航空电子设备 第三章罗盘系统
测量飞机航向的仪表航向仪表及系统
2、磁倾
地磁强度T： 水平分量 H=TCosθ （地磁水平分量的方向线称为
磁经线或磁子午线） 垂直分量 Z=TSinθ 磁倾θ：地磁强度与水平面
的夹角。（磁纬度）
3、磁差
磁差：磁经线偏离真经线 的角度。
正磁差－磁经线北端偏 在真经线北端(简称真 北)以东；
负磁差－磁经线北端偏 在真经线北端以西。
（3）涡动误差
飞机转动时，敏感部分受到罗盘油的阻尼力矩作 用而引起的误差。（最大可达数十度） 措施：飞机改平15～20秒后，判读航向。
（4）转弯误差
飞机转弯时，惯性离心力使罗牌倾斜，从而受地磁 垂直分量作用而产生的误差。
转弯误差特点： a. 在0°磁航向附近，表少指。 (在北半球,下同)
b. 在180°磁航向附近，表多指。
。
四、罗盘系统(Compass System)
(一)概述
1、定义 由两种或两种以上原理不同的罗盘组
成的测量飞机航向的系统，称为罗盘系 统。 2、功用
测量飞机的航向信息，送往RMI和HSI 上进行指示，并送往机上的其它设备。
3、工作方式 DG(FREE)＋MAG(SLAVE)
（二）组成
（二）组成
陀螺半罗盘又称陀螺方向仪，是利用两自由度陀螺的稳定性工作的仪表。用 于测量飞机的转弯角度，经人工校正后可指示飞机航向。陀螺半罗盘没有自动寻 北能力。
陀螺半罗盘上有一调整旋钮，推入并转动调整旋钮可以转动刻度盘。用陀螺 半罗盘指示航向时，可用该旋钮来调整刻度盘的0-180°与经线一致。
陀螺自转轴相对地球经线运动将使陀螺半罗盘指示的航向产生误差，该误差 称为自走误差。误差的大小与纬度、飞机的飞行速度等因素有关。例如:当飞机 所在纬度为30°，飞行速度为1200公里 /小时，航向为90°时，陀螺半罗盘的速 度误差约为6°/小时。因此飞行中每隔一段时间（依飞行手册而定）应参照磁罗 盘对陀螺半罗盘进行校正，以消除这段时间积累起来的自走误差。飞行中校正时， 飞机应处于平直匀速飞行状态，以保证磁罗盘的指示正确。
第三章 陀螺与姿态系统仪表分解
概述
飞机上用的姿态系统仪表，主要是指测量飞
机姿态角和姿态角速度的一些仪表。 飞机上使用的姿态显示仪表主要是指地平仪， 其次是指转弯仪和测滑仪。地平仪能直接显 示出飞机在空中的俯仰角和倾斜角，转弯仪 和测滑仪能帮助飞行员鉴别飞机在空中有无 转弯和测滑现象。
第一节 陀螺原理
始位置时，陀螺自转轴与飞机横轴平行，自 转角速度矢量指向左机翼；内框轴与飞机纵 轴平行，测量轴与飞机立轴平行。
转弯仪的特性:
1.
2. 3. 4.
飞机绕横轴或纵轴转动时，转弯仪不指示； 转弯仪的内框转角公式根据转弯仪安装情 况不同有所差别； 通常转弯仪陀螺自转轴是横向安装的； 转弯仪能够指示飞机无侧滑转弯时的倾斜 角。
一、地平仪的工作原理
（一）地平仪的基本组成环节和姿态角的测
量原理 利用摆和陀螺配合来模拟地垂线（？） 摆式地垂 修正器 三自由 度陀螺 指示部 分
控制机构
姿态角的测量
地平仪采用了摆和陀螺联合工作的方法，即
用摆的位置控制陀螺的自转轴位置。用陀螺 自转轴模拟出地垂线来完成。 当陀螺的自转轴偏离地垂线位置时，产生一 个与摆的偏差，将使修正器产生一信号带动 执行机构使陀螺自转轴进动，直至陀螺垂线 与摆垂线重合。当陀螺自转轴稳定在地垂线 位置时，修正机构不会产生力矩，陀螺不会 受外力矩作用，自转轴稳定不动。
运动不发生在力矩作用的方向，而是发生在
和它垂直的方向； 进动角速度在角动量一定时，对应于一个外 力矩只有一个进动角速度； 当外力矩停止作用时，进动运动立即停止。
图3-1-9 自行车的陀螺效应
二、三自由度陀螺的特性（续）
（三）稳定性与进动性的关系
磁罗盘在航天飞行器中的导航解决方案
磁罗盘在航天飞行器中的导航解决方案导言：随着人类对宇宙的探索不断深入，航天飞行器的导航问题也成为关注的焦点。
在航天器中，位置信息的准确获取对于控制和导航是至关重要的。
目前，除了各种现代导航技术外，磁罗盘作为一种简单而可靠的导航工具，也被应用于航天飞行器中的导航解决方案。
本文将探讨磁罗盘在航天飞行器导航中的应用和相关技术。
一、磁罗盘在航天飞行器导航中的基本原理磁罗盘是一种利用地球的地磁场来确定方向的仪器。
