Магнитное поле земли. Магнитный компас



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Магнитное поле земли. Магнитный компас



Магнитное поле земли

Земной шар является естественным магнитом. Его магнитные полюсы расположены вблизи географических полюсов: северный магнитный полюс находится в точке 70° северной широты и 95° западной долготы, а южный магнитный полюс 72,50 южной широты и 154° восточной долготы.

Напряженность магнитного поля Земли характеризуется век­тором Т, который является функцией координат и времени. Век­тор напряженности Т обычно раскладывается на две составляю­щие—горизонтальную Н и вертикальную Z, (рис.2). Угол , составленный вектором Т и горизонтальной плоскостью, назы­вается углом наклонения или просто наклонением. Горизонтальная и вертикальная составляющие век­тора напряженности, выраженные через угол на­клонения , имеют вид: H=Tcos ; Z=Tsin

На магнитном экваторе угол наклонения равен нулю. При движении от магнитного экватора к магнитным полюсам угол наклонения возрастает и, например, в районе Москвы 65°. В районе маг­нитных полюсов угол наклонения приближается к 90°, а горизонтальная составляющая H стремится к нулю.

Рис.2. Горизон­тальная и вертикаль­ная составляющие магнитного поля земли

Рис.3. Маг­нитное склоне­ние

Если взять магнитную стрелку с точечной опорой в середи­не между полюсами, то она будет устанавливаться по направле­нию горизонтальной составляющей H по линии север—юг, при этом в северном полушарии вертикальная составляющая Z будет наклонять северный конец стрелки концом вниз. Очевидно, в южном полушарии вертикальная составляющая Z будет накло­нять южный конец вниз. Для компенсации этих наклонов при полетах в северном полушарии южный конец стрелки делают более тяжелым. В южном полушарии следует утяжелять се­верный конец стрелки.

Горизонтальная составляющая вектора напряженности Н не совпадает с направлением географического меридиана. На­правление составляющей Н называется магнитным меридианом данного места. Угол между магнитным и географическим ме­ридианами называется углом склонения или просто склонением. Склонение считается положительным, если магнитная стрелка отклоняется северным концом к востоку от географического ме­ридиана (рис.3), и отрицательным, если стрелка отклонена к западу.

Магнитные компасы

Принцип действия магнитного компаса основан на свойстве магнитной стрелки устанавливаться по направлению магнитных силовых линий поля Земли. Магнитный компас измеряет маг­нитный курс (МК), т. е. угол между направлением горизонталь­ной составляющей магнитного поля Земли и проекций продоль­ной оси летательного аппарата на горизонтальную плоскость.

Основными элементами маг­нитного компаса являются (рис.4): подвижная система (картушка), включающая магниты 3, поплавок 2, лимб 1 (шкалу) и шпильку 10; котелок 5 с жидко­стью 6; колонка 7 с подпятником 9. Лимб картушки разградуирован на 360°. Вес картушки благодаря поплавку 2 ,уменьшен настолько, что давление шпильки 10 на подпятник 9 незначительно, что способствует уменьшению трения.

Рис.4. Схема магнитного компаса:

1—лимб картушки; 2—поплавок; 3— магниты; 4—стекло; 5—котелок;6— жидкость; 7—колонка; в—уводящая камера; 9— подпятник; 10—шпилька;11—курсовая черта.

К поплавку прикрепляется одна или несколько пар по­стоянных магнитов, направленных одноименными полюсами в одну сторону. Оси магнитов параллельны линии 0—180° лимба. Мембранная коробка в нижней части котелка служит для ком­пенсации изменения объема жидкости при изменении темпера­туры. В качестве жидкости используется лигроин.

Картушка компаса, будучи выведенной из состояния покоя, совершает колебания.

¾ погрешность магнитного компаса, обусловленная влиянием посторонних магнитных полей.

Если даже отсутствуют все другие погрешности магнитного компаса, то наличие момента трения Мтр обусловливает застой компаса, величина которого

(3)

Для уменьшения застоя необходимо уменьшать трение шпильки о подпятник и увеличивать магнитный момент М по­стоянных магнитов. Уменьшение трения достигается увеличени­ем плавучести картушки и выбором в качестве подпятника твер­дого камня (агат, рубин, сапфир и, др.). Величина момента тре­ния Мтр зависит также от поведения подвижной системы ком­паса. При работе компаса на самолете корпус прибора подвер­гается колебаниям, которые передаются на подпятник. Колеба­ния подпятника способствуют уменьшению момента трения Мтр, поэтому застой компаса на самолете значительно меньше, чем на неподвижном основании. Застой в современных компасах меньше 1°, поэтому при рассмотрении динамических характери­стик компаса будем им пренебрегать.

В зависимости от величины относительного коэффициента затухания d движения картушки могут быть затухающими (при d<1) или апериодическими (при d>1). В целях получения ми­нимального времени успокоения компаса обычно выбирают

d= 0,7 ¸ 0,8. Выбор собственной частоты обусловливают тре­буемым временем успокоения, причем

(4)

Обычно время успокоения составляет 15—30 сек. Это время можно уменьшить путем увеличения магнитного момента М.

Важной характеристикой компаса является увлечение, под которым подразумевают угол , на который жидкость увлека­ет картушку при повороте компаса на 360°. Это явление наблю­дается при развороте самолета. Величина увлечения в зависи­мости от скорости разворота составляет =5¸35°.

Таким образом, можно отметить следующие четыре динами­ческие характеристики магнитного компаса: относительный ко­эффициент затухания d, частоту собственных колебаний ( или время успокоения ) увлечение и застой .

Магнитные компасы применяются на самолетах в качестве дублирующих приборов и используются в случае выхода из строя других курсовых приборов.

Компас имеет, следующие характеристики:

Инструментальные погрешности………………..……………….. 1

Девиация на курсах С, В, Ю, 3 ....…………………….не более

Увеличение картушки при угловой скорости 18 град/сек не более 35

Время успокоения………………………………….. не более 18 сек.

Вес компаса ……………………………………… не более 300 г



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.237.71.247 (0.005 с.)