1、2.22.2航向的测量计算航向的测量计算 本节主要内容本节主要内容: 航向及种类航向及种类 航向的测量航向的测量 航向的换算航向的换算一、航向及种类 （一）（一）航向航向 飞机纵轴前方的延长线叫航向线飞机纵轴前方的延长线叫航向线,航航向线的方向向线的方向,即飞机纵轴前方的指向即飞机纵轴前方的指向,叫做叫做航向航向(HDG)。 航向角航向角 从经线北端顺时量到航向线的角度。从经线北端顺时量到航向线的角度。范围为范围为0360。 飞机右转飞机右转-航向增大，航向增大， 飞机左转飞机左转-航向减小航向减小 MH=60（二）（二）航向的种类航向的种类1、真经线与真航向（、真经线与真航向（TH）2、磁经
2、线与磁航向（、磁经线与磁航向（MH）3、罗经线与罗航向（、罗经线与罗航向（CH） (1)罗经线：飞机上磁罗盘的磁条所指的南北方向线罗经线：飞机上磁罗盘的磁条所指的南北方向线 (2)罗差：罗经线偏离磁经线的角度罗差：罗经线偏离磁经线的角度,叫罗差叫罗差(DEV) (3)罗航向罗航向(CH)二、航向的测量(一一)直读磁罗盘直读磁罗盘 1、原理、原理 2、测量航向：、测量航向：罗航向罗航向 3、优点、优点 4、缺点、缺点 ( (二二) )陀螺半罗盘陀螺半罗盘 1、原理、原理 2、测量航向：、测量航向：TH、MH、CH 3、分类：、分类： (1)直读陀螺半罗盘直读陀螺半罗盘 (2)远读陀螺半罗盘远读陀
3、螺半罗盘 4、陀螺半罗盘的校准、陀螺半罗盘的校准 5、优点、优点 6、缺点、缺点 (三三)陀螺磁罗盘陀螺磁罗盘 1、组成、组成 2、测量航向：、测量航向：磁航向磁航向 3、分类：、分类： (1)磁条式陀螺磁罗盘磁条式陀螺磁罗盘 (2)感应式陀螺磁罗盘感应式陀螺磁罗盘 4、优点、优点 5、缺点、缺点(四四)航向系统航向系统 由两种或两种以上原理不同的罗盘组成的测量飞由两种或两种以上原理不同的罗盘组成的测量飞机航向的系统。机航向的系统。 1 1、组成：传感器、指示器、控制器等、组成：传感器、指示器、控制器等 2、特点、特点 3、航向的选择、航向的选择三、航向的换算三、航向的换算 MHTHMV CH
4、MHDEV NT NM NC MV DEV TH MH CH课堂练习课堂练习 若飞机的若飞机的MH应应为为120 ,已知罗差为已知罗差为5 ，用，用直读磁罗盘保持罗航向应为？直读磁罗盘保持罗航向应为？ 若飞行区域的磁差为若飞行区域的磁差为2 , 则真航向应为？则真航向应为？125122 结束结束返回返回返回罗返回返回三、三、 陀螺半罗盘陀螺半罗盘(derectional gyro)(derectional gyro) 功用功用: :测量飞机转弯角测量飞机转弯角度；经过校正，测量飞度；经过校正，测量飞机航向。机航向。 （为什么要校正呢？）（为什么要校正呢？）（一）原理（一）原理 利用两自由利用两
5、自由度陀螺的稳定性度陀螺的稳定性建立方位基准，建立方位基准，从而测量转弯角从而测量转弯角度和航向。度和航向。(1)(1)测量飞机转弯角度测量飞机转弯角度 结构结构: :两自由度陀螺、刻两自由度陀螺、刻度盘、航向指标、水平修度盘、航向指标、水平修正器和方位修正器等。正器和方位修正器等。 两自由度陀螺外框轴与飞两自由度陀螺外框轴与飞机立轴平行；自转轴保持机立轴平行；自转轴保持水平；航向指标固定在表水平；航向指标固定在表壳上，代表飞机纵轴。壳上，代表飞机纵轴。 基本原理：航向指标基本原理：航向指标相对于刻度盘的转角，相对于刻度盘的转角，表示飞机转弯角度。表示飞机转弯角度。(2)(2)测量飞机航向测量