它通过测量地磁场的强度和方向，以确定航天器相对于地球真北方向的角度。
当航天器在地球轨道中运行时，它能够提供方向指示，帮助航天员掌握航向，确保航天器按照预定轨道进行飞行。
磁罗盘常常采用了一种叫做磁致伸缩的材料，当受到外部磁场的影响时，磁罗盘内部的磁体会发生形变，从而使得磁致伸缩材料的尺寸发生变化。
这种变化会导致内部传感器的输出电压发生变化，通过这种变化可以准确测量地磁场的强度和方向。
二、航天飞行器导航中的磁罗盘应用1.方向测量与定位：航天飞行器需要准确测量自身的方向以及相对于目标的位置。
磁罗盘可以通过测量地磁场来提供方位角度的信息，使航天员能够准确掌握航向。
同时，结合其他导航系统（如GPS或星车），磁罗盘可以定位航天器的位置，确保它按照预定轨道飞行。
2.航向控制：磁罗盘在航向控制中起着至关重要的作用。
通过实时检测航向的偏差并通过调整航向控制系统来实时纠正，磁罗盘可以确保航天飞行器按照预定航向进行飞行。
这对于长期飞行任务和航天器的姿态稳定至关重要。
3.跟踪和测量轨道参数：磁罗盘还可以用于跟踪航天器在轨道上的位置，并测量一些关键的轨道参数，如倾角和偏斜角。
这些参数对于任何航天任务的成功实施都是至关重要的。
三、航天飞行器导航中的磁罗盘技术挑战尽管磁罗盘作为一种简单可靠的导航工具被广泛应用于航天飞行器，但在实际应用中仍然面临一些技术挑战。
1.信噪比问题：航天飞行器通常在复杂的电磁环境中工作，这可能会导致磁致伸缩材料受到附加的外界磁场干扰，进而影响磁罗盘的测量精度。
磁罗盘在航天探索中的角色
磁罗盘在航天探索中的角色磁罗盘是一种测量和检测地球上磁场的仪器。
它在航天探索中扮演了至关重要的角色，以帮助航天器、卫星和宇航员确保准确的定位和导航，确保任务的成功进行。
本文将探讨磁罗盘在航天探索中的角色、其工作原理以及其应用领域等方面。
首先，让我们来了解一下磁罗盘的工作原理。
磁罗盘是基于地球的磁场原理设计的，这个原理是指地球拥有一个巨大的磁场，它产生自地球内部的液态铁质外核的运动。
磁罗盘内部包含有一根磁针，它会指向地球上的磁北极。
通过测量磁针的指向，我们可以确定方向，从而确定航天器、卫星或宇航员的位置。
磁罗盘在航天探索中有许多重要的角色。
首先，它是导航系统的核心组成部分。
在航天任务中，定位和导航是至关重要的，特别是对长期太空飞行的航天器或卫星而言。
磁罗盘可以提供准确的方向信息，确保航天器按照既定的航线飞行，避免迷航或偏离预定轨道。
其次，磁罗盘在火星和其他行星探测任务中也发挥着重要的作用。
火星是人类长期太空探索的一个重要目标，磁罗盘被用来帮助火星探测器准确定位和导航。
由于火星没有地球上的常用导航标志物，如山脉或湖泊，探测器需要依靠磁罗盘来辨别方向和位置。
磁罗盘的作用是关键的，它确保了探测器能够在火星上完美执行任务。
此外，磁罗盘还在太空行走和宇航员任务中发挥着重要作用。
在太空行走期间，宇航员需要确保自己的方向和位置，以便定位到航天器并返回。
磁罗盘可以在这种情况下提供可靠的导航和定位支持，帮助宇航员准确返回远离航天器的作业点。
磁罗盘也被广泛应用于地球观测和气象预测领域。
磁场对地球上的气候和气象有着重要的影响，磁罗盘的数据可以帮助科学家们了解磁场与大气层之间的相互作用。
例如，它可以帮助气象学家更好地了解地球磁场扰动对气候的影响，从而提高天气预报的准确性。
总结而言，磁罗盘在航天探索中扮演着至关重要的角色。
它是航天器、卫星和宇航员导航和定位系统的核心组成部分，确保任务能够顺利进行并实现预定的目标。
此外，磁罗盘还在火星和其他行星探测、太空行走、地球观测和气象预测等领域发挥着重要作用。
第3章 经典无线电导航系统(1-3)
e1 = Em cos θ sin ωt
e = E m sin ϕ L sin ω t
e2 = Em sin θ sin ωt H 1 = H cos θ cos ω t
H 2 = H sin θ cos ω t
13
测角器中形成一个合成磁场,测角器的活动线圈(亦 称搜索线圈)，在合成磁场作用下所产生的感应电 势为：
4
发展阶段
（1）20世纪四五十年代采用电子管电路， 对地面无线电台频率采用机械软轴进行调谐， 定向天线为单个的旋转式环形天线，其典型 设备为R5/ARN7； （2）20世纪六七十年代采用晶体管电路， 频率选择采用粗、细同步器调谐，定向天线 采用两个正交的旋转式或固定式环形天线， 如APK—11，WL—7—6A型定向机等 （3）20世纪80年代左右，采用集成电路， 数字选频，采用旋转测角器来代替环形天线 的旋转。
