Otočení kompasu letadla - Aircraft compass turns

V letectví , zatáčky letadlech COMPASS jsou obraty provedené v letadle pouze pomocí magnetického kompasu na vedení.

Popis

Magnetický kompas na palubě letadla zobrazuje aktuální magnetický směr letadla, tj . Směrovou orientaci letadla vzhledem ke geomagnetickému poli Země , které má orientaci zhruba na sever-jih. Kompas lze v zatáčkách použít k ověření, že se letadlo na konci zatáčky pohybuje požadovaným směrem. Povaha přístroje a vyrovnání magnetického pólu Země způsobují, že magnetický kompas má při používání pro navigaci několik významných omezení. Pilot, který si je vědom těchto omezení, může kompas efektivně využívat k navigaci. Kompas pokračuje v činnosti navzdory poruchám v elektrických, vakuových nebo pitotových statických systémech.

Otočení kompasu (otočení pomocí magnetického kompasu jako primárního referenčního nástroje) nejsou v moderních letadlech běžnou praxí. Otočení kompasu se obvykle provádí při simulovaných nebo skutečných poruchách směrového gyroskopu nebo jiných navigačních přístrojů. Magnetický kompas je jednoduchý nástroj, když se kompas nepohybuje a je na Zemi. Magnetický kompas instalovaný v letadle podléhá během letu chybám při otáčení kompasu. Piloti musí tyto chyby při použití magnetického kompasu kompenzovat.

Většina chyb obsažených v indikacích směru magnetického kompasu souvisí s konstrukcí kompasu. Letadlový kompas se skládá z obrácené mísy s připojenou magnetizovanou tyčí. Miska je vyvážena na čepu s nízkým třením. Sestava mísy a kolíku je uzavřena v pouzdře naplněném nekyselým petrolejem . Zmagnetizovaná tyč má tendenci orientovat sestavu s místním geomagnetickým polem. Lišta otočí viditelnou mísu kompasu. Vnější povrch mísy obsahuje značky pro označení magnetického záhlaví. Jak se letadlo (a pouzdro kompasu) otáčí, miska zůstává kvůli magnetické přitažlivosti poněkud nehybná vůči Zemi. Stručně řečeno, letadlo se může volně otáčet kolem stojící misky.

Standardním postupem při letu s gyroskopicky stabilizovaným kompasem (nebo ukazatelem směru) je čtení magnetického kompasu pouze v přímém a vodorovném nezrychleném letu. Toto čtení se poté použije k nastavení gyroskopicky stabilizovaného kompasu. Gyroskopický kompas bude číst správně v zatáčce, zatímco magnetický kompas nebude při otáčení správně čitelný. Pilot tak bude při otáčení vždy ignorovat magnetický kompas, ale bude jej pravidelně kontrolovat v přímém a vodorovném nezrychleném letu.

Chyby kompasu

Pokud letadlo není ve stabilním přímém a vodorovném nezrychleném letu, ovlivní několik typů chyb indikaci směru letu poskytovanou magnetickým kompasem.

Limity výšky tónu

Omezení vyplývající z konstrukce kompasu spočívá v tom, že čep vyvažovací mísy, který je spojen s otočným bodem , umožňuje ve většině kompasů pouze mísu naklonit přibližně o 18 stupňů, než se dotkne strany pouzdra. Když k tomu dojde, ztratí se svoboda otáčení a kompas se stane nespolehlivým.

Magnetický dip

Druhým omezením je magnetický pokles . Ciferník kompasu bude mít tendenci srovnávat se s geomagnetickým polem a klesat k severnímu magnetickému pólu, když je na severní polokouli , nebo k jižnímu magnetickému pólu, když je na jižní polokouli . U rovníku je tato chyba zanedbatelná. Jak letadlo letí blíže k jakémukoli pólu, chyba ponoření se stává častější do té míry, že se kompas může stát nespolehlivým, protože jeho otočný bod překročil svých 18 stupňů náklonu. Magnetický pokles je způsoben tahem magnetických pólů směrem dolů a je největší v blízkosti samotných pólů. Aby se potlačil účinek této síly směrem dolů, těžiště misky kompasu visí pod čepem. Navigace kompasu poblíž polárních oblastí je však téměř nemožná kvůli chybám způsobeným tímto efektem.

