Курсы самолета девиация магнитных компасов

Земной магнетизм

Для определения и выдерживания курса самолета наиболее ши­рокое применение находят магнитные компасы, принцип действия которых основан на использовании магнитного поля Земли.

Земля представляет собой большой естественный магнит, вокруг которого существует магнитное поле. Магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими и располагаются не на поверхности Земли, а на некоторой глубине. Условно принимают, что северный магнитный полюс, расположенный в северной части Канады, обла­дает южным магнетизмом, т. е. притягивает северный конец маг­нитной стрелки, а южный магнитный полюс, расположенный в Ан­тарктиде, обладает северным магнетизмом, т. е. притягивает к себе южный конец магнитной стрелки (рис. 3.1).

Магнитные силовые линии выходят из южного магнитного по­люса и входят в северный. Свободно подвешенная магнитная стрел­ка устанавливается вдоль магнитных силовых линий.

Элементами земного магнетизма являются: напряженность, на­клонение и склонение.

В любой точке Земли напряженность магнитного поля Т можно разложить на горизонтальную Н и вертикальную Z составляющие. Последние определяются по формулам:

Н = ТcosΘ; Z = ТsinΘ.

Напряженность Т на магнитном экваторе наименьшая, а на магнитных полюсах наибольшая. Вертикальная составляющая Z равна 0 на магнитном экваторе и максимальной величине на магнитных полюсах.

Горизонтальная составляющая Н является той силой, которая устанавливает магнитную стрелку в направлении магнитных сило­вых линий. На магнитном экваторе эта сила наибольшая, а на магнитных полюсах она равна нулю. Поэтому в полярных районах магнитные компасы работают неустойчиво, что ограничивает, а порой и исключает их применение.

Магнитным наклонением Θ называется угол, на кото­рый магнитная стрелка наклоняется относительно плоскости гори­зонта. На магнитном экваторе наклонение равно 0, а на магнит­ных полюсах 90°. Для устранения наклона магнитной стрелки в авиационных компасах в Северном полушарий утяжеляют южный конец стрелки, а в Южном — северный или смещают точку подвес­ки магнитной стрелки.

Магнитное склонение. Вследствие того, что магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими, магнитная стрел­ка устанавливается не по истинному, а по магнитному меридиану (рис. 3.2).

Магнитным меридианом называется линия, вдоль ко­торой устанавливается свободно подвешенная магнитная стрелка под действием земного магнетизма. Угол, заключенный между се­верным направлением истинного (географического) меридиана и северным направлением магнитного меридиана, называется маг­нитным склонением Δ_м. Они измеряется от 0 до±180° и от­считывается от истинного меридиана к магнитному к востоку (впра­во) со знаком плюс, к западу (влево) со знаком минус. Магнит­ное склонение для различных пунктов Земли неодинаковое по вели­чине и знаку; оно всегда определяется и учитывается экипажем самолета при подготовке и выполнении полета.

Карта магнитных склонений. Распределение элементов магнит­ного поля Земли принято представлять в виде магнитных карт: горизонтальной и вертикальной составляющих магнитного поля Земли, а также карт магнитного склонения. На мировой карте магнитных склонений указаны величина и знак склонения. Кривые линии, соединяющие точки на земной поверхности с одинаковым магнитным склонением, называются изогонами. Изогоны на­носятся также на полетные и бортовые карты.

Все элементы земного магнетизма изменяются с течением вре­мени. Магнитное склонение имеет вековые, годовые, суточные и эпизодические

изменения. Суточные и годовые изменения достига­ют в среднем 4—10', вековые 6—15°. Карта магнитного склонения составляется с учетом годовых изменений относительно среднего значения определенного отрезка времени в пять-шесть лет, назы­ваемого эпохой магнитной карты. Это избавляет от необходимо­сти каждый раз учитывать годовые изменения магнитного склоне­ния.

Эпизодические или внезапные изменения магнитного склонения носят временный характер с продолжительностью от нескольких часов до нескольких суток. Эти явления называют магнитными бурями. Они вызываются солнечной активностью и чаще наблю­даются в полярных районах.

Кроме изогон, на полетных и бортовых картах указываются магнитные аномалии — районы с резкими и значительными изменениями всех элементов земного магнетизма.

Наличие магнитных аномалий связано с залежами магнитных руд в недрах Земли. Наиболее мощными аномалиями являются Курская, Криворожская, Магнитогорская, Сарбайская и др. В рай­онах аномалий есть точки, где магнитное склонение доходит до ±180°. Аномалия влияет на работу магнитного компаса до высоты 1500—2000 м, а в районе Курской магнитной аномалии отмеча­ются случаи ее воздействия на компас на высотах более 2000 м.

Девиация компаса и вариация

Компасным меридианом называется линия, вдоль кото­рой устанавливается магнитная стрелка компаса, находящегося на самолете (рис. 3. 3). Компасный и магнитный меридианы не совпа­дают.