6、飞机航向 一个要求：自转轴需跟踪子午线。一个要求：自转轴需跟踪子午线。 两个问题：两个问题：A A、方位修正（地球自转，、方位修正（地球自转，子午线相对运动；飞机运动，自转轴相子午线相对运动；飞机运动，自转轴相对运动。）对运动。）B B、水平修正，使自转轴保、水平修正，使自转轴保持水平。持水平。 采用方法：初始校正，自动修正人工采用方法：初始校正，自动修正人工定时校正。定时校正。 基本原理：把自转轴基本原理：把自转轴( (刻度盘刻度盘0 0 连线连线) )校正并稳定在经线校正并稳定在经线( (真经真经线、磁经线等线、磁经线等) )方向上，航向标线指示方向上，航向标线指示的角度即是航向角。的角度
7、即是航向角。 例如，测量真航向：例如，测量真航向：( (1)1)使用前，必须使自转轴与使用前，必须使自转轴与起始点真经线方向一致；起始点真经线方向一致；(2)(2)飞行过程中，由于地球自飞行过程中，由于地球自转必须使自转轴随起始点转必须使自转轴随起始点真经线在惯性空间一起转真经线在惯性空间一起转动；动；(3)(3)飞行过程中，由于飞机位飞行过程中，由于飞机位置不断改变，所在点经线置不断改变，所在点经线也不断改变，因此还必须也不断改变，因此还必须使自转轴随时转到飞机所使自转轴随时转到飞机所在真经线方向上。在真经线方向上。 水平修正（利用水平修正器）水平修正（利用水平修正器） 方位修正：方位修正：
8、 自转轴与起始点经线的相对运动（即表观运动）自转轴与起始点经线的相对运动（即表观运动） f f=e esinsin 飞机所在经线与起始点经线的相对运动（即飞机运动）飞机所在经线与起始点经线的相对运动（即飞机运动） f f=Vsintg/R=Vsintg/Re e 式中：式中：VV飞行速度，严格地说是地速；飞行速度，严格地说是地速；真航向；真航向； R Re e地球半径，严格地说，应包括飞行高度。地球半径，严格地说，应包括飞行高度。 方位修正速度方位修正速度f f=e esin+Vsinsin+Vsint ttg/Rtg/Re e （二）结构（二）结构 两自由度陀螺、指示部分、两自由度陀螺、指示
9、部分、修正器和上锁机构等修正器和上锁机构等 ( (直读半罗盘利用配重直读半罗盘利用配重沿内框轴方向的重力矩，沿内框轴方向的重力矩，作为方位修正力矩。但是，作为方位修正力矩。但是，配重是按某一纬度设计的，配重是按某一纬度设计的，如果纬度不同，会产生误如果纬度不同，会产生误差。差。) )结构（方向仪之二）结构（方向仪之二）（三）误差（三）误差 自走误差：陀螺自转轴相对地球经线运动自走误差：陀螺自转轴相对地球经线运动而产生的误差，它包括纬度误差、速度误而产生的误差，它包括纬度误差、速度误差和机械误差。差和机械误差。1 1、纬度误差、纬度误差 由于地球自转引起陀螺方位偏离由于地球自转引起陀螺方位偏离后