22
极化误差
无线电罗盘工作在中波波段，电离层对电波的吸收 白天比夜间强，因此白天接收机只能收到地波信号。
而在夜晚，电波受电离层的损耗比白天小，由电离层反射 的天波分量加强，所以无线电罗盘可能同时接收到地波与 天波信号，这会形成电波衰落。 另一方面，由于反射的天波将使垂直极化波变为椭圆极化 波，在环形天线的水平部分产生感应电势，不仅会使接收 信号减弱，同时使环形天线的最小接收方向模糊不清，而 造成定向误差，即极化误差。
减小极化误差的根本措施 根本措施就是避免接收天波信号， 根本措施 并在测定方位时注意读取方位角的平均值。
23
3.2 甚高频全向信标系统 甚高频全向信标系统VOR
概述 功能及组成 工作原理
24
3.2.1 概述
甚 高 频 全 向 信 标 系 统 VOR （ VHF Omni Range） 是一种相位式近 directional Range ） 是一种 相位式近 程测角导航系统 导航系统。 程测角导航系统。 可以确定以导航台 导航台所在位置北向为基准 可以确定以导航台所在位置北向为基准 也可以航道方向） 飞机方位。 (也可以航道方向）的飞机方位。 通常与测距器配合使用，不仅用于航路 与测距器配合使用 通常与测距器配合使用，不仅用于航路 导航，而且可用于飞机进场引导。 飞机进场引导 导航，而且可用于飞机进场引导。
adf无线电罗盘原理
adf无线电罗盘原理ADF无线电罗盘原理一、引言ADF（Automatic Direction Finder）是一种利用无线电信号来确定飞机或船只方向的设备。
它是一种基于无线电信号接收和处理的导航设备，可以帮助飞行员或船长在飞行或航行中确定方向，提高导航精度和安全性。
二、无线电信号的接收和处理ADF的原理是通过接收地面无线电信号，利用接收到的信号来确定飞机或船只相对地面发射源的方位角。
具体来说，ADF接收到地面发射源发出的无线电信号后，经过信号放大和处理，将信号转化为方位角度数，然后显示在仪表盘上供飞行员或船长参考。
三、无线电信号的传播和接收无线电信号是通过空中传播的，它是一种电磁波，具有频率和波长。
当地面的无线电发射源发出信号后，信号会沿着地面或大气层传播，到达飞机或船只的接收天线。
接收天线将接收到的信号传输给ADF 设备进行处理。
四、方向的确定ADF设备通过接收到的信号来确定飞机或船只相对地面发射源的方向。
具体来说，ADF设备通过接收到的信号的相位差来计算方位角。
当飞机或船只正对着地面发射源时，两个接收天线接收到的信号相位一致，ADF设备显示的方位角为0度。
当飞机或船只偏离地面发射源时，两个接收天线接收到的信号相位差会发生变化，ADF设备会根据相位差计算出相应的方位角。
五、ADF设备的显示ADF设备通常以仪表盘的形式显示方位角。
仪表盘上有一个指针指示器，指示当前飞机或船只的方向。
指针会根据接收到的信号的相位差来旋转，从而指示出飞机或船只相对地面发射源的方位角。
飞行员或船长可以根据仪表盘上的方位角来判断当前的飞行或航行方向，以便进行导航和控制。
六、ADF的应用ADF广泛应用于航空和航海领域。
在航空领域，ADF是飞机导航系统的重要组成部分之一，可以帮助飞行员确定飞机的方向和位置，提高飞行的精确度和安全性。
在航海领域，ADF可以帮助船长确定船只的方向和位置，辅助航行和导航。
七、总结ADF无线电罗盘是一种基于无线电信号接收和处理的导航设备，可以帮助飞行员或船长确定飞机或船只的方向。
大连海事大学电航仪器教案：第三章第一节
返回
返回
返回
返回
返回返回返回返回下半球C.方位刻度盘与齿轮：
刻度盘
方位齿轮 方位电机
返回
四、固定部分（fixed element）：
•组成：贮液缸、罗经桌、平衡环系统、罗经箱。
结束
陀 螺 马 达
返回
液 体 阻 尼 器
返回
电 磁 上 托 线 圈
返回
润 滑 油
返回
• 陀 螺 球
返回
• 灯 型 支 架
电刷 中心导杆 蜘蛛架
•固定部分（Fixed element)
灵敏部分（陀螺球-gyrosphere）：
1.球 壳：
