方位陀螺儀是一個兩自由度陀螺儀,可使旋轉(zhuǎn)軸保持近似水平。
它是一種陀螺儀,使用陀螺儀特性測量飛機的航向角。
測量飛機航向角的最簡單方法是使用由磁針原理制成的磁羅盤來測量飛機的磁航向。
然而,當(dāng)飛機加速,轉(zhuǎn)彎或懸停時,懸浮在磁羅盤中心的敏感元件受到加速度的干擾并偏離磁子午線,這將導(dǎo)致大的指示誤差;當(dāng)飛機飛過鐵礦石或鋼鐵城等強磁區(qū)域時,當(dāng)?shù)卮潘椒至枯^小時,磁羅盤不能正常工作。
由于磁羅盤操作的限制,有必要使用定向陀螺儀測量飛機的航向角,以確保飛機沿預(yù)定航向飛行。
因此,方向陀螺儀也是飛機上重要的導(dǎo)航驅(qū)動儀器。
當(dāng)使用自動駕駛儀操縱飛機時,有必要測量飛機相對于給定航向的偏航角并將其轉(zhuǎn)換成電信號。
控制飛機按照預(yù)定航線飛行。
因此,方向陀螺儀也是飛機自動駕駛儀的主要部件之一。
兩自由度陀螺儀具有方向穩(wěn)定性。
如果兩個自由度的外框垂直放置,則旋轉(zhuǎn)軸水平旋轉(zhuǎn)并指向北。
當(dāng)飛機有加速度干擾或外部磁場干擾時,旋轉(zhuǎn)軸將在原始框架中保持穩(wěn)定。
在這個方向上。
然而,由于地球自轉(zhuǎn)和飛機運動的明顯旋轉(zhuǎn)以及陀螺儀本身的漂移,旋轉(zhuǎn)軸將逐漸偏離局部水平面和局部子午面。
旋轉(zhuǎn)軸的水平偏差可以使旋轉(zhuǎn)軸與外框架軸重合,從而引起框架自鎖。
旋轉(zhuǎn)軸的方位角的偏差將導(dǎo)致航向角的測量誤差隨時間累積。
因此,為了使用兩自由度陀螺儀來形成用于測量航向的儀表,需要在陀螺儀上執(zhí)行水平校正和定向校正。
水平校正是保證儀器正常運行的前提,方位校正是保證儀器測量精度的必要條件。
典型的方位陀螺儀主要由兩自由度陀螺儀,水平校正裝置,位置校正裝置,航向協(xié)調(diào)裝置和指示機構(gòu)或角度傳感器組成。
水平校正裝置由擺錘傳感器和扭矩裝置組成。
電路中的液體開關(guān)是三極型,安裝在內(nèi)框架上,扭矩電機安裝在外