Земля – це величезний магніт, що обертається в просторі, оточений магнітним полем, що складається з невидимих ліній потоку. Ці лінії залишають поверхню на магнітному північному полюсі і знову входять до магнітного південного полюса.

Лінії магнітного потоку мають дві важливі характеристики: будь-який магніт, який вільно обертається, вирівняється з ними, а електричний струм індукується в будь-який провідник, який перетинає їх. Більшість встановлених у літаках індикаторів напрямків використовують одну з цих двох характеристик.

7.3.1 Магнітний компас #

Одним з найстаріших і найпростіших інструментів для індикації напрямку є магнітний компас. Це також один з основних інструментів, передбачених Розділом 14 Кодексу Федеральних правил (14 CFR), частина 91 як для VFR, так і для польоту IFR.

Магніт – це шматок матеріалу, зазвичай метал, що містить залізо, який притягує і утримує лінії магнітного потоку. Незалежно від розміру, кожен магніт має два полюси: північ і південь. Коли один магніт поміщається в поле іншого, несхожі полюси притягуються один до одного, а як полюси відштовхуються. Магнітний компас літака має два невеликих магніту, прикріплених до металевого поплавка, герметичного всередині чаші з прозорою рідиною компаса, схожою на гас. Градуйована шкала, яка називається карткою, обмотується навколо поплавка і розглядається через скляне вікно з лінією змащування через неї. Картка позначена літерами, що представляють кардинальні напрямки, північ, схід, південь і захід, і цифра для кожного 30° між цими літерами. Остаточне «0» пропущено з цих напрямків. Наприклад, 3 = 30°, 6 = 60° і 33 = 330°. Між літерами та цифрами є довгі та короткі позначки, кожна довга позначка означає 10°, а кожна коротка позначка – 5°.

Поплавок і карта мають застиглий сталевий шарнір у центрі, який їде всередині спеціальної, підпружиненої, твердої скляної коштовності. Плавучість поплавка знімає більшу частину ваги з опори, а рідина гасить коливання поплавка та карти. Це кріплення типу Jewel and-Pivot дозволяє вільно обертатися та нахилятися приблизно до 18° кута нахилу. При більш крутих кутах берега індикації компаса непостійні та непередбачувані.

Корпус компаса повністю заповнений рідиною компаса. Щоб запобігти пошкодженню або витоку рідини, коли рідина розширюється і стискається зі змінами температури, задню частину корпусу компаса герметизують гнучкою діафрагмою, або металевими сильфонами в деяких компасах.

Магніти збігаються з магнітним полем Землі, і пілот зчитує напрямок на шкалі, протилежній лінії. Зауважте, що на малюнку 7-31 пілот бачить карту компаса зі свого заднього боку. Коли пілот летить на північ, як показує компас, схід знаходиться праворуч. На карті «33», що позначає 330° (на захід від півночі), знаходиться праворуч від півночі. Причина цього очевидного випуску в зворотному напрямку полягає в тому, що карта залишається нерухомою, а корпус компаса і пілот повертаються навколо неї, завжди переглядаючи картку зі зворотного боку.

Компенсатор, встановлений у верхній або нижній частині компаса, дозволяє техніку з обслуговування авіації (AMT) створити магнітне поле всередині корпусу компаса, яке скасовує вплив локальних зовнішніх магнітних полів. Це робиться для виправлення помилки відхилення. Компенсаторний вузол має два вали, кінці яких мають прорізи для викрутки, доступні з передньої частини компаса. Кожен вал обертає один або два невеликих компенсуючих магніти. Кінець одного валу позначений E-W, а його магніти впливають на компас, коли літак спрямований на схід або захід. Інший вал позначений N-S, а його магніти впливають на компас, коли літак спрямований на північ або південь.