•绝缘硬橡胶
顶电极
• 电 极
底电极
赤道电极 随动电极 •航向刻度
2.球内部件： (点击可看图)
•陀螺马达 •灯型支架 •液体阻尼器
•电磁上托线圈
返回
三、随动部分：
1.组成： 随动球、中心导杆、蜘蛛架、 汇电环、方位齿轮和方位刻度盘。 2.作用： 跟踪陀螺球航向，在刻度盘 上指示航向，并给陀螺球供电。
灵敏部分为双转子陀螺球、 采用液浮和辅助支承； 利用陀螺球重心下移产生水 平轴控制力矩； 利用液体阻尼器产生水 平轴阻尼力矩。
三、安许茨4型罗经的整套设备组成：
第二节 安许茨4型罗经主罗经结构
主罗经组成： •灵敏部分（Sensitive element)
•随动部分（Follow-up element)
返回
A.随动球：(out-sphere)
返回
B.中心导杆和蜘蛛架： （net of outer sphere and spider legs）
电刷 中心导杆 蜘蛛架
返回
机载无线电罗盘定向原理研究
科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界无线电罗盘是利用无线电技术进行定向的导航设备。
它可以根据地面导航台发射的无线电波的来向,自动地测出电台相对方位角。
飞行员可借助于航向指示器所指示的电台相对方位角,飞越战区或返回基地,所以罗盘对保障作战训练、飞行安全起着重要的作用。
1功用无线电罗盘的主要功用是自动定向。
它是利用罗盘天线接收地面导航台(无线电台)发射的无线电波,使测角系统的搜索线圈自动跟踪电波来向,因而能连续地测出从飞机纵轴顺时针到电波来向的角度,并由航向指示器指示出这个角度———电台相对方位角(DXF)。
飞行员根据此方位角,就可以驾驶飞机向导航台飞行或背导航台飞行;可以测定飞机所在位置:在能见度不好时,还可以与无线电高度表、信标接收机等配合,进行仪表着陆等。
2罗盘定向基本原理2.1环形天线的方向性环形天线是一种常用的方向性天线,它是一个多匝线圈,并绕在由高频导磁材料制成的矩形铁心上,其电波传播与环形天线的关系如图1所示。
图1电波与环形天线的关系图2环形天线方向图当电波通过环形天线时,环形天线产生的感应电势为:e B =e p =E pm cos θcos ωt (1)式中,E pm 为环形天线感应电势的振幅,其表达式为:E pm =N 2πλSE 0(2)式中,N 为环形天线的匝数,λ为无线电波的波长,S 为环形天线的闭合面积,θ为环形天线平面与电波传播方向的夹角。
由公式(1)和(2)可知,环形天线的感应电势有如下几个特点:第一,环形天线感应电势和电波场强的相位相差90°。
第二,环形天线的感应电势的大小和电波在水平平面上的来向有关,当θ为90°或270°时,cos θ=0,环形天线的感应电势为零;当θ为0°或180°时,cos θ=±1,环形天线的感应电势绝对值最大;当电波的来向相反时,环形天线感应电势的相位也正好相差180°。
05测量飞机航向的仪表
（4）转弯误差 飞机转弯时，作用在罗牌重心上的惯性离心力和重力的合
力将使罗牌与飞机同方向倾斜。地磁垂直分量在罗牌平面上有 一个分量，若该分量与地磁水平分量方向不一致，则两者的合 成磁场将偏离磁经线方向，使罗盘产生误差。
避免转弯误差影响的措施： 飞行员根据磁罗盘操纵飞机转向预定航向时，必须
飞机在东西磁航向上加速度误 差最大，在南北磁航向上加速度误 差最小。为避免加速度误差，应在 飞机匀速飞行时判读航向。
（3）涡动误差 飞机转动时，敏感部分受到罗盘油的阻尼力矩作用而引
起的误差。飞机转弯时，罗盘壳体随飞机转动，罗盘油由于 摩擦作用也将发生运动，从而带动罗盘向着转弯方向转动。 当飞机停止转动，罗盘油由于惯性作用仍使罗盘转动一段时 间，使指示出现误差，误差最大可达数十度。
5、罗盘系统（Compass system)
又称为航向系统，由两种以上不同原理的罗盘所组成的测 量飞机航行的系统。通常该系统将航向信息送往无限电磁 指示器RMI和水平状态指示器HSI进行指示。
RMI
HSI
罗盘系统有两种工作方式：方位陀螺方式(自由方式)＋磁 校正方式(伺服方式）
一种罗盘系统的信号分配
测量飞机航向的仪表
1、航向仪表及分类 2、磁罗盘 3、陀螺半罗盘 4、陀螺磁罗盘 5、罗盘系统
