------------------------------------------------------------------------------------
МАГНИТНЫЕ КОМПАСЫ
Магнитным компасом называется устройство, с помощью которого определяется направление магнитного меридиана. Магнитный компас, по-видимому, можно считать одним из первых навигационных приборов, применявшихся человеком. Имеются сведения, что еще за 2,5 тысячи лет до н.э. китайцам было известно свойство свободно подвешенного магнита указывать на Север. В Европе компас стали применять только в XI—XII вв
Рис. 6.2. Кинематическая схема магнитного компаса:
1—девиационный прибор; 2—корпус; 3—картушка; 4—индекс; 5—поплавок; 6—магниты; 7—подпятник
В настоящее время магнитные компасы являются не основными навигационными приборами, однако благодаря одному очень важному достоинству — автономности — до сих пор используются в авиации в качестве резервных курсовых приборов.
Современный магнитный компас — это устройство, не требующее никакого электрического питания, имеет весьма небольшие размеры, масса не превышает 200 г.
Рассмотрим принцип работы авиационного магнитного компаса. Компас (рис. 6.2) представляет собой пластмассовый сосуд 2 шарообразной формы, внутри которого находятся два постоянных магнита с одинаково направленными полюсами. Магниты крепятся к поплавку 5, имеющему картушку (шкала) 3, и опираются на подпятник 7, представляющий собой подшипник. Подшипник крепится к корпусу с помощью пружины. Вертикальный неподвижный индекс 4 служит для отсчета показаний по шкале. Корпус прибора заполняется вязкой прозрачной жидкостью, удельный вес которой подбирается таким образом, чтобы вся подвижная система компаса обладала небольшой отрицательной плавучестью и оказывала минимальное давление на подшипник, уменьшая момент трения в нем. Кроме того, жидкость выполняет роль демпфирующей среды. Устройство 1 предназначено для устранения девиации компаса.
Магнитная система компаса, взаимодействуя с магнитным полем Земли, стремится занять направление, параллельное вектору Т магнитного поля Земли. Поскольку магнитный компас должен определять направление горизонтальной составляющей Н магнитного поля Земли и его картушка не должна иметь наклонов, то «южный» конец картушки делают тяжелее. В результате создается момент, компенсирующий в какой-то степени момент, действующий от вертикальной составляющей магнитного поля Земли Z.
Естественно, что таким способом можно компенсировать действие вертикальной составляющей Z далеко не полностью и, например, для северного полушария Земли. В южных широтах компас с утяжеленным «южным» концом картушки будет иметь тенденцию к наклону. Пусть магниты компаса составляют с направлением горизонтальной составляющей магнитного поля Земли некоторый угол.
Картушка компаса успокаивается дольше, но зато она меньше подвержена колебаниям, поэтому и ошибка при рысканиях самолета должна быть меньше. За счет сильных демпфирующих свойств показания компаса при рыскании самолета будут устойчивее. В то же время при разворотах самолета истинное значение компасного магнитного курса, индицируемое компасом, будет запаздывать по отношению к развороту самолета.
При проектировании магнитного компаса величины р и q, т.е. соотношение между вращающим моментом и моментом демпфирования, выбирают таким образом, чтобы время прихода к установившемуся значению было минимальным и система не обладала большой колебательностью, иначе отсчет показаний компаса будет неудобным.
