A Terra é um enorme ímã, girando no espaço, cercado por um campo magnético composto por linhas invisíveis de fluxo. Essas linhas deixam a superfície no pólo norte magnético e entram novamente no pólo sul magnético.

As linhas de fluxo magnético têm duas características importantes: qualquer ímã que seja livre para girar se alinhará com elas, e uma corrente elétrica é induzida em qualquer condutor que as corte. A maioria dos indicadores de direção instalados em aeronaves fazem uso de uma dessas duas características.

7.3.1 Bússola magnética #

Um dos instrumentos mais antigos e simples para indicar a direção é a bússola magnética. É também um dos instrumentos básicos exigidos pelo Título 14 do Código de Regulamentos Federais (14 CFR) Parte 91 para o vôo VFR e IFR.

Um ímã é um pedaço de material, geralmente um metal contendo ferro, que atrai e mantém linhas de fluxo magnético. Independentemente do tamanho, cada ímã possui dois pólos: norte e sul. Quando um ímã é colocado no campo de outro, os pólos diferentes se atraem e, como os pólos, se repelem. Uma bússola magnética de uma aeronave tem dois pequenos ímãs presos a um flutuador de metal selado dentro de uma tigela de fluido de bússola transparente semelhante ao querosene. Uma escala graduada, chamada de cartão, é enrolada na bóia e vista através de uma janela de vidro com uma linha de lubber. A carta é marcada com letras representando as direções cardinais, norte, leste, sul e oeste, e um número para cada 30° entre essas letras. O final “0” é omitido nessas direções. Por exemplo, 3 = 30°, 6 = 60° e 33 = 330°. Existem marcas de graduação longas e curtas entre as letras e os números, cada marca longa representando 10° e cada marca curta representando 5°.

O conjunto de flutuação e cartão possui um pivô de aço endurecido em seu centro que entra em um copo especial de vidro duro, com mola e mola. A flutuabilidade do flutuador tira a maior parte do peso do pivô, e o fluido amortece a oscilação do flutuador e do cartão. Esta montagem tipo joia e pivô permite que a liberdade do flutuador gire e incline até aproximadamente 18° do ângulo do banco. Em ângulos de banco mais íngremes, as indicações da bússola são erráticas e imprevisíveis.

A carcaça da bússola está totalmente cheia de fluido da bússola. Para evitar danos ou vazamentos quando o fluido se expande e se contrai com mudanças de temperatura, a parte traseira da bússola é selada com um diafragma flexível ou com um fole de metal em algumas bússolas.

Os ímãs se alinham com o campo magnético da Terra e o piloto lê a direção na escala oposta à linha Lubber. Observe que, na Figura 7-31, o piloto vê o cartão da bússola de seu traseiro. Quando o piloto está voando para o norte como mostra a bússola, o leste está à direita dos pilotos. No cartão, “33”, que representa 330° (oeste do norte), está à direita do norte. A razão para essa aparente graduação para trás é que o cartão permanece estacionário, e a carcaça da bússola e o piloto giram em torno dela, sempre vendo a carta de seu traseiro.

Um conjunto de compensador montado na parte superior ou inferior da bússola permite que um técnico de manutenção de aviação (AMT) crie um campo magnético dentro da carcaça da bússola que cancela a influência de campos magnéticos externos locais. Isso é feito para corrigir o erro de desvio. O conjunto do compensador possui dois eixos cujas extremidades possuem ranhuras de chave de fenda acessíveis pela frente da bússola. Cada eixo gira um ou dois pequenos ímãs de compensação. A extremidade de um eixo é marcada como E-W, e seus ímãs afetam a bússola quando a aeronave está apontada para leste ou oeste. O outro eixo está marcado como N-S e seus ímãs afetam a bússola quando a aeronave está apontada para o norte ou para o sul.

