磁罗盘在南半球的转弯误差与快速修正分析

磁罗盘在南半球的转弯误差与快速修正分析 磁罗盘在南半球 的转弯误差与快速修正分析 王有隆 为了推导出转弯误差 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 近年来 ,我们在指导学生毕,然后培拉周围地区的误差图表 业 论 文 时 发 现 出 国 飞 行 训 练 的 根 据 该 理 论 图 表 说 明 国 外 常 用 需要 将 地 磁 水 平 分 量 和 垂 直 分 学 生 常 常 选 择 磁 罗 盘 的 转 弯 误 的快 速 修 正 方 法 。这 种 方 法 原 ,求出它们量都投影到罗牌平面 差作 为 论 题 , 究 其 原 因 , 原 来 国 则上也适合北半球 ,适合我国使 在该 平 面 的 合 成 磁 场 。它 将 使 外很重视基本飞行仪表 ,特别是 用 。 罗牌转动 ,从而产生指示误差 。 磁 罗 盘 的 飞 行 科 目 训 练 。FAA 一 、磁罗盘在南半球的转弯 飞机转弯时 ,罗牌平面随飞 误差分析 也 把 磁 罗 盘 作 为 各 种 飞 机 必 须 机一起倾斜 ,图 2 为飞机右转弯 () 安装的仪表 ,足见其重要性 。 一转 弯 误 差 的 公 式 和 曲 时罗牌平面的地球磁场分量 。 但是 由 于 世 界 上 绝 大 多 数 线图 图中 ,xoy′平面为水平面 ,xo ( 国家都处在北半球 ,现有的资料 众所周知 ,磁罗盘的转弯误 平面为飞机转弯时罗牌平面 也 ) 一 般 只 讲 北 半 球 而 不 讲 南 半 球 差 是 由 于 飞 机 转 弯 时 磁 罗 盘 的 是飞机的横向平面; x 轴是飞机 ( ) 的转弯误差 罗牌 ,更不讲述转弯误差 敏 感 部 分受 惯 性 离 心 力 纵轴 , y 轴是飞机横轴 , xoy 平 面 的快 速 修 正 方 法 。为 了 指 导 学 作用倾斜 ,从而主要在地球磁场 和 xoy′平面的夹角为飞机的倾斜 γ 生学 习 , 同 时 也 为 飞 行 大 洋 洲 、 垂直分量作用下产生的误差 。 角, 右倾斜取正 , 左倾斜取负 南 美 洲 等 航 线 的 飞 行 员 提 供 理 如图 1 所示 , 南北半球有一 地球磁场水平分量 H 与 x 轴 的 Ψ 论参考 个统一的地球磁场 。但是 ,有必要对南半球的转弯 , 在北 夹角为飞机磁航向 ,向右转为 误差和快速修正进行分析 。 半 球 地 球 磁 场 垂 直 分 量 指 向 地 正 ,向左转为负 。 心 ;而 在 南 半 球 则 方 向 相 反 , 垂 本文 首 先 从 理 论 上 分 析 磁在南半球 ,地球磁场垂直分 罗盘在南半球的转弯误差 ,进而 直向上 。这样 , 南北半球转弯误 量 Z 垂直于水平面指向上方 ,它 给 出 一 个 适 合 澳 大 利 亚 首 都 堪 差就具有了不同的特点 。 在罗牌平面 x 、y 轴的投影为 Z= 0一定 ,根据上式可以绘出飞机以90或? 270磁?航向当飞机在 x δΨ 不同 倾 斜 角 转 弯 时 的 —曲 转弯时 ,若飞机倾斜角小于临界 γ Z= ZSiny ( 地球 磁 场 水 平 分 量 H 在 水线 。假设 磁 倾 角 为 澳 大 利 亚 首 倾斜 角 , 没 有 转 弯 误 差 如 曲 线 平面 x 、y′轴的投影为 θ ) 都附近地区的磁倾角= 65?, 又 1 、2; 若飞机倾斜角等于临界倾 Ψ H= HCosH′yx γ( 设= 10、?20、?25、?35四种情?