7.3.2 Помилки, викликані магнітним компасом #

Магнітний компас є найпростішим приладом на панелі, але він схильний до ряду помилок, які необхідно враховувати. Варіація: Земля обертається навколо своєї географічної осі; Карти та діаграми малюються за допомогою меридіанів довготи, які проходять через географічні полюси. Напрямки, виміряні від географічних полюсів, називаються справжніми напрямками. Магнітний північний полюс, до якого точки магнітного компаса не розташоване разом із географічним північним полюсом, а знаходиться приблизно за 1300 миль; Напрямки, виміряні від магнітних полюсів, називаються магнітними напрямками. У повітряній навігації різниця між істинним і магнітним напрямками називається варіацією. Ця ж кутова різниця в зйомці та наземній навігації називається схиленням.

На малюнку 7-32 показані ізогонічні лінії, які ідентифікують кількість ступенів зміни їх площі. Лінія, що проходить поблизу Чикаго, називається агонічною лінією. У будь-якому місці цієї лінії два полюси вирівняні, і немає ніяких змін.

Наприклад, політ у Вашингтоні, округ Колумбія, коливання становить 10° на захід. Якщо пілот хоче летіти справжнім курсом на південь (180°), до цього необхідно додати зміну, що призведе до магнітного курсу 190° для польоту. Політ у районі Лос-Анджелеса, Каліфорнія, коливання становить 14° на схід. Щоб полетіти туди на 180°, пілот повинен був би відняти варіацію і пролетіти магнітний курс 166°. Помилка зміни не змінюється з курсом літака; Це те саме в будь-якому місці по ізогонічній лінії. Відхилення: магніти в компасі збігаються з будь-яким магнітним полем. Локальні магнітні поля в літаку, викликаний електричним струмом, що протікає в структурі, в сусідній проводці або будь-якій намагніченій частині конструкції, конфліктує з магнітним полем Землі і викликає помилку компаса, яка називається відхиленням.

Відхилення, на відміну від варіацій, різне для кожного заголовка, але на нього не впливає географічне розташування. Помилка зміни не можна зменшити або змінити, але помилку відхилення можна мінімізувати, коли AMT виконує завдання на технічне обслуговування, відоме як «розмах компаса».

У більшості аеропортів є компас-роза, яка являє собою серію ліній, позначених на пандусі або зоні розбігу, де немає магнітних перешкод. Лінії, орієнтовані на магнітну північ, фарбуються кожні 30°, як показано на малюнку 7-33.

AMT вирівнює літак на кожному магнітному курсі та регулює компенсаційні магніти, щоб мінімізувати різницю між індикацією компаса та фактичним магнітним курсом літака. Будь-яка помилка, яку неможливо видалити, записується на карті корекції компаса, як на малюнку 7-34, і розміщується в власника картки біля компаса. Пілот може рулювати літак до компасної троянди і маневрувати літаком до заголовків, встановлених AMT; Однак лише AMT може налаштувати компас або завершити карту корекції компаса.

Виправлення варіації та відхилення повинні бути застосовані в правильній послідовності, починаючи з бажаного курсу. Крок 1: Визначте магнітний курс. істинний хід (180°) ± зміна (+10°) = магнітний курс (190°).

Магнітний курс (190°) керується, якщо немає помилки відхилення, яку потрібно застосувати. Крок 2: Визначте курс компаса. Магнітний хід (190°) ± відхилення (–2°, від карти корекції) = хід компаса (188°). Тому, щоб керувати справжнім курсом на 180°, пілот дотримується курсу компаса 188°.

Щоб знайти справжній хід, який протікає, коли відомий хід компаса: курс компаса ± відхилення = магнітний курс ± варіація = істинний хід. Помилки DIP: Вважається, що лінії магнітного потоку залишають Землю на магнітному північному полюсі і входять до магнітного південного полюса. В обох місцях лінії перпендикулярні поверхні Землі. На магнітному екваторі, який знаходиться на півдорозі між полюсами, лінії паралельні поверхні. Магніти в компасі збігаються з цим полем, а біля полюсів вони занурюються, або нахиляються, поплавок і карту. Поплавок врівноважується невеликою вагою, що компенсує занурення, щоб послабити вплив DIP під час роботи в середніх широтах північної півкулі. Це падіння (і вага) викликає дві дуже помітні помилки: помилку повороту на північ і помилку прискорення.