Девиацией компаса Δ_к называется угол, заключенный между северными направлениями магнитного и компасного мери­дианов. Она отсчитывается от магнитного меридиана к компасному к востоку (вправо) со знаком плюс, к западу (влево) со знаком минус.

Девиация компаса вы­зывается действием на стрелку компаса магнит­ного поля самолета, созда­ваемого стальными и же­лезными деталями самоле­та, и электромагнитного поля, возникающего при ра­боте электро- и радиообо­рудования воздушного суд­на. Девиация компаса яв­ляется переменной величиной для каждого курса самолета и компаса.

В полете она определяется по графику девиа­ции, помещенному в кабине самолета и составленному при ее спи­сывании.

Вариацией Δ называется угол, заключенный между север­ными направлениями истинного и компасного меридианов. Отсчи­тывается она от истинного меридиана к компасному к востоку (вправо) со знаком плюс и к западу (влево) со знаком минус. Ва­риация равна алгебраической сумме магнитного склонения и де­виации компаса

Δ=(±Δ_м) + (±Δ_к).

Курсы самолета

Курсом самолета называется угол, заключенный между се­верным направлением меридиана, проходящего через самолет, и продольной осью самолета. Курс отсчитывается в горизонтальной плоскости от северного направления меридиана до продольной оси самолета по ходу часовой стрелки от 0 до 360° (рис. 3. 4). Он показывает, куда направлена продольная ось самолета отно­сительно меридиана.

Курс самолета может быть истинным, магнитным и компасным в зависимости от меридиана, от которого он отсчитывается.

Истинным курсом ИК называется угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана, проходящего через самолет, и продольной осью самолета.

Магнитным курсом МК называется угол, заключенный между северным направлением магнитного меридиана, проходяще­го через самолет, и продольной осью самолета.

Компасным курсом КК называется угол, заключенный ме­жду северным направлением ком­пасного меридиана, проходящего через самолет, и продольной осью самолета.

Курс самолета определяется и выдерживается с помощью маг­нитного или астрономического ком­паса.

Перевод курсов.Магнитный компас позволяет определять на­правления от компасного и магнит­ного меридианов. На карте напра­вления определяются от истинного меридиана. Поэтому при выполне­нии различных навигационных рас­четов приходится переходить от од­ного курса к другому.

Перевод курсов можно осуществлять аналитически (по приве­денным ниже формулам) и графически.

МК = КК + (± Δ_к); КК = МК - (+ Δ_к);

ИК = МК+(±Δ_м); МК=ИК-(±Δ_м);

ИК = КК + (± Δ_к) + (± Δ_м); КК = ИК - (± Δ_м) - (± Δ_к);

ИК = КК+(±Δ_м); КК=ИК-(±Δ_к).

При переводе курсов необходимо руководствоваться следую­щими правилами:

1) если определяется магнитный или истинный курс по компас­ному, то девиация, магнитное склонение и вариация учитываются со своим знаком, т. е. алгебраически прибавляются;

2) если определяется магнитный или компасный курс по истин­ному, то магнитное склонение, девиация компаса и вариация учи­тываются с обратным знаком, т. е. алгебраически вычитаются, (рис. 3.5).

Для графического перевода курсов необходимо на листе бума­ги провести северное направление меридиана того курса, который дан по условию задачи, затем от него отложить направление про­дольной оси самолета (значение данного курса). После этого про­водятся остальные меридианы с учетом знака девиации и магнит­ного склонения. Значение искомых курсов определяется по схеме.

Пример.КК=240°; Δ_к = — 5°; Δ_м = +10°, (рис. 3.6). Определить МК, ИК и вариацию.

Решение.

МК =КК + (± Δ _к) = 240° + (— 5°) = 235°;

ИК - МК + (± Δм) = 235° + (+ 10°) = 245°;

Δ = (± Δ_к) + (± Δ_м) =(— 5°) + (+ 10°) =+5°.

4. Путевые углы и способы их определения

Заданный путевой угол мо­жет быть истинным и магнит­ным в зависимости от меридиа­на, от которого он отсчитывает­ся (рис. 3.7).

Заданным магнитным путевым угломЗМПУ называется угол, заключенный между северным направлением магнитного меридиана и линией заданного пути. ЗМПУ отсчиты­вается от северного направления магнитного меридиана до ЛЗП по ходу часовой стрелки от 0 до 360° и измеряется на карте при помощи транспортира по среднему истинному меридиану данного участка маршрута с последующим учетом магнитного склонения.

ЗМПУ = ЗИПУ— (± Δ_м).

Пример. ЗИПУ = 54°; Δ_м = +5°. Определить ЗМПУ.

Решение. ЗМПУ = ЗИПУ — (±Δ_м) = 54° — (+5°) = 49°.