Принцип построения курсовых систем

Курс является одним из важнейших параметров, знание ко­торого необходимо для решения задач навигации и управления. Для определения курса самолетов была создана самая многочис­ленная группа курсовых приборов и систем, основанных на раз­личных физических принципах.

Направление меридиана можно определить на борту летатель­ного аппарата с помощью компаса, гирокомпаса, радиокомпаса и астрокомпаса.

Первыми курсовыми приборами, применявшимися на само­летах, были авиационные магнитные компасы (АМК). В зависи­мости от назначения они отличались по своим точностным, габа­ритным и массовым данным.

Авиационным магнитным компасом присущи существенные недостатки:

1)для определения истинного (географического) курса тре­буется вводить вручную поправку на магнитное склонение;

2)большие магнитные девиации, вызываемые ферромагнит­ными массами, расположенными на борту, и девиации, перемен­ные во времени, вызываемые электромагнитными полями, созда­ваемыми электрооборудованием;

3)креповая девиация, появляющаяся при наклоне объекта относительно картушки. Если при отсутствии данного наклона девиация устраняется с помощью девиационного устройства, то при наклоне (крене) она появляется вследствие изменения взаим­ного расположения ферромагнитных масс и картушки;

4) поворотная погрешность, появляющаяся при выполнении поворотов (виражей) вследствие наклона картушки относительно горизонта вместе с объектом. Зависимость поворотной погреш­ности от крена , магнитного курса , угла магнитного накло­нения имеет вид

(11)

Данная погрешность принимает наибольшее значение при раз­воротах объекта на курсах , равных 0° и 180°, и поэтому ее еще называют северной поворотной погрешностью. При крутых виражах (большие значения ) может составлять десятки градусов и даже, равное p. В полярных районах с уменьшением горизонтальной компоненты (увеличение ) данная погре­шность увеличивается;

5)угол застоя (погрешность трения) от наличия сил трения
в опоре картушки. Погрешность является значительной вследствие малости величины удельного устанавливающего момента;

6)погрешность от смещения центра тяжести картушки отно­сительно точки опоры, возникающая при наличии переносного ускорения (ускорения объекта), в движении набора скорости и выполнения эволюции;

7)погрешность от увлечения (поворота) картушки заполняющей
корпус жидкостью (силами вязкого трения жидкости), которая, в свою очередь, увлекается (раскручивается) корпусом прибора при эволюциях объекта. Погрешность зависит от продолжитель­ности и угловой скорости разворота и может составлять от не­скольких до десятков градусов;

8)свободные и вынужденные колебания картушки от возмущений, создаваемых объектом, которые даже при спокойном полете роисходят с амплитудой 3... 5°. Эти колебания затруд­няют отсчет показаний курса и пилотирование;

9)ограничение применения по широте места. С изменением широты в сторону приближения к магнитному полюсу, умень­шается горизонтальная компонента H_МПЗ и соответственно возрастает угол застоя. Ограничения, связанные с появлением магнитных бурь, главным образом, в полярных областях и наличием значительных переменных по высоте магнитных аномалий.

Далее был создан прибор гирополукомпас (ГПК). Ось ротора гироскопа гирополукомласа обладает способностью сохранять свое положение неизменным относительно неподвижных звезд. Однако вследствие вращения Земли и собственных ухо­дов гирополукомпас накапливает погрешность с течением вре­мени. Влияние уходов которого на показания курса периодически вручную корректировались по показаниям АМК.

Для решения задач навигации (в горизонтальном полете по маршруту) требовалось применять более точный штурманский магнитный компас. Поэтому был разработан дистанционный магнитный компас (ДМК) с приме­нением дистанционных передач и следящих систем. При раз­работке решалась задача создания эффективного средства устра­нения девиаций, особенно переменных во времени, путем уста­новки магнитной системы в местах, где абсолютная величина де­виации мала. ДМК состоит из двух основных частей: магнитного датчика (МДМ) направления меридиана (указателя меридиана) и дистанционной передачи угла поворота объекта относительно магнитного датчика, включая и сам указатель курса. В зависимости от типа дистанционной передачи ДМК получили соответствующие названия: при исполь­зовании потенциометрической дистанционной передачи — потенциометрические дистанционные компасы (ПДК); при исполь­зовании индукционной дистанционной передачи — индукцион­ные дистанционные компасы - (ИДК).

С целью облегчения пилотирования (выдерживания курса) и выполнения разворотов на заданные углы был разработан магнитный дистанционный гидроскопический компас типа ДГМК Чувствительным элементом ДГМК является магнитная система, устанавливающаяся по направлению компасного меридиана

Используя законо­мерность движения небесных светил (в первую очередь Солнца), были созданы астрокомпасы для определения истинного курса.

Основными идеями построения астрокомпасов являются две: первая - построение модели автоматически действующей небес­ной сферы (точнее части ее), в результате чего образуется указа­тель истинного меридиана (экваториальный астрокомпас); дру­гая - измерение курсового угла светила путем пеленгации пос­леднего и вычисление азимута светила по данным координат ме­стонахождения объекта и географического места светила (гори­зонтальный астрокомпас). Суммирование этих двух углов дает истинный курс. Основной их недостаток это функционирование возможно при оптической видимости Солнца и знании географических координат место­нахождения.

На основе известных способов определения направления на объект, излучающий радиоволны, были созданы радиокомпасы, являющиеся указателями этого направления и позволяющие измерить курсовой угол радиостанции. Эти средства используются для управления при полете по маршрутам, оборудованным радио­навигационными станциями, и особенно при полете в направлении на и от радиостанции.