飞行理论图解 · 民航飞机电子系统

磁罗盘图解

罗航向 · 罗差 · 陀螺磁罗盘 · 罗盘系统

一根磁条认北方,天上地下都靠它
但磁北不是真北,还有罗差要修

罗航向 + 罗差修正 = 磁航向 · SLAVE / FREE

磁罗盘用自由旋转的磁条跟踪地磁,直接测出罗航向;陀螺磁罗盘把磁传感器和方位陀螺结合、取长补短;罗盘系统把两种以上原理不同的罗盘拼成航向系统,SLAVE 收磁校正、FREE 断开校正。本页把直读磁罗盘、陀螺磁罗盘、罗盘系统三代一次讲清。

01 直读磁罗盘:磁条认北

罗牌 · 罗盘油 · 航向标线

NESW磁条(N 端指磁北)航向标线外壳(防磁)罗盘油(阻尼液)罗差修正器(补偿飞机磁场)直读磁罗盘自由旋转磁条跟踪地磁 → 测罗航向经修正得磁航向罗牌刻度 N/E/S/W + 航向标线读机头罗盘油阻尼 · 外壳防磁 · 罗差修正器只作备用罗盘机动飞行中有误差须修正强磁、两极地区误差大罗航向 + 罗差修正 = 磁航向
测什么
自由旋转磁条跟踪地磁 → 测罗航向;经修正得磁航向
结构
罗牌、罗盘油、外壳、航向标线、罗差修正器等
地位
只作备用罗盘
误差
机动飞行中有误差须修正;强磁、两极地区误差大
读法
罗航向 + 罗差修正 = 磁航向

注 · 磁条 N 端指磁北;"罗" 是相对罗子午线,不是真北。真北与磁北的夹角是磁差,本页只讲飞机自己磁场造成的罗差。

02 罗差与使用限制

飞机磁场 · 罗子午线 · 剩余罗差

飞机(俯视)地磁水平分量(磁经线)飞机磁场(机上钢铁、电气设备)罗子午线(合成方向)罗差罗差怎么来机上钢铁、电气设备形成飞机磁场磁条指地磁与飞机磁场水平分量合成方向(罗子午线)罗经线偏磁经线的角 = 罗差经修正才是磁航向使用限制准确测磁航向先修剩余罗差磁矿区、两极附近地磁水平分量太弱,不能准确示向飞行检查起飞前罗盘应满油、滑行磁条自由摆动并示已知航向
飞机磁场
机上钢铁、电气设备形成飞机磁场
罗子午线
磁条指地磁与飞机磁场水平分量合成方向(罗子午线)
罗差
罗经线偏磁经线的角 = 罗差;经修正才是磁航向
使用限制
准确测磁航向先修剩余罗差;磁矿区、两极附近地磁水平分量太弱,不能准确示向
飞行检查
起飞前罗盘应满油、滑行磁条自由摆动并示已知航向;飞行中以磁罗盘作参考,其故障不能飞

注 · 罗差是飞机自己磁场造成的偏差,随航向和通电设备变化;先修剩余罗差,其余靠罗差修正器补偿。

03 陀螺磁罗盘:磁传感器 + 方位陀螺

磁校正 · 航向随动 · 减误差

工作链:磁传感器 → 方位陀螺 → 指示器兼磁罗盘与半罗盘优点磁传感器地磁敏感元件修正机构磁校正随动系统陀螺机构二自由度方位陀螺指示器NESW测磁航向磁校正随动系统控制陀螺减误差航向随动系统控制地磁敏感元件修正机构陀螺机构示磁航向和转弯角度工作链:磁传感器测磁航向 → 磁校正随动系统控制方位陀螺 → 陀螺减误差 → 航向随动系统控指示器示磁航向特性:飞行中应示磁航向和转弯角度,转弯 / 加速机动时误差不大
原理
磁传感器(地磁敏感元件)+ 二自由度方位陀螺共同测磁航向,兼磁罗盘与半罗盘优点
组成
磁传感器、修正机构、陀螺机构、指示器
工作链
磁传感器测磁航向 → 磁校正随动系统控制方位陀螺;陀螺减误差 → 航向随动系统控指示器示磁航向
特性
飞行中应示磁航向和转弯角度,转弯 / 加速机动时误差不大

04 快速协调:把陀螺拉回磁航向

同步旋钮 · 快速协调按钮 · 同步指示器

NESW航向标线同步指示器(零位 = 协调好)快速协调按钮同步旋钮快速协调四规则匀速平飞后转同步旋钮消差机动时禁止快速协调地面通电 2~3 分钟后按快速协调按钮直到正常示磁航向;未示按同步指示器转同步旋钮俯仰 / 倾斜 / 加速中禁止按快速协调否则磁罗盘误差速传转弯时角速度传感器自动断开半罗盘与磁罗盘快速协调失效同步指示器:指针为零 = 协调好
同步旋钮
匀速平飞后转同步旋钮消差;机动时禁止快速协调
地面快速协调
通电 2~3 分钟后按快速协调按钮,直到正常示磁航向;未示可按同步指示器转同步旋钮
禁止时机
俯仰 / 倾斜 / 加速中禁止按快速协调,否则磁罗盘误差速传
转弯保护
转弯时角速度传感器自动断开半罗盘与磁罗盘,快速协调失效

05 罗盘系统与 SLAVE / FREE

航向系统 · RMI · HSI · CW-CCW

SLAVE / FREE 模式切换SLAVE(伺服)磁传感器修正机构方位陀螺指示器FREE(自由)磁传感器方位陀螺指示器CW-CCW 开关SLAVE:收磁传感器校正信号,像陀螺磁罗盘工作FREE:断开校正,仅受方位陀螺控制,相当于陀螺半罗盘FREE 位可用 CW-CCW 开关人工校正HSI(水平状态指示器)NESW机头基准航向游标航道指针偏离杆
定义
由两种以上不同原理罗盘组成,也叫航向系统;仅由磁传感器校正航向的部分叫陀螺磁罗盘
复合指示器
常与导航仪表结合成复合指示器,如 RMI、HSI
SLAVE(伺服)
收磁传感器校正信号、像陀螺磁罗盘工作
FREE(自由)
断开校正、仅受方位陀螺控制、相当于陀螺半罗盘,可用 CW-CCW 开关人工校正

06 检查与同步

警告旗 · 伺服指示器 · 15min 校正

罗盘系统检查HDG通电前航向警告旗现OK通电后方位陀螺达正常转速 → 警告旗消失零位协调好后伺服指示器指针为零即正常HDG飞行中警告旗现 = 航向指示不可用直读磁罗盘检查NEW起飞前满油 · 滑行磁条自由摆动并示已知航向陀螺半罗盘1515定期校正15min(与《陀螺仪表图解》呼应)警告旗逻辑:通电前现 → 通电后消失;飞行中再现 = 航向指示不可用
罗盘系统检查
通电前航向警告旗现;通电后方位陀螺达正常转速,警告旗消失
协调检查
协调好后伺服指示器指针为零即正常
飞行中
警告旗现 = 航向指示不可用
直读磁罗盘检查
起飞前满油;滑行磁条自由摆动并示已知航向
陀螺半罗盘
定期校正 15min(与《陀螺仪表图解》呼应)

注 · 陀螺定轴性与半罗盘原理见《陀螺仪表图解》。