1、航向仪表：测量航向（飞机纵轴与经线的夹角）的仪表，又叫 航空罗盘(Compass)，是飞机上重要的领航仪表。
磁罗盘
陀螺半罗盘
陀螺磁罗盘
2、磁罗盘 Magnetic compass 通过感受地磁场，从而
二、工作原理 磁传感器测量磁航向、方位陀螺测量陀螺航向、磁传感器控制 方位陀螺指示磁航向。
无线电罗盘工作特点
1.5飞行中的使用 1飞行中的使用和检查
自动定向机在飞行中的使用和检查比较简单,只要将控制 盒上的工作方式选择电门放在“天线(ANT)”、“定向 (ADF)”、“试验(TEST)”或在某些控制盒上的“环形 天线(LOOP)”位置上,自动定向机就接通机上电源,并按 所选择的工作方式开始工作。
在飞行中的使用和检查应注意以下四点。 ①正确选择电台和频率 ②收听电台的呼号 ③判断指示方位的正确性 ④掌握好飞机过台点
图3-23 飞机的空中定位
4测量飞机到地面电台的距离和时间
1.倍角法 2.切台法 3.预定位切线法
5进近和穿云着陆 1.进近的程序转弯
飞机着陆过程通常包括进近和着陆两个阶段,飞机从 LOC覆盖边缘开始一直下降到跑道延长线上空15～ 30m的高度,这一阶段称为进近。
当飞机由自动定向机引导飞到目的地(机场)上空时,驾 驶员将操纵飞机对远归航台作过台飞行,即自动定向机 方位指示器指针反指180°,此时飞机可进入航图中的程 序转弯(标准转弯)。
1 环形天线的方向特性 环形天线是一个比接收信
号波长小得多的闭合环路,最简单的环形天线是一个用导线 绕成矩形或圆形的环,如图3-8所示。
图3-8 环形天线原理示意图
2自动定向机的单值定向
在ADF中,环形天线的“8”字形方向性图最小值方向有两 个,二者相差180°,即具有“双值性”,应该加以判别或消除 以保证定向的单值性。
图3-12 固定式环形天线及方向性图 图3-13 测角器的工作原理
1.4 系统的干扰和误差 无线电波在传播过程中,由
于受大气条件、地表性质、地理环境和人为干扰等原因, 使自动定向机存在一定的误差。概括有以下几种干扰和 误差。
➢ 静电干扰 ➢ 夜间效应 ➢ 山区效应 ➢ 海岸效应 ➢ 无声锥的影响 ➢ 象限误差 ➢ 安装误差
第三章航空电子系统EFIS
•
15、我就像一个厨师，喜欢品尝食物。如果不好吃，我就不要它。2021年8月上午11时21分21.8.2911:21August 29, 2021
•
16、我总是站在顾客的角度看待即将推出的产品或服务，因为我就是顾客。2021年8月29日星期日11时21分22秒11:21:2229 August 2021
另外，该按钮还具有翻页功能。
按压再显示按钮，可将那些故障 仍然存在，但被取消掉的B级、C级信 息重新显示出来。
五．EICAS文字信息显示分类
EICAS文字信息显示分为： 警告信息 状态信息 维护信息
1．警告信息
为机组人员在飞行过程中设计，按 照需要采取措施的紧迫程度可分为三个等 级：
警告（A级）
（用于显示飞机大部分导航系统的信息，它可以提供彩色的显示信息： 俯仰和倾斜姿态、导航图表、气象情况、无线电高度、决断高度、自动 驾驶、飞行航路信息、空速、方位、ILS、失速警告等信息。） 2.EFIS显示特点 • 画面柔顺、条理逻辑性强，提高了可读性； • 余度技术提高、可靠性提高； • 综合显示，信息容量大，彩色显示； • 显示飞行员选择的一部分信息，便于判读。
显示在状态格式的右半部,文字信 息显示为白色。
3．维护（M级）信息
功用： 专为地面维护人员设计，供地面维
护人员排故使用。 特点：
仅显示在维护ECS/MSG页格式中，位 于下显示器的右部，文字信息显示为白 色。
六．飞行前的显示格式
１．接通电源时的显示
飞机停留在地面，当接通电源时， 全部发动机参数自动出现。上显示器 显示主要发动机参数。下显示器显示 次要发动机参数。
EHSI显示说明
• EHSI工作在NAV方式时，提供飞行员监视航迹与目标 航迹的距离（XTK）、垂直偏离距离（VTK）
磁罗盘在航空安全中的应用
磁罗盘在航空安全中的应用航空安全是航空行业的核心关注点之一，它涉及到确保飞行过程中的安全和有效性。
在航空安全管理中，各种技术和设备被广泛应用，以提供准确的导航和定位信息，保障飞行员和机组人员的安全。
其中，磁罗盘是航空安全中一项至关重要的技术和装备，用来确定飞行器的方向和航向。