7.3.2 Erros induzidos pela bússola magnética #

A bússola magnética é o instrumento mais simples do painel, mas está sujeita a uma série de erros que devem ser considerados. Variação: a Terra gira em torno de seu eixo geográfico; Mapas e gráficos são desenhados usando meridianos de longitude que passam pelos pólos geográficos. As direções medidas a partir dos pólos geográficos são chamadas de direções verdadeiras. O pólo norte magnético para o qual os pontos da bússola magnética não se colocam no pólo norte geográfico, mas estão a cerca de 1.300 milhas de distância; As direções medidas a partir dos pólos magnéticos são chamadas de direções magnéticas. Na navegação aérea, a diferença entre as direções verdadeiras e magnéticas é chamada de variação. Essa mesma diferença angular no levantamento e na navegação terrestre é chamada de declinação.

A Figura 7-32 mostra as linhas isogônicas que identificam o número de graus de variação em sua área. A linha que passa perto de Chicago é chamada de linha agônica. Em qualquer lugar ao longo desta linha, os dois pólos estão alinhados e não há variação.

Voando na área de Washington, D.C., por exemplo, a variação é de 10° a oeste. Se um piloto quiser voar em um curso verdadeiro do Sul (180°), a variação deve ser adicionada a isso, resultando em um curso magnético de 190° para voar. Voando na área de Los Angeles, Califórnia, a variação é de 14° leste. Para voar um curso verdadeiro de 180°, o piloto teria que subtrair a variação e voar um curso magnético de 166°. O erro de variação não muda com o rumo da aeronave; É o mesmo em qualquer lugar ao longo da linha isogônica. Desvio: Os ímãs em uma bússola se alinham com qualquer campo magnético. Campos magnéticos locais em uma aeronave causada por corrente elétrica que flui na estrutura, em fiação próxima ou em qualquer parte magnetizada da estrutura, entra em conflito com o campo magnético da Terra e causa um erro de bússola chamado desvio.

O desvio, ao contrário da variação, é diferente em cada título, mas não é afetado pela localização geográfica. O erro de variação não pode ser reduzido ou alterado, mas o erro de desvio pode ser minimizado quando um AMT executa a tarefa de manutenção conhecida como “balançar a bússola”.

A maioria dos aeroportos tem uma Rose Compass, que é uma série de linhas marcadas em uma rampa ou área de manutenção, onde não há interferência magnética. As linhas, orientadas para o norte magnético, são pintadas a cada 30°, conforme mostrado na Figura 7-33.

O AMT alinha a aeronave em cada direção magnética e ajusta os ímãs de compensação para minimizar a diferença entre a indicação da bússola e o rumo magnético real da aeronave. Qualquer erro que não possa ser removido é registrado em um cartão de correção da bússola, como o da Figura 7-34, e colocado em um portador de cartão próximo à bússola. O piloto pode taxiar a aeronave até a bússola e manobrar a aeronave para as rubricas prescritas pela AMT; No entanto, somente o AMT pode ajustar a bússola ou completar o cartão de correção da bússola.

As correções para variação e desvio devem ser aplicadas na sequência correta, a partir do verdadeiro curso desejado. Passo 1: Determine o curso magnético. Curso verdadeiro (180°) ± variação (+10°) = curso magnético (190°).

O curso magnético (190°) é direcionado se não houver um erro de desvio a ser aplicado. Passo 2: Determine o curso da bússola. Curso magnético (190°) ± desvio (–2°, do cartão de correção) = curso da bússola (188°). Portanto, para seguir um curso verdadeiro de 180°, o piloto seguiria um curso de bússola de 188°.

Para encontrar o curso verdadeiro que está sendo voado quando o curso da bússola é conhecido: curso da bússola ± desvio = curso magnético ± variação = curso verdadeiro. Erros de mergulho: considera-se que as linhas de fluxo magnético deixam a Terra no pólo norte magnético e entram no pólo sul magnético. Em ambos os locais, as linhas são perpendiculares à superfície da Terra. No equador magnético, que fica a meio caminho entre os pólos, as linhas são paralelas à superfície. Os ímãs em uma bússola se alinham com este campo, e perto dos postes eles mergulham, ou inclinam, o flutuador e o cartão. O flutuador é equilibrado com um pequeno peso de compensação de mergulho, para amortecer os efeitos do mergulho ao operar nas latitudes médias do hemisfério norte. Este mergulho (e peso) causa dois erros muito perceptíveis: erro de giro ao norte e erro de aceleração.