Při stálém přímém a vodorovném letu není účinek magnetického ponoru nijak znepokojující. Když je však letadlo zrychleno nebo otočeno na nový směr, platí následující dvě pravidla:

Zaprvé, když jedete na východ nebo na západ a letadlo zrychluje, těžiště misky zaostává za otočným čepem, čímž se nakloní dopředu. Kvůli magnetickému ponoru bude kompas ukazovat falešnou zatáčku směrem k severu, pokud je na severní polokouli, nebo naopak, falešnou zatáčku směrem k jihu, pokud je na jižní polokouli. Také pokud je letadlo zpomaleno, kompas ukáže falešnou zatáčku směrem na jih na severní polokouli a falešnou zatáčku směrem na sever na jižní polokouli. Chyba je neutralizována, když letadlo dosáhlo své rychlosti a magnetický kompas poté přečte správný směr. Piloti na severní polokouli si to pamatují pod zkratkou ANDS ; zrychlit na sever, zpomalit na jih. Při letu na jižní polokouli nastává opak. Tato chyba je eliminována při zrychlování nebo zpomalování na směru přesně na sever nebo přesně na jih.

Zadruhé, když na severním směru a otočení směrem na východ nebo západ, magnet způsobí, že kompas bude zaostávat za skutečným směrem, kterým letadlo letí. Toto zpoždění se bude pomalu zmenšovat, jakmile se letadlo přiblíží na východ nebo na západ, a bude přibližně správné, když bude na východ nebo na západ. Když se letadlo otočí dále na jih, bude mít jehla magnetického kompasu tendenci vést skutečný směr letadla. Když se otočí z jihu na východ nebo na západ, kompas povede skutečný směr, kterým letadlo letí, zmenší se, když se letadlo přiblíží na východ nebo na západ, a bude zaostávat, jakmile se letadlo otočí dále na sever. To se děje v koordinované zatáčce kvůli náklonu letadla a výslednému náklonu kompasu. Sever hledající pól magnetu je v tahu přitahován k magnetickému poli Země. To má za následek úhlové posunutí kompasu. Velikost náběhu / zpoždění bude přibližně stejná jako zeměpisná šířka letadla. (Letadlo na 30 ° severní šířky bude muset překročit 30 ° při otáčení přímo na sever a překročení 30 ° při otáčení přímo na jih) Pilotní komunita používá k zapamatování tohoto pravidla zkratku UNOS (undersohoot North overshoot South). Některé další zkratky, které si piloti snáze zapamatují, jsou NOSE (North Opposite, South Exaggerates), OSUN (Overshoot South, Undershoot North) a South Leads, North Lags [naproti na jižní polokouli] Tato směrnice není založena na standardu - rychlost otáčení, ale na úhlu náklonu 15 ° -18 °, což by se rovnalo standardní rychlosti otáčení při rychlosti letu typické pro lehká letadla.

Točení kompasu standardní rychlostí

Standardní rychlost otáčení je standardizovaná rychlost, při které letadlo provede otáčení o 360 stupňů za dvě minuty (120 sekund). Standardní rychlost otáčení je indikována na koordinátoru otáčení nebo na ukazateli prokluzu otáčení .

Všechny otáčky během letů podle pravidel podle přístrojů musí být prováděny při standardní rychlosti otáčení, avšak ne více než 30 stupňů náklonu. V případě selhání vakuově poháněných přístrojů (tj. Směrového gyroskopu, ukazatele polohy) je nasazení do nového kurzu načasováno: řekněme, že letadlo letí 060 stupňů a musí letět novým směrem 360. Otočení bude 60 stupňů. Vzhledem k tomu, že otočení standardní rychlosti je 360 ​​stupňů za 120 sekund, bude letadlo potřebovat otočení standardní rychlosti 20 sekund doleva.

V případě poruchy elektrického nástroje, která zahrnuje koordinátor otáčení nebo indikátor prokluzu otáčení, pomůže následující vzorec určit zatáčku, při které se bude otáčet standardní rychlostí: Aby bylo možné vypočítat úhel náklonu pro znalost standardní rychlosti otáčení, rychlost letu musí být známa. Pravidlo pro použití rychlosti letu vyžaduje, aby byla zrušena poslední číslice rychlosti letu a poté přidána pětka. Například pokud je rychlost letu 90 uzlů , úhel náklonu by byl (9 + 5 =) 14 stupňů. U 122 uzlů by to bylo (12 + 5 =) 17 stupňů. Hranice zeměpisné šířky je maximální olovo nebo zpoždění, které bude mít kompas.