本文将介绍磁罗盘在航空安全中的应用，并探讨其在航空行业中的重要性。
首先，磁罗盘在飞行器导航和定位中发挥着关键作用。
磁罗盘通过测量地球的地磁场，并指示出磁北方向，从而帮助飞行员确定飞行器相对于磁北的方向。
在飞行过程中，准确的方向信息对于正确的导航和定位至关重要。
磁罗盘可以帮助飞行员确定适当的航向，并保持飞行器在预定航线上。
借助磁罗盘，飞行员可以轻松识别方向的变化，以及及时调整航向来保持飞行器的稳定。
其次，磁罗盘在航空安全中用于提供飞行器对地方位信息。
磁罗盘不仅能确定飞行器的方向，还能帮助飞行员确定飞行器相对于地面的位置。
通过将磁罗盘与GPS系统等导航仪表结合使用，飞行员能够获得准确的位置信息，从而更好地进行飞行计划和路线规划。
磁罗盘的应用能够增加飞行员对地面地标的识别能力，如山脉、水体等，这有助于避免飞行器进入危险区域或遭遇不良天气条件。
因此，磁罗盘的准确性和可靠性对于飞行器的安全和导航至关重要。
此外，磁罗盘还在航空安全中用于提供高度信息。
磁罗盘可以与气压计等其他设备相结合，用于测量飞行器的高度和高度变化。
准确的高度信息对于飞行员在起飞和降落过程中的导航至关重要。
借助磁罗盘提供的高度信息，飞行员可以更好地确保飞行器与地面的安全距离，避免发生意外事故。
此外，通过监测高度变化，磁罗盘还能及时提醒飞行员飞行器是否出现异常情况，例如可能的气压下降、急剧的高度变化等。
因此，磁罗盘在提供高度信息方面对于航空安全的重要性不可忽视。
最后，磁罗盘还在飞行员培训和飞行员定期检查中发挥着关键作用。
航空安全的关键是确保飞行员具备正确的知识和技能，以应对飞行中的各种情况。
无线电罗盘的发展
Aircraft navigation equipment and maintenance
如图3-1所示为飞机通过导航台进行导航。
自动定向机(ADF)早在1937年就开始装备在飞机上,ADF 形成的导航信号电参数中包含飞机的相对方位角信息,借 助于电磁指示器(RMI)等指示仪表,可为飞机提供相对方位 角、飞机航向、飞机方位角和NDB台方位角。
ADF的发展大致可分为三个阶段： ①20世纪40～50年代采用电子管电路,对地面导航台频率采用 机械软轴进行调谐,定向天线为单个的旋转式环形天线。 ②20世纪60～70年代采用晶体管电路,频率选择采用粗、细同 步器调谐,有些设备使用晶体频率网采用“五中取一”方法调谐, 定向天线采用两个正交的旋转式或固定式环形天线。 ③到20世纪80年代左右,ADF基本采用大规模或超大规模集成 电路,并使用频率合成器、BCD码数字选频及微处理器,天线系统 有了较大改进,采用旋转测角器中的搜索线圈来代替单个环形天 线的旋转。
图3-2 方位角图示
图3-3 判断飞机越台时间
ห้องสมุดไป่ตู้
THANKS
(5)由于自动定向机一般工作在190～1750kHz的中长波 段范围内,因此可接收民用广播电台的信号,并可用于定向; 还可收听500kHz的遇险信号(700型ADF可收听 2182kHz的另一海岸的遇险信号),并确定方位。
自动定向机系统的技术指标,根据ARINC570规范三的选定和 概括,应具有下列主要性能:①频率范围:190～1750kHz;②频 率间隔0.5kHz;③频率转换时间小于4s。④作用距离:由地面 导航台发射功率及机上接收机灵敏度决定,一般可达300km 左右。⑤定向摆动:小于士1°。⑥接收机选择性:调谐频率为 所选频率士175Hz;⑦频带宽度-6dB处最小1.9kHz;-60dB处 不大于7kHz.⑧设备精度:信号较强时,不考虑飞机结构的影响, 设备精度为2°左右;信号较弱时,设备精度为3°左右。
飞机磁罗盘系统实物仿真平台的设计
科学技术创新飞机磁罗盘系统实物仿真平台的设计周督异朱毅诚白锴迪张迪(中国民航大学,天津300000)1概述由于机体结构和电子电气设备的原因,飞机存在附加磁场即飞机磁场,飞机磁罗盘系统测量的磁航向存在的误差即为罗差。
为满足适航要求,飞机磁罗盘需要定期进行校验和调节。
由于磁罗盘中包含的可旋转的零散部件较多,同时也存在着较大的机械误差,因此在实际的飞机磁罗盘校验、检测与维修工作中,会出现磁罗盘使用率过高、重复操作性变差等问题,从而导致航材件受到不同程度的损伤。
