Авиация Второй мировой
На главнуюПоиск на сайте English
 
Приборы на самолете Оборудование Оглавление

ГЛАВА ШЕСТАЯ.

ДИСТАНЦИОННЫЕ МАГНИТНЫЕ КОМПАСЫ

§ 41. Проблема дистанционного компаса

В первые годы развития авиации для измерения и выдерживания курса самолета применялся лишь магнитный компас. С развитием многомоторной и военной авиации в кабине летчика и штурмана появилось оборудование, которое стало нарушать нормальную работу магнитного компаса. Большое количество электрических приборов на приборной доске, радиооборудование, электропроводка к электрическим агрегатам и бомбосбрасывателям заметно увеличили девиацию магнитных компасов. На боевых самолетах появились пушки; на некоторых по две и больше. Появление пушек повлекло за собой необходимость защищать экипаж и жизненные органы самолета стальной броней. В результате всего этого пользование магнитным компасом стало весьма затруднительным, как как девиация на многих типах самолетов стала достигать нескольких десятков градусов и уже не поддавалась компенсации обычными методами.

Применение на самолете таких устройств, как автопилот, автоштурман, радиокомпас, автоматический прицел для бомбометания и т. п., требует автоматического учета в этих устройствах магнитного курса самолета.

Все это заставило искать нового решения проблемы определения магнитного курса самолета. Пришли к необходимости установить магнитную стрелку компаса в таком месте самолета, где искажение магнитного поля Земли имеет наименьшую величину. Таким местом на самолете является хвостовая часть фюзеляжа и концы плоскостей. Возникла задача передать на приборную доску самолета величину угла отклонения магнитной стрелки, т. е. задача дистанционной передачи показания магнитного компаса. Работа над созданием дистанционного магнитного компаса ведется уже больше 15 лет, и существует ряд решений этой проблемы, обладающих теми или иными достоинствами и недостатками.

Классификация дистанционных компасов. Дистанционные магнитные компасы можно разделить по характеру отсчета на две основные группы: компасы с нулевым методом отсчета и компасы с непосредственным отсчетом. Компасы с нулевым методом отсчета характеризуются наличием нуль-индикатора, т. е. прибора, показывающего отклонение от заданного курса, и наличием задатчика курса. Отсчет курса самолета может быть произведен по шкале задатчика курса и связан с некоторыми дополнительными операциями, затрудняющими эксплоатацию компаса. Эту группу компасов, повидимому, следует считать устаревшей и уступившей место компасам с непосредственным отсчетам. Компасы с непосредственным отсчетом отличаются наличием указателя с круговой шкалой на 360°. Эти компасы как бы автоматизируют отсчеты компасов первой группы.

Фиг. 262. Точка равного потенциала на кольцевых потенциометрах.

Дистанционный компас Патин. Очень интересной является электрическая компенсационная схема дистанционного компаса Патин с непосредственным отсчетом курса.

Возможность использования этой схемы обеспечивается применением картушки магнитного компаса с очень большим магнитным моментом (равным 11 000 единиц) и разработкой конструкции токосъемных щеток, которые, скользя по проволочному потенциометру, создают весьма малый момент трения, обусловлинаковый электрический потенциал. Соединив эти точки проводником, можно убедиться, что ток в этом проводнике будет равен нулю.

По каждому из двух потенциометров в схеме Патин могут перемещаться три щеточки, расположенные под углом 120° (фиг. 263). Щеточки одного потенциометра соответственно соединены со щеточками второго потенциометра.

Фиг. 263. Возникновение и компенсация уравнительных токов в соединительных проводах.

В случае если щеточки стоят на точках равного потенциала, в соединительных проводах тока не будет (см. фиг. 263,д).

Если на одном из потенциометров повернуть щетки на некоторый угол, то они, переместившись с точек одинакового потенциала, вызовут токи в соединительных проводах (см. фиг. 263,б).

Для компенсации этих токов щетки на втором потенциометре следует довернуть на угол, равный углу смещения щеток на первом потенциометре (см. фиг. 263,в).

Для этого перемещения в схеме Патин использованы токи в соединительных проводах, возникшие при рассогласовании. В разрыв соединительных проводов включены обмотки трехкатушечного гальванометра, ось которого перемещает щетки второго потенциометра до момента исчезновения тока в соединительных проводах (фиг. 264).

Фиг. 264. Электрическая схема компаса Патин:

1—магнитная стрелка. 2-токосъемные щетки. 3-проволочный потенциометр, 4-постоянный магнит, 5—подвижные обмотки трехкатушечного логометра, 6-щетки, 7—потенциометр.

При отсутствии токов в соединительных проводах обесточенные обмотки гальванометра не взаимодействуют с полем постоянного магнита. Если сдвинуть на некоторый угол щетки первого потенциометра, то через обмотки гальванометра потечет ток, и гальванометр будет стремиться сместить щетки второго потенциометра. Обмотки гальванометра включены в разрыв соединительных проводов так, чтобы поворот щеток у второго потенциометра осуществлялся в том же направлении, что и у первого потенциометра. Гальванометр будет перемещать щетки второго потенциометра до тех пор, пока они не достигнут точек, имеющих одинаковый потенциал со щетками на первом потенциометре. Величина угла, на который повернутся щетки второго потенциометра, будет в точности равна углу смещения щеток на первом потенциометре. Таким образом может быть осуществлена дистанционная передача угла.