10、，若给定的方位修正角速度不后，若给定的方位修正角速度不能按飞机所在纬度的变化而自动能按飞机所在纬度的变化而自动进行调节，则要引起误差，这种进行调节，则要引起误差，这种误差称为纬度误差。误差称为纬度误差。 例如，陀螺半罗盘具有根据例如，陀螺半罗盘具有根据北京地区的纬度（约为北京地区的纬度（约为4040）给）给定的常值方位角速度，那末在广定的常值方位角速度，那末在广州地区州地区( (纬度约为纬度约为2323) )，纬度误，纬度误差积累的速度为差积累的速度为3.783.78/ /小时。小时。2 2、速度误差、速度误差 用陀螺半罗盘测量真航向用陀螺半罗盘测量真航向( (或磁航或磁航向向) )时，若仪表
11、没有对飞机运动引时，若仪表没有对飞机运动引起的自转轴方位偏离进行修正而起的自转轴方位偏离进行修正而产生的误差，称为速度误差。产生的误差，称为速度误差。 飞行速度越大，误差越大。飞行速度越大，误差越大。 例如，飞机在北京上空向东平例如，飞机在北京上空向东平飞，速度为飞，速度为800800公里公里/ /小时，速度小时，速度误差为误差为6 621/21/小时。小时。3 3、机械误差、机械误差 机械误差是指陀螺静平衡机械误差是指陀螺静平衡不良不良( (重心偏离支点重心偏离支点) )、轴、轴承摩擦等机械原因使自转承摩擦等机械原因使自转轴进动，偏离经线，从而轴进动，偏离经线，从而产生的误差。产生的误差。（
12、四）使用特点（四）使用特点1 1、稳定性好，不受外界磁场影响，可以在加速、转弯、盘旋时，、稳定性好，不受外界磁场影响，可以在加速、转弯、盘旋时，在强磁地区或高纬度地区使用。在强磁地区或高纬度地区使用。2 2、测量转弯角度、测量转弯角度 1 1）转弯前校航向，转弯中根据航向差计算转弯角度。）转弯前校航向，转弯中根据航向差计算转弯角度。 2 2）转弯前先调零，转弯中指示转弯角度。）转弯前先调零，转弯中指示转弯角度。3 3、测量航向、测量航向 起飞前先校航向；飞行中，每隔一定时间（根据飞行手册）起飞前先校航向；飞行中，每隔一定时间（根据飞行手册）重校。重校。4 4、如果陀螺飞转，有上锁机构的，应柔和
13、上锁，然后再开锁。、如果陀螺飞转，有上锁机构的，应柔和上锁，然后再开锁。四、罗盘系统四、罗盘系统(Compass System)(Compass System)1、定义 由两种或两种以上原理不同的罗盘组成的测量飞机航向的系统，称为罗盘系统。 (一)概述 2、功用 测量飞机的航向信息，送往RMI和HSI上进行指示，并送往机上的其它设备。 3、工作方式 DG(FREE)MAG(SLAVE) （二）组成 1、磁传感器 2、方位陀螺 3、控制板 4、指示器 5、转换电门 （二）组成 磁传感器方位陀螺控制板HSIHSIRMIRMI 二、组成及各部分介绍 转换电门 二、组成及各部分介绍 二、组成及各部分介
14、绍 （三）原理 工作在工作在“SLAVESLAVE” 方式时方式时 磁传感器测量出飞机磁航向，然后自动校正磁传感器测量出飞机磁航向，然后自动校正方位陀螺，反映磁航向；同时，利用陀螺稳定性方位陀螺，反映磁航向；同时，利用陀螺稳定性减小磁传感器的飞行误差，最后控制指示器指示减小磁传感器的飞行误差，最后控制指示器指示出磁航向。罗盘系统的工作相当于一个陀螺磁罗出磁航向。罗盘系统的工作相当于一个陀螺磁罗盘；盘；工作在工作在“FREEFREE” 方式时方式时 罗盘系统的工作相当于一个陀螺半罗盘。罗盘系统的工作相当于一个陀螺半罗盘。 （四）使用特点 1、通电前，HDG或COMPASS警告旗出现。2、通电后，