本项目设计了一个与真实系统航材件基本组成、功能、外形、接口信号一致的飞机磁罗盘系统实物仿真平台。
能够实现飞机备用罗盘半圆罗差、圆周罗差和象限罗差的消除操作。
从而能够减小机体结构和电子电气设备以及罗盘自身旋转所带来的机械误差,并在很大程度上解决重复操作性差以及使用率过大所造成的部件损坏失效等问题。
2总体设计实物仿真平台的设计主要分为以下几个部分:用于测量磁罗盘误差的校验仪、飞机备用磁罗盘仿真实物、转台以及飞机模型。
其中,飞机模型用于模拟实际飞行过程中,飞机上的航空材料以及其零部件所形成的磁干扰环境,同时模型本身大小适中,便于安装和拆卸,可以放置备用磁罗盘和罗盘误差校验仪。
模型下方安装了可由计算机进行控制的转台,通过编写程序语言,即可实现对转台的数字化智能控制,从而能够真实地还原飞机偏航动作的全过程。
同时,飞机备用磁罗盘中的高精度磁传感器能够敏锐的捕捉到这些动作,同时能对硬铁磁场和软铁磁场所产生的干扰进行补正,再经过主控制器模块通过已经编写完毕的最小二乘法椭圆拟合对罗差进行修正,输出到显示屏上。
同时为了模拟真实的飞机磁场环境,还要将磁罗盘误差校验仪放置在模型上对所得出的数进行校验。
3硬件设计3.1平台的搭建为适配飞机备用磁罗盘及误差校验仪,需首先精确其尺寸大小,从而设计一个比例尺合适、同时造型美观的简易飞机模型。
本项目设计的飞机模型利用DY28-01A 型线棒铝型材(直径28.0mm 、厚度1.7mm )、T 型槽线棒铝型材及多种连接件所搭建而成,可保证在试验中所用材料本身不会对备用磁罗盘和误差校验仪造成磁干扰而影响实验数据的准确性。
无线电罗盘的组成
图3-7 电子水平位置指示器
4.天线 自动定向机工作时需要两种天线:一种垂直天线是无方向 性的,或称为辨向天线,用来调谐接收机和辨认方向(定向 的单值性);另一种环形天线是有方向性的,用来提供方位 信息。这两种天线都工作在190～1750kHz频率范围内。
不同型别的定向机使用不同类型的环形天线,早期的人工定 向机所使用的环形天线是一个装在机身外部的圆环,由人工 转动。稍后的自动定向机使用的环形天线也是环形的,安装 在密闭的椭圆流线型壳体中,固定于飞机外部,由电动机传动。 现代飞机由于飞行速度增大,突出于机身外部的环形天线已 不适应飞机性能的要求,所以制成与飞机蒙皮平齐的偏平形 固定天线,同时省却了活动部件。 垂直天线是一根单独安装在机身外部的鞭状天线,也有同环 形天线装在一起的组合型天线。
远台一般都兼作航线导航台使用,故发射功率与航线导航台的 规定相同,有效作用距离不小于150km.近台发射功率为 100W左右,有效作用距离为50km。远台发射的识别信号由 两个英文字母组成,如DF;近台识别信号用远台的头一个字母, 如D。两台的识别信号均采用国际莫尔斯电码发射,拍发速度 为20-30个字母/min,拍发次数要求用相同间隔,每分钟拍发 六遍。
3.方位指示器 自动测向仪指示的角度是以飞机纵轴为 基准,顺时针转向飞机到导航台连线之间的夹角,如图3-5 所示。 自动定向机的指示器也有多种型别.方位指示器或相对方 位角指示器RBI是以飞机纵轴为基准,从指示器顶部标线 (0)开始,顺时针转动的角度即是飞机与地面导航台的相 对方位角,仪表的刻度是固定的,如图3-6(a)所示。
远台和近台所配有的指点标台是一个发射机,发射频率为 固定的75MHz,通过一个方向性很强的天线向上垂直发 射一个很窄的倒锥形波束.当飞机刚好飞过指点标台的上 空时,飞机上的指点标台接收机就可收到该电波信号,在 驾驶舱内就可显示灯光和音响信号,表示飞机正通过归航 台上空。
罗盘的原理与应用
罗盘的原理与应用1. 简介罗盘是一种利用地球磁场进行导航的仪器，可以通过指示磁北来确定方向。
它常见于航海、航空、军事以及户外探险等领域，起到引导方向的作用。
本文将介绍罗盘的原理以及其在不同领域的应用。
2. 罗盘的原理罗盘的工作原理基于地球的磁场。
地球拥有一个巨大的磁场，由地球的内核产生，类似于一个大型的磁体。
罗盘利用磁场的性质来确定方向，主要是因为地球的磁场会使罗盘上的磁铁指针对齐磁场的方向。
罗盘通常由磁针和刻度盘组成。
磁针是一个长形的磁铁，通常标有N（北）和S（南）两个标记，它可以在轴上自由旋转。
磁针的一端指向地磁北极，另一端则指向地磁南极。