况 , 可 以 斜角 , 则 向 南 转 弯 时 无 误 差 曲 Ψ= HSin Ψ ) 绘 出 四 条 曲 线 , 如 图 3 所 线 3 ,= ?90时?; 向北转弯时 , H 在罗牌平面 x、y 轴的投影为 γ 磁罗盘不能定向 ,转弯误差不定 示 。其中 : 曲 线 1 ,= 10;? 曲 线Ψ H= HCosx γγ(Ψ ) 2 , = 20;?曲线 3 , = 25,?等于临 界如曲线 4 ,= ?270时?; 若飞 机ΨγH= HSinCos y ( θ) γ 磁 倾 角 90?- ; 曲 线 4 ,= 倾斜角大于临界倾斜角 ,则向 南这样 ,地球磁场水平分量和 垂直分量在罗牌平面 x 、y 轴的投 ( Ψ 转弯时无误差 如曲线 4 ,= 35,?大于临界磁倾角 。 影之和分别为 ) 图中 ,纵轴右边部分为飞机 ?90时?; 向 北 转 弯 时 有 180的? Ψ θΨ T= H+ Z= HCos= TCos Cosx x x (Ψ ) 右转弯时的转弯误差曲线 ; 纵轴 误差 如曲线 4 ,= ?270时?。 Ψγγ T= H+ Z= HSinCos+ ZSin上述 转 弯 误 差 规 律 刚 好 和 磁罗左 边 部 分 为 飞 机 左 转 弯 时 的 误y y y θΨγθγ= TCos SinCos+ TSinSin 差曲线 。盘在北半球使用时相反 ,其 原因 θ式中 , T 为地 球 磁 场 强 度 ; () 二转弯误差的规律就 是 地 磁 垂 直 分 量 在 南 北 为飞机所在地的磁倾角 。 从上 式中可以求出 T、T的 x y 合成磁场 ,即地球磁场水平分量 和 垂 直 分 量 在 罗 牌 平 面 上 的 合 成磁 场 R 。罗 盘 的 磁 条 应 与 R 方向一致 , x 轴与 R 之间的夹角 Ψ′即罗盘指示的航向 。 Ψ′可以用下式求得 Ty Ψtg′= T x θΨγθγ TCos SinCos+ TSinSin = θΨ TCos Cos γSin Ψγθ = tgCos+ tgΨ Cos 图 3 转弯误差与航向的关系曲线 γ Sin ΨΨγθ )(′= arctg tgCos+ tg 从转 弯 误 差 公 式 和 曲 线 图,它在罗牌平面上半球方向相反 Ψ Cos Ψ ΨΨ δ 因此 ,转弯 误 差= - ′= 可以得出以下误差规律 :的投影方向也相反 ,所以就引起 γ 11 无 论 飞 机 向 右 还 是 向 左 sin了相 反 的 误 差 。关 于 上 述 转 弯 Ψγθ)(- arctg tgcos+ tgΨ cos 转弯 , 当 飞 机 转 弯 后 航 向 在 90? 误差 规 律 的 物 理 意 义 和 北 半 球δ 飞机右转弯时 ,若为正 ,说 ,0?, 270范? 围 内 , 磁 罗 盘 指 示 的 相似 ,此处不再赘述 。明实际磁航向大于指示磁航向 , 21 当飞机倾斜角不大时 ,转 转 弯 角 度 都 大 于 飞 机 实 际 转 弯δ罗盘少指 ;若为负 ,说明实际磁 弯误 差 在 一 定 范 围 内 近 似 呈 线 航向 小 于 指 示 磁 航 向 , 罗 盘 多 角 度 , 飞 机 应 延 迟 改 出 转 弯 ; γ 性变化规 律 。例 如 , 曲 线 1 ,= 指 。飞机左转弯时 , 则正负关系 当飞机转弯后航向在 90?, 180? 相反 。 ,270范围?内 , 磁 罗 盘 指 示 的 转 10?,最大转弯误差约 ?20,?在 0? 弯 角 度 都 小 于 飞 机 实 际 转 弯 角 ,90,?180和? 180,?270,?360? 一 定 范 围 内 的 这 种 线 性 变 化 规PA - 28 、PA - 44 飞, 他们适用于该校 在德国汉莎飞行学院 律 为 快 速 估 算 各 个 航 向 上 的 误 机 ,转弯坡度约 17。?图中 ,在 0? 和 教授 学 生 的 口 诀 是“ANDS”, 即 差值 ,确定修正量提供了理论依 180附? 近 转 弯 误 差 达 最 大 值 “Anticipate North Delay South”, 意 据 。 ?30,?在 90和? 270为? 0 ; 大约在思是“向 北 转 提 前 , 向 南 转 延 31 比 较 四 条 误 差 曲 线 可 以 0,? 90,? 180和? 180,? 270,?迟”,修正量大小按比例估算 。 看出飞机倾斜角越小 ,转弯误差 360范?围 , 误差近 似 按 线 性 规 律 我国 航 空 界 也 使 用 这 种 快 变化 , 可 以 按 比 例 估 算 。例 如 , 速估 算 方 法 和 相 应 的 图 表 。例越小 ;若飞机倾斜角大于临界倾 斜角 ,转弯误差将大于 180?。从 转弯 改 出 航 向 为 330?时 , 根 据 如 ,在 我 国 中 纬 度 地 区 , 飞 机 中 ( ) 减小转弯误差的角度来看 ,飞机 “ONUS”, 330航? 向 是 向 北 转 弯 , 等坡 度 小 于 30?时 , 可 以 采 用 应 以 小 于 临 界 倾 斜 角 的 坡 度 转 多指 ,应延迟改出 。再根据快速 图 5 所示的修正图表 。 修正图表估算 ,转弯误差为 20?, 弯 。 三 、结论 41 转 弯 误 差 还 和 飞 机 所 在 若向 右 转 弯 , 应 延 迟 到 350?改 由于 南 半 球 和 北 半 球 地 磁 位置 的 磁 倾 角 有 关 。在 转 弯 坡 出 ;向 左 转 弯 , 则 延 迟 到 310?改 垂直分量方向相反 ,所以在南半 球 磁 罗 盘 的 转 弯 误 差 规 律 刚 好度相 同 时 , 磁 倾 角 越 大 , 误 差 越 出 。考虑到飞机惯性 , 一般还要 提前 3左右改出? 。 按照 这 种 快 大 。和北 半 球 相 反 , 其 规 律 是“向 北 二 、转弯误差的快速修正方 速 估 算 修 正 方 转多指 ,向南转少指”。 法 ,我 院 学 生 经 过 多 次 实 践 , 在 法 当飞机倾斜角不大时 , 转弯 在南半球的澳大利亚 , 当地 正常操纵情况下 ,转弯后误差在 误 差 在 一 定 范 围 内 近 似 呈 线 性 航 空 界 广 泛 使 用 快 速 估 算 的 方 变化 规 律 。在 实 际 飞 行 中 可 以?3?以内 , 符合飞行要求 。从而 充 分 证 明 了 这 种 方 法 的 可 行 性 法确定转弯误差修正量 。 我院 利用这个特点快速估算误差 ,进 和准确性 。 行修正 。飞 行 学 生 在 澳 大 利 亚 RMIT 大 学 学 习 飞 行 时 , 学 校 在 转弯坡度不大时 ,磁罗盘转 澳大 利 亚 航 空 界 通 常 用 一 磁 罗 盘 飞 行 科 目 中 教 授 他 们 的 弯 误 差 的 这 种 近 似 线 性 关 系 及 个口诀“ONUS”和相应图表来进 按比例快速估算的方法 ,在北半 方法 是 一 个 口 诀 和 一 个 图 表 。 行快速 估算修正 。这种方法 ,原 口 诀 是“ONUS ”, 即“Overshot 球许 多 国 家 也 被 广 泛 使 用 。当 则上也适合北半球和我国使用 。 () 然 ,由于北半球地磁垂直分量向本文编校 兰秀清North Undershot South ”, 意 思 是