第十八次课航向仪表

1、84 陀螺半罗盘 陀螺半罗盘又称 陀螺方位仪，是 利用两自由度陀 螺稳定性工作的 仪表。可以测量 转弯角度，经过 校正，还可以指 示飞机的航向。 这种仪表不能独 立测量航向，须 与其他罗盘配合 工作，所以叫半 罗盘。 1基本结构和工作原理 v结构结构: :两自由度陀螺、刻度盘、航向两自由度陀螺、刻度盘、航向 指标、水平修正器和方位修正器等。指标、水平修正器和方位修正器等。 v两自由度陀螺外框轴与飞机立轴平行；两自由度陀螺外框轴与飞机立轴平行； 自转轴保持水平；刻度盘固定在外框自转轴保持水平；刻度盘固定在外框 上，航向指标固定在表壳上，代表飞上，航向指标固定在表壳上，代表飞 机纵轴机纵轴 。 v

2、测量飞机转弯角度 水平修正器的修正力矩作用于外框轴，使自转轴保持在水平，方位修 正器的修正力矩作用于内框轴，使自转轴能够跟踪选定的方位基准线。 当飞机转弯时，自转轴方位不变，刻度盘被陀螺稳定不动，航向指标随 飞机转动，因此，航向指标相对与刻度盘的转角，可以表示飞机转弯角 度。 v测量飞机航向 航向是飞机纵轴与经线的夹角。由于陀螺自转轴不能 自动跟踪经线，因此要测量航向就必须把刻度盘N-S连线校 正并稳定在经线方向上，航向指标指示的角度便是航向角。 使用前将自转轴（N-S连线）调整到起始点经线方 向；在使用过程中，水平修正器经常使自转轴保持 水平；方位修正器经常使自转轴以适当的角速度在 方位上进

3、动，则半罗盘的自转轴始终稳定在飞机所 在经线方向上，航向指标的指示便是航向。 2 误差 v由于地球自由于地球自 转引起陀螺转引起陀螺 方位偏离后，方位偏离后， 若给定的方若给定的方 位修正角速位修正角速 度不能按飞度不能按飞 机所在纬度机所在纬度 的变化而自的变化而自 动进行调节，动进行调节， 则要引起误则要引起误 差，这种误差，这种误 差称为纬度差称为纬度 误差。误差。 v用陀螺半罗用陀螺半罗 盘测量真航盘测量真航 向向( (或磁航向或磁航向) ) 时，若仪表时，若仪表 没有对飞机没有对飞机 运动引起的运动引起的 自转轴方位自转轴方位 偏离进行修偏离进行修 正而产生的正而产生的 误差，称为误

4、差，称为 速度误差。速度误差。 v飞行速度越飞行速度越 大，误差越大，误差越 大。大。 v机械误差是指陀机械误差是指陀 螺静平衡不良螺静平衡不良( (重重 心偏离支点心偏离支点) )、轴、轴 承摩擦等机械原承摩擦等机械原 因使自转轴进动，因使自转轴进动， 偏离经线，从而偏离经线，从而 产生的误差。产生的误差。 3指示器指示器 左下方的调整旋钮：推入手柄时，陀螺内外框被锁住，信号 牌出现，此时，转动手柄能使整个陀螺和刻度环一起转动，从 而可调整半罗盘读数。拉出手柄，陀螺内外框开锁，信号牌消 失，仪表可以正常工作。 85 陀螺磁罗盘和罗盘系统陀螺磁罗盘和罗盘系统 v 1 基本概念 有两种以上不同原

5、理的罗盘所组成的测量飞机航向的系统 称为罗盘系统，也叫航向系统。 目前飞机上普遍采用的罗盘系统是综合了磁传感器和陀螺 半罗盘的优点的综合系统。下图为某飞机上罗盘系统的原理框 图。从图中可看出，罗盘系统是由感应式陀螺磁罗盘和远读式 陀螺半罗盘组成。 v v 远读式陀螺半罗盘的测量原理和陀螺半罗盘一样，只是 陀螺机构和指示器分别安装在不同部位。 v v 一般陀螺安装在电子/电气设备舱内，指示器安装在驾 驶舱内。陀螺和指示器之间通过电信号来传递信息，或由陀 螺直接输出电信号到有关的设备或系统。 v v 一般认为，在罗盘系统中仅由磁传感器来校正航向的那 部分系统也叫陀螺磁罗盘，如其中的磁传感器使用的是

6、感应 式磁传感器，则称为感应式陀螺磁罗盘。 v2罗盘系统的组成 罗盘系统主要由磁 罗盘、方位陀螺、控 制盒、指示器、罗盘 耦合器、补偿器等组 成。 罗盘传感器：是三相 地磁感应元件，一般 有2个，安装于受飞机 磁场影响小的地方， 如翼尖或垂直安定面 内。 方位陀螺：一般也是 2个，安装在电气设备 舱内。 v罗盘系统的控制面板用于控制罗盘 系统的工作方式。右图为具有 FREE/SLAVE工作方式的罗盘系统控 制板。 v方式选择开关：用于选择罗盘系统 的工作方式。有自由方式（FREE） 和伺服方式（SLAVE）； v同步指示器：用于显示指示器指示 的航向和磁传感器测量的航向是否 一致。 v人工航向

7、同步开关：用于人工进行 航向修正，沿CW（顺时针）方向扳 动开关，可沿顺时针方向转动刻度 盘，使指示的航向值减小；沿CCW （ 逆时针）方向扳动开关，可沿逆 时针方向转动刻度盘，使指示的航 向值增大。只有方式选择电门放DG 或FREE位时，才能扳动该开关。 v本图为具有DG/MAG工作 方式的罗盘系统控制板。 v方式开关：DG是陀螺半 罗盘方式，MAG是地磁 校正方式； v人工航向同步开关 v同步指示器 v南/北开关 v纬度给定旋钮 v罗盘耦合器有2个，用于接收磁传感器和方位陀螺的输入信 号，综合后输出飞机的航向信号，给指示器和其他需要飞机 航向的系统。 v补偿器是罗盘系统的补偿装置。利用补偿

8、器上的电位计对磁 传感器罗差进行补偿，使磁传感器直接输出磁航向信号。 v罗盘系统无单独的指示器，而是将它的航向信号输送到两个 综合的指示器上，与无线电信号进行综合指示，这两个指示 器就是无线电磁指示器（RMI）和水平状态指示器HSI。 HSI指示器下图所示，是一个组合仪表。它的刻度盘是由罗盘 系统驱动的，随飞机航向的改变而转动。 v当罗盘系统出现故障 时 红色的HDG警告旗出现。 vHSI还可以指示VOR航道 偏离情况以及LOC航向 道偏离和GS下滑到偏 离情况。当指示VOR航 道偏离时，若VOR信号 无效，红色的NAV警告 旗出现；当指示LOC航 向道偏离时，若LOC信 号无效，红色的NAV出 现；当GS信号无效时， 红色的GS警告旗出现。 表面正上方的航向标线是固定不动的，航向 标线在刻度盘上对应的值代表飞机航向。 在该表上，转动预选航道旋钮，可以转动预选航道指针， 选择VOR航道或LOC航向道。转动预选航向旋钮可以转动预选航 向游标，设置预选航向。 3罗盘系统的工作方式和基本原理 v从右图可以看出，罗盘系统的工作 方式有自由方式和伺服方式两种。 这两个方式分别对应于某些飞机上 罗盘系统的陀螺半罗盘方式（DG） 和地磁校正方式（MAG）。 陀螺半罗盘工作方式的基本原理 当罗盘系统方式选择器的电门置于