Магнитная система датчика компаса Патин связана с тремя щетками 2, которые могут скользить по поверхности потенциометра 3 (фиг. 265). Для того чтобы магнитная система компаса могла осуществить передвижение щеток по поверхности потенциометра, щетки и сам потенциометр выполнены в виде чрезвычайно малых и легких деталей.

Магнитная система датчика компаса Патин состоит из двух магнитов, помещенных внутри поплавка картушки 1, который установлен в двух опорах внутри котелка, заполненного лигроином. На верхней крышке поплавка укреплена стойка с текстолитовым диском, несущим три щетки 2. На этой же стойке установлены три кольца для подвода тока к щеткам. Кольцевой потенциометр неподвижно связан с крышкой компаса. В корпусе указателя находится трехкатущечныи гальванометр с внутри-рамочным магнитом. Катушки гальванометра могут свободно вращаться вокруг магнита. С катушками связана стрелка и три щетки 6 второго потенциометра 7. Стрелка прибора выполнена в виде диска с риской и изображением самолетика.

К обоим потенциометрам подводится постоянный ток от бортовой сети самолета.

Период колебания картушки около 7 сек.; застой картушки при постукивании около 1°.

Суммарная точность всей системы ±1,5°.

Фиг. 265. Кинематическая схема компаса Патин:

1—магнитная картушка компаса, 2-токосъемние щетки, 3-проволочный потенциометр, 4-постоянкый магнит, 5-подвижиые обмотки трехкатушечного логометра. 6 -щетки указатели,7—потенциометр, 8-щетка длч подачи сигнала на автопилот, 9- потенциометр для съема сигнала на автопилот.

Дистанционный компас Магнесин. Комплект дистанционного компаса Магнесин состоит из трех основных частей: жидкостного магнитного компаса-датчика, указателя и питающего моторгенератора (инвертора). Прибор допускает одновременное включение двух или трех указателей, расположенных в разных местах самолета.

Система дистанционной передачи показаний Магнесин отличается простотой конструкции. Датчиком этой системы (фиг. 266) является тороид с равномерно распределенной разомкнутой обмоткой, питаемой переменным током. Обмотка имеет два отвода под углами 120 и 240° от места присоединения питающих проводов. Непосредственно над тороидом расположена отделенная от него дном котелка картушка компаса, содержащая кольцеобразный магнит с повышенным магнитным моментом. Этот магнит помещен п нижней части поплавка, снабженного четырьмя большими демпфирующими пластинами. Котелок компаса изготовлен из пластмассы и заполнен прозрачным бензином.

В указателе имеется подобный же тороид, но значительно меньших размеров. Секции обмотки его соединены с соответствующими секциями обмотки тороида датчика. Внутри тороида указателя помещен небольшой круглый магнит, укрепленный на общей оси со стрелкой. Ось вращается в агатовых опорах.

Работа системы основана на воздействии магнитного поля картушки на сердечник тороида.

В зависимости от положения картушки напряжения между секциями тороида распределяются по-разному. При этом по проводам, соединяющим обмотки тороидов, протекают токи, оказывающие в свою очередь влияние на сердечник тороида указателя. В результате подвижный .магнит указателя установится в положение, соответствующее положению картушки датчика. Погрешность передачи около ±1,5—2°.

Электрическая часть указателя имеет очень небольшие размеры (диаметр около 30 мм, высота 20 мм). Для устранения влияния внешних магнитных полей указатель защищен железным цилиндрическим экраном, с которым он монтируется в алюминиевом корпусе, рассчитанном на фланцевые крепления к приборной доске. Указатель имеет шкалу диаметром 70 мм с ценой деления 2° и снабжен удобным курсозадатчиком в виде стрелки.

Прибор работает при кренах компаса-датчика до 25°. Это позволяет устанавливать его на самолете без карданного подвеса при помощи кольца, снабженного тремя амортизаторами типа Лорд.

Питание всего устройства осуществляется переменным током частотой 400 Hz, напряжением 26 V или частотой 800 Hz, напряжением 52 V.

Преобразователь для питания компаса представляет собой шунтовой моторчик постоянного тока, на оси которого установлен шестиполюсныи магнит, являющийся ротором генератора переменного тока. В пазах шестиполюсного статора уложена обмотка, в которой при вращении ротора индуцируется переменный ток. Моторчик потребляет от сети ток силой 0,5 А. Мощность, отдаваемая генератором,— около б вольтампер.

При установке компаса на самолетах, основные приборы которых рассчитаны на питание переменным током, не требуется специального преобразователя для питания компаса.

Фиг. 266. Схема компаса Магнесин:

1—картущка 2-компенсационная камера. 3-девиационный прибор, 4-тороид датчика, 5—тороид указателя, 6-магнит указателя.

Дата публикации на сайте: 23.11.2012

Обсудить на форуме

   24 11 2012

   В современной авиации дистанционные магнитные компасы не применяются. Нет никакого смысла "городить огород", магнитный дистанционный датчик в современных курсовых системах используется только на земле в режиме магнитной коррекции. После выставки курсовой системы режим переключается в ГПК (гирополукомпаса) и режим МК в дальнейшем полете не используется.
   Да и системы передачи углового положения датчика давно разработаны - это сельсинные системы с питанием от сети 36 В 400 Гц.


©AirPages
2003-