Потяг вертикальної складової магнітного поля Землі викликає помилку повороту на північ, що видно на курсі півночі або півдня. Коли літак, що летить на курсі на північ, робить поворот на схід, літак нахиляється вправо, а карта компаса нахиляється вправо. Вертикальна складова магнітного поля Землі тягне північний кінець магніту вправо, і поплавок обертається, змушуючи карту обертатися на захід, у напрямку, протилежному тому напрямку, в якому робиться поворот. [Figure 7-35]

Якщо поворот зроблено з півночі на захід, літак згортається вліво, а карта компаса нахиляється вниз з лівого боку. Магнітне поле тягне за кінець магніту, що змушує карту обертатися на схід. Ця індикація знову протилежна тому напрямку, в якому робиться поворот. Правило цієї помилки: при запуску повороту з північного курсу, індикація компаса відстає від повороту.

Коли літак летить на курсі на південь і починає поворот на схід, магнітне поле Землі тягне за кінець магніту, який обертає карту на схід, у тому самому напрямку, в якому робиться поворот. Якщо поворот зроблено з півдня на захід, магнітне тягнення починає обертатися на захід — знову ж таки, в тому ж напрямку, в якому робиться поворот. Правило для цієї помилки: при запуску повороту з південного заголовка індикація компаса веде до повороту.

При похибці прискорення вага корекції DIP призводить до того, що кінець поплавка і карти з позначкою N (кінець, що шукає південь) буде важче, ніж протилежний кінець. Коли літак летить з постійною швидкістю на курсі на схід або захід, поплавок і карта рівні. Ефекти магнітного падіння і ваги приблизно рівні. Якщо літак прискориться на курсі сходу [Figure 7-36], інерція ваги утримує кінець поплавка назад, і карта обертається на північ. Як тільки швидкість літака стабілізується, карта повертається до східної індикації. Якщо під час польоту на цьому східному курсі літак сповільнюється, інерція змушує вагу рухатися вперед, і карта обертається на південь, поки швидкість знову не стабілізується.

Під час польоту на західному напрямку відбувається те саме. Мнемонією для ефекту помилки прискорення є слово «ands» (прискорення — північ, уповільнення — Південь). прискорення викликає індикацію на північ; Уповільнення викликає ознаку на південь.

7.3.3 Помилка коливань #

Коливання — це комбінація всіх інших помилок, і це призводить до того, що карта компаса розгойдується взад-вперед навколо заголовка, що літає. Встановлюючи гіроскопічний індикатор курсу, щоб він узгоджувався з магнітним компасом, використовуйте середню індикацію між коливаннями.

7.3.4 Вертикальний магнітний компас #

Тип компаса з плаваючим магнітом не тільки має всі щойно описані помилки, але й піддається заплутаному читанню. Легко почати поворот у неправильному напрямку, оскільки його карта з’являється назад. Схід – це те, що пілот очікує, що стане західною стороною. Вертикальний магнітний компас усуває деякі помилки та плутанину. Циферблат цього компаса градуйовано з літерами, що представляють кардинальні напрямки, цифрами кожні 30° і позначками кожні 5°. Циферблат обертається за допомогою набору передач від магніту, встановленого валом, а ніс символічного літака на склі приладу представляє лінію мастила для зчитування курсу літака з циферблата. Вихрові струми, викликані алюмінієвою чашкою, вологі або зменшуються, коливання магніту. [Figure 7-37]

7.3.5 Відставання або відведення #

При запуску повороту з північного курсу компас відстає від повороту. При запуску повороту з південного курсу компас веде поворот.

7.3.6 Демпфування вихрового струму #

Зменшена амплітуда коливань за допомогою взаємодії магнітних полів. У разі магнітного компаса з вертикальною картою, потік від коливального постійного магніту створює вихрові струми в демпферному диску або чашці. Магнітний потік, що виробляється вихровими струмами, протистоїть потоку від постійного магніту і зменшує коливання.