刻度盘上有360度的刻度，用于测量指针的角度。
当罗盘保持水平并且没有受到其他磁场的干扰时，磁针会指向磁场的方向，即地磁北方向。
3. 罗盘的应用3.1 航海导航罗盘在航海领域中起到了关键的导航作用。
通过使用罗盘，船舶可以确定其当前的航向，以及相对于目标的方向。
航海员可以根据罗盘的指示进行导航，确保船只沿着正确的航线前进。
罗盘还是航海中必备的安全装备，因为它可以帮助船员确定自身位置，避免误入危险水域。
3.2 航空导航在航空领域中，罗盘也是一项重要的导航工具。
飞行员可以通过罗盘来确定飞机的航向和定位。
罗盘是航空仪器的一部分，并且经常与其他导航设备，如全球卫星导航系统（GPS）一起使用，以提供准确的导航信息。
3.3 军事应用罗盘在军事领域中具有广泛的应用。
军人可以使用罗盘来确定方向，导航到目标地点，并协助进行战术作战。
罗盘还被作为指挥官的必备工具之一，帮助他们判断地形、确定行进方向和制定战术计划。
3.4 海上探险对于进行海上探险的人来说，罗盘是必不可少的工具之一。
海上探险者可以借助罗盘来确定自身位置，并且判断前进方向，以便安全地航行。
罗盘的使用可以帮助探险者避免迷航和不必要的风险。
3.5 登山远足罗盘在登山和远足活动中也有重要的应用价值。
登山者和远足者可以利用罗盘来确定山脉的方向，并且找到正确的路径。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
RMI
二、组成及各部分介绍
(二)各部分介绍 1、磁传感器 2、方位陀螺 3、控制板 4、指示器 (1) RMI (2) HSI
HSI
二、组成及各部分介绍
5、转换电门
二、组成及各部分介绍
二、组成及各部分介绍
二、组成及各部分介绍
二、组成及各部分介绍
5、转换电门 NORM位： DG1向1＃HSI、2＃RMI送信号 DG2向2＃HSI、1＃RMI送信号 BOTH ON 1位： DG1向1、2＃HSI和RMI送信号 BOTH ON 2位： DG2向1、2＃EHSI和RMI送信号
(二)各部分介绍 1、磁传感器
磁传感器
二、组成及各部分介绍
(二)各部分介绍 1、磁传感器 2、方位陀螺
方位陀螺
二、组成及各部分介绍
(二)各部分介绍 1、磁传感器 2、方位陀螺 3、控制板
控制板
二、组成及各部分介绍
(二)各部分介绍 1、磁传感器 2、方位陀螺 3、控制板 4、指示器 (1) RMI
一、概述
(三)分类
一、概述
一、概述
(三)分类 两种工作方式：DG(FREE)＋MAG(SLAVE)
三种工作方式：DG＋MAG＋天文罗盘
一、概述
(四)信号分配
二、组成及各部分介绍
(一)组成
二、组成及各部分介绍
(一)组成 1、磁传感器 2、方位陀螺 3、控制板 4、指示器
二、组成及各部分介绍
6、若两套罗盘系统均失效，使用磁罗盘。
四、使用特点
五、航向测量 1、测磁航向 方式电门置于MAG位。 2、指示真航向 方式电门置于天文罗盘位。 或方式电门先置于MAG位，然后置于 DG位，修正磁差。 3、指示大圆航向
小结
1、由两种或两种以上原理不同的罗盘组成的测量 飞机航向的系统，称为罗盘系统。
2、工作方式有MAG（SLAVE）和DG（FREE）两种。 3、罗盘系统测得的航向信号送给HSI和RMI上进行
指示。 4、可以用罗盘系统测量飞机的真航向、磁航向、
大圆航向。
小结
5、飞行中指示器上出现HDG或COMPASS警告 旗，说明对应的罗盘系统失效。
6、若两套罗盘系统都失效，使用磁罗盘。
复习思考题
第三章 罗盘系统 COMPASS SYSTEM
内容
一、概述 二、组成及各部分介绍 三、原一、概述
(一)定义 由两种或两种以上原理不同的罗盘组
成的测量飞机航向的系统，称为罗盘系 统。
一、概述
(二)功用 将航向信息送往RMI和HSI进行指示。 将航向信息送往机上的其它设备。如AP、 FD等 。
三、原理
四、使用特点
1、通电前，HDG或COMPASS警告旗出现。 2、通电后，当警告旗收上时，指示器指示
正确航向。 3、飞行中，转换电门常至于NORMAL位。
四、使用特点
4、若1＃罗盘系统失效后，应将转换电门置 于BOTH ON 2位。
5、若2＃罗盘系统失效后，应将转换电门置 于BOTH ON 1位。