Následující vysvětlení platí pro severní polokouli.

Například letadlo letící ve 45 ° severní šířky, které se otáčí na sever od východu nebo na západ a zachovává otáčky se standardní rychlostí, by pilot musel vybočit ze zatáčky, když byl kompas 45 stupňů plus polovina úhlu náklonu před severem . (Z východu na sever s rychlostí 90 uzlů 0 + 45 + 7 = 52) Pilot by se začal vracet k přímému letu a na sever, až bude z kompasu načteno 52 stupňů. (Ze západu na sever s rychlostí 90 uzlů (360-45-7 = 308). Pilot by začal kutálet letadlo z břehu při 308 stupních odečtu z kompasu, aby letěl severním směrem. Otočení směrem na jih od na západ by pilot musel vytočit letadlo ze zatáčky, když byl kompas 45 stupňů mínus polovina úhlu náklonu (ze západu na jih v 90 uzlech 180-45 + 7 = 142, z východu na jih 180 + 45-7 = 218).

Z příkladů vidíme, že při otáčení na sever od východu nebo západu musí úhel náklonu použitý k výpočtu času k vybočení letadla ze zatáčky začínat v největším počtu stupňů nebo dále od severu. Naopak pro zatáčky na jih od východu nebo západu se úhel náklonu počítá tak, aby se snížil počet stupňů, které vedou k vybočení nebo blíže k jihu.

Piloti si obecně procvičí provádění těchto zatáček pomocí poloviční standardní rychlosti. Tím se zmenší úhel náklonu tak, aby činil polovinu vypočítaného úhlu náklonu. Pokud jsou otáčky prováděny s poloviční standardní rychlostí, čára zeměpisné šířky způsobí, že kompas bude mít chybu o polovinu menší. Náš nový výpočet využívající otočení o polovinu standardní rychlosti je tedy následující: (Z východu na sever při rychlosti 90 uzlů 0 + 22,5 + 3,5 = 26) bude směr výběžku načtený z kompasu 26 stupňů, aby letěl na severním výběžku. (Ze západu na sever 360–22,5–3,5 = 334) Směr olova, který se čte z kompasu, by měl 334 stupňů.

Odbočení provedená pro jiné směry by měla být interpolována . Například odbočka doleva ze směru na západ na jihovýchod (JV). Kompas by zpočátku ukazoval směr, který je správný, jakmile se odbočka přiblíží k jihu, kompas by označil směr náběhu největší chyby, protože letadlo prošlo na jih, chyba by se zmenšila a ukázala menší náskok. Jak se letadlo blíží na jihovýchod, chyba by vedla jen o polovinu méně, než když se letadlo valilo na jih. Pokud by tedy byla zatáčka provedena s poloviční standardní rychlostí 90 uzlů a směr letu JV potřebný k letu byl 135 stupňů, směr otáčení by byl 135-11,25 + 3,5 = 127 stupňů. Proto by se k skutečnému letu nad kurzem 135 stupňů použil výběžek načtený z kompasu 127 stupňů.

Poznámky

Reference

  • Gleim, Irvin N. (1. ledna 2001). Písemná zkouška soukromého pilota FAA . Gleim Publishing. p. 440. ISBN 1-56027-618-5.
  • Federal Aviation Administration (2008), Instrument Flying Handbook (PDF) , Washington, DC, str. 3-11 až 3-14, archivovány z původního (PDF) dne 2010-11-02 , vyvoláno 2012-12-03
  • Federal Aviation Administration (2012), Instrument Flying Handbook (PDF) , Washington, DC, str. 5-10 až 5-14 , vyvoláno 2012-12-02
  • Federální letecká správa (28. září 2004). Pilotní příručka leteckých znalostí: FAA-H-8083-25. Prosince 2003 . Aviation Supplies & Academics, Inc. str. 352. ISBN 1-56027-540-5.
  • Kershner, William K. (1. listopadu 2000). Letový manuál studentského pilota . Aviation Supplies & Academics, Inc. str. 440. ISBN 1-58194-128-5.
  • Kershner, William K. (1. ledna 2002). Příručka letu podle přístrojů: Hodnocení přístrojů a další . Aviation Supplies & Academics, Inc. str. 320. ISBN 1-56027-619-3.
  • Machado, Rod (březen 1996). Příručka Private Pilot: The Ultimate Private Pilot Book . Kancelář leteckých reproduktorů. p. 572. ISBN 0-9631229-9-1.

externí odkazy