A atração da componente vertical do campo magnético da Terra causa um erro de giro do norte, que é aparente em um título do norte ou do sul. Quando uma aeronave voando em uma direção norte faz uma curva para o leste, as margens das aeronaves à direita e a carta da bússola se inclina para a direita. O componente vertical do campo magnético da Terra puxa a extremidade em busca do norte do ímã para a direita, e o flutuador gira, fazendo com que a carta gire em direção a oeste, na direção oposta à direção em que a volta está sendo feita. [Figure 7-35]

Se a curva for feita de norte a oeste, os bancos de aeronaves à esquerda e a carta da bússola se inclinarão para baixo no lado esquerdo. O campo magnético puxa a extremidade do ímã que faz com que a carta gire em direção a leste. Esta indicação é novamente oposta à direção em que a curva está sendo feita. A regra para este erro é: ao iniciar uma curva a partir de um rumo do norte, a indicação da bússola fica atrás da curva.

Quando uma aeronave está voando em um título do sul e começa uma curva para o leste, o campo magnético da Terra puxa a ponta do ímã que gira a carta para o leste, na mesma direção em que a volta está sendo feita. Se a curva for feita de sul em direção a oeste, a tração magnética inicia a carta girando para oeste – novamente, na mesma direção em que a curva está sendo feita. A regra para esse erro é: ao iniciar uma curva de um rumo ao sul, a indicação da bússola leva a volta.

Em um erro de aceleração, o peso da correção do mergulho faz com que a extremidade do flutuador e da carta marcada com N (a extremidade em busca do sul) seja mais pesada que a extremidade oposta. Quando a aeronave está voando a uma velocidade constante em um rumo de leste ou oeste, o flutuador e o cartão estão nivelados. Os efeitos do mergulho magnético e do peso são aproximadamente iguais. Se a aeronave acelerar em um rumo da Leste [Figure 7-36], a inércia do peso retém sua extremidade do flutuador e a carta gira em direção ao norte. Assim que a velocidade da aeronave se estabiliza, a carta volta para a indicação leste. Se, enquanto voa nesta direção leste, a aeronave desacelera, a inércia faz com que o peso avance e a carta gira em direção ao sul até que a velocidade se estabilize novamente.

Ao voar em um título de West, acontecem as mesmas coisas. Um mnemônico para o efeito do erro de aceleração é a palavra “ands” (aceleração – norte, desaceleração – sul). A aceleração causa uma indicação para o norte; A desaceleração causa uma indicação para o sul.

7.3.3 Erro de oscilação #

A oscilação é uma combinação de todos os outros erros, e resulta no cartão da bússola balançando para frente e para trás ao redor do título sendo voado. Ao definir o indicador de direção giroscópica para concordar com a bússola magnética, use a indicação média entre os balanços.

7.3.4 A bússola magnética do cartão vertical #

O tipo de bússola flutuante não apenas possui todos os erros descritos, mas também se presta à leitura confusa. É fácil começar uma curva na direção errada porque seu cartão aparece para trás. O leste está no que o piloto esperaria ser o lado oeste. A bússola magnética do cartão vertical elimina alguns dos erros e confusão. O mostrador desta bússola é graduado com letras que representam as direções cardinais, números a cada 30° e marcas a cada 5°. O mostrador é girado por um conjunto de engrenagens do ímã montado no eixo, e o nariz da aeronave simbólica no vidro do instrumento representa a linha de lubber para ler o título da aeronave a partir do mostrador. As correntes parasitas induzidas em um copo de amortecimento de alumínio úmido ou diminuem a oscilação do ímã. [Figure 7-37]

7.3.5 Lags ou Leads #

Ao iniciar uma curva a partir de um rumo do norte, a bússola fica atrás da curva. Ao iniciar uma curva a partir de um rumo ao sul, a bússola lidera a curva.

7.3.6 Amortecimento de corrente parasita #

A diminuição da amplitude das oscilações pela interação dos campos magnéticos. No caso de uma bússola magnética de cartão vertical, o fluxo do ímã oscilante permanente produz correntes parasitas em um disco de amortecimento ou copo. O fluxo magnético produzido pelas correntes parasitas se opõe ao fluxo do ímã permanente e diminui as oscilações.