15、当警告旗收上时，指示器指示 正确航向。3、飞行中，转换电门常至于NORMAL位。 4、若1罗盘系统失效后，应将转换电门置 于BOTH ON 2位。5 5、若、若2 2罗盘系统失效后，应将转换电门置罗盘系统失效后，应将转换电门置 于于BOTH ON 1BOTH ON 1位。位。6 6、若两套罗盘系统均失效，使用磁罗盘。、若两套罗盘系统均失效，使用磁罗盘。陀螺半罗盘陀螺半罗盘 陀螺半罗盘又称陀螺方向仪，是利用两自由度陀螺的稳定性工作的仪表。用陀螺半罗盘又称陀螺方向仪，是利用两自由度陀螺的稳定性工作的仪表。用于测量飞机的转弯角度，经人工校正后可指示飞机航向。陀螺半罗盘没有自动寻于测量飞机的转弯角度，
16、经人工校正后可指示飞机航向。陀螺半罗盘没有自动寻北能力。北能力。 陀螺半罗盘上有一调整旋钮，推入并转动调整旋钮可以转动刻度盘。用陀螺陀螺半罗盘上有一调整旋钮，推入并转动调整旋钮可以转动刻度盘。用陀螺半罗盘指示航向时，可用该旋钮来调整刻度盘的半罗盘指示航向时，可用该旋钮来调整刻度盘的0-1800-180与经线一致。与经线一致。 陀螺自转轴相对地球经线运动将使陀螺半罗盘指示的航向产生误差，该误差陀螺自转轴相对地球经线运动将使陀螺半罗盘指示的航向产生误差，该误差称为自走误差。误差的大小与纬度、飞机的飞行速度等因素有关。例如称为自走误差。误差的大小与纬度、飞机的飞行速度等因素有关。例如: :当飞机当飞
17、机所在纬度为所在纬度为3030，飞行速度为，飞行速度为12001200公里公里 / /小时，航向为小时，航向为9090时，陀螺半罗盘的速时，陀螺半罗盘的速度误差约为度误差约为6 6/ /小时。因此飞行中每隔一段时间（依飞行手册而定）应参照磁罗小时。因此飞行中每隔一段时间（依飞行手册而定）应参照磁罗盘对陀螺半罗盘进行校正，以消除这段时间积累起来的自走误差。飞行中校正时，盘对陀螺半罗盘进行校正，以消除这段时间积累起来的自走误差。飞行中校正时，飞机应处于平直匀速飞行状态，以保证磁罗盘的指示正确。飞机应处于平直匀速飞行状态，以保证磁罗盘的指示正确。 罗盘系统罗盘系统 由两种或两种以上工作原理不同的罗盘
18、所组成的测量飞机航向的系统称为罗由两种或两种以上工作原理不同的罗盘所组成的测量飞机航向的系统称为罗盘系统或航向系统。盘系统或航向系统。 罗盘系统有罗盘系统有“MAGMAG（磁）（磁）”（或（或“SLAVESLAVE”（伺服）和（伺服）和“DGDG（陀螺）（陀螺）”（或（或“FREEFREE”（自由）两种工作方式。工作在（自由）两种工作方式。工作在“SLAVESLAVE” 方式时，罗盘系统的工作方式时，罗盘系统的工作相当于一个陀螺磁罗盘；工作在相当于一个陀螺磁罗盘；工作在“FREEFREE” 方式时，罗盘系统的工作相当于一个方式时，罗盘系统的工作相当于一个陀螺半罗盘。陀螺半罗盘。 通电前，罗盘系统指示器上的通电前，罗盘系统指示器上的“HDGHDG”（航向）警告旗出现。通电后，方位陀（航向）警告旗出现。通电后，方位陀螺达到正常转速时，指示器上的航向警告旗消失螺达到正常转速时，指示器上的航向警告旗消失 。飞行中，一旦罗盘系统故障，。飞行中，一旦罗盘系统故障，相应的指示器上会出现航向警告旗，表明航向指示不可靠。相应的指示器上会出现航向警告旗，表明航向指示不可靠。
