォルニア州ロサンゼルスの飛行で、変動は東 14 度です。 真のコースを 180 度飛行するには、パイロットは変動を減算して 166° の磁気コースを飛ばす必要があります。 変動誤差は、航空機の方向によって変化しません。 アイソゴニック ラインに沿ったどこでも同じです。 偏差: コンパス内の磁石は、あらゆる磁場に合わせます。 航空機内の局所磁場は、構造物、近くの配線、または構造物の一部の磁化部分で流れる電流によって引き起こされ、地球の磁場と衝突し、偏差と呼ばれるコンパス エラーを引き起こします。

偏差は、バリエーションとは異なり、見出しごとに異なりますが、地理的な位置の影響を受けません。 変動誤差を減らすことも変更することもできませんが、AMT が「コンパスのスイング」と呼ばれるメンテナンス タスクを実行すると、偏差誤差を最小限に抑えることができます。

ほとんどの空港には、コンパス ローズがあります。これは、磁気干渉のないランプまたはメンテナンス ランナップ エリアにマークされた一連の線です。 図 7-33 に示すように、磁北を向いた線は 30° ごとに塗装されています。

AMT は、各磁気ヘディングで航空機を整列させ、補償磁石を調整して、コンパス表示と航空機の実際の磁気見出しとの差を最小限に抑える。 削除できないエラーは、図 7-34 のようにコンパス補正カードに記録され、コンパスの近くのカード所有者に置かれます。 パイロットは、航空機をコンパスにタキシングしてローズを移動し、航空機を AMT が規定する方向に向けて操縦することができます。 ただし、AMT だけがコンパスを調整するか、コンパス補正カードを完了することができます。

変動と偏差の補正は、必要な真のコースから始めて、正しい順序で適用する必要があります。 ステップ 1: 磁気コースを決定します。 真のコース (180°) ± 変動 (+10°) = 磁気コース (190°)。

偏差誤差がない場合は、磁気コース (190°) を操縦します。 ステップ 2: コンパス コースを決定します。 磁気コース (190°) ± 偏差 (-2°、補正カードから) = コンパス コース (188°)。 したがって、実際の 180° のコースを操縦するには、パイロットは 188° のコンパス コースをたどります。

コンパス コースがわかっているときに飛行中の真のコースを見つけるには: コンパス コース ± 偏差 = 磁気コース ± 変動 = 真のコース。 ディップ エラー: 磁束の線は、磁気北極に地球を出て、磁性の南極に入ると考えられています。 両方の場所で、線は地球の表面に対して垂直です。 磁極の中間にある磁気赤道では、線は表面に平行です。 コンパス内の磁石は、この磁場に合わせて、磁極の近くで浮くか、浮き上がってカードを傾けます。 フロートは、北半球の中緯度で動作するときのディップの影響を弱めるために、小さなディップ補償重量とバランスが取れています。 このディップ (および重量) により、2 つの非常に顕著なエラーが発生します: 北向きの回転エラーと加速度エラーです。

地球の磁場の垂直成分を引っ張ると、北または南の方位で明らかな北向きの回転誤差が生じます。 北の方向に飛んでいる航空機が東に曲がると、航空機は右にバンクし、コンパス カードは右に傾きます。 地球の磁場の垂直成分が磁石の北に求める端を右に引っ張り、フロートが回転し、カードが西に回転し、ターンの方向と反対の方向に回転します。 [Figure 7-35]

北から西に曲がる場合、航空機は左側にバンクし、コンパス カードは左側に傾きます。 磁場が磁石の端を引っ張って、カードが東に向かって回転します。 この表示は、ターンが行われている方向とは反対です。 このエラーのルールは次のとおりです。北方の見出しからターンを開始すると、コンパスの表示はターンより遅れます。

航空機が南の方向に向けて飛行し、東に向かうと、地球の磁場が磁石の端を引き寄せ、カードを東に向けて回転させます。これは、ターンの方向と同じ方向です。 南から西に曲がると、磁気プルがカードを西に向かって回転させ、再び同じ方向に回転させます。 このエラーのルールは次のとおりです。南のヘディングからターンを開始すると、コンパス表示がターンをリードします。

加速度誤差では、ディップ補正の重みにより、フロートと N (南シーク端) のマークが付いたカードが反対側よりも重くなります。 航空機が東または西の方向で一定の速度で飛行している場合、フロートとカードは水平になります。 磁気ディップと重量の影響はほぼ同じです。 航空機が東の方向に加速した場合 [Figure 7-36]の場合、ウェイトの慣性がフロートの端を後ろに保持し、カードが北に向かって回転します。 航空機の速度が安定するとすぐに、カードは東の表示に戻ります。 この東向きの方向で飛行中に航空機が減速すると、慣性により重量が前方に移動し、カードは再び速度が安定するまで南に回転します。

西に向かって飛行するときも、同じことが起こります。 加速誤差の影響のニーモニックは、「ands」という単語です (加速 – 北、減速 – 南)。 加速は北に向けられます。 減速は、南への兆候を引き起こします。

7.3.3 発振エラー #

発振は他のすべてのエラーの組み合わせであり、その結果、コンパス カードがヘディングの周りを前後にスイングします。 ジャイロスコープのヘディング インジケータを磁気コンパスと一致するように設定する場合は、スイング間の平均表示を使用してください。

7.3.4 垂直カード磁気コンパス #

フローティング マグネット タイプのコンパスには、前述のすべてのエラーが含まれているだけでなく、読み込みの混乱にも役立ちます。 カードが後方に表示されるため、間違った方向に曲がり始めるのは簡単です。 東は、パイロットが西側になると予想するところにあります。 垂直カードの磁気コンパスにより、エラーや混乱の一部が解消されます。 このコンパスのダイヤルは、基本方向を表す文字、30° ごとの数字、および 5° ごとの目盛りで目盛りが付けられています。 ダイヤルは、シャフトに取り付けられたマグネットから一連の歯車によって回転され、インストルメント ガラス上の象徴的な航空機の機首は、ダイヤルから航空機の方向を読み取るためのラバー ラインを表します。 アルミニウムが減衰するカップに誘起された渦電流は、磁石の振動を減衰または減少させます。 [Figure 7-37]

7.3.5 ラグまたはリード #

ノーザンヘディングからターンを開始すると、コンパスはターンより遅れます。 南側のヘディングからターンを開始すると、コンパスがターンをリードします。

7.3.6 渦電流減衰 #

磁場の相互作用による振動の振幅の減少。 垂直カード マグネット コンパスの場合、振動永久磁石からのフラックスは、ダンピング ディスクまたはカップに渦電流を生成します。 渦電流によって生成される磁束は、永久磁石からの磁束に対抗し、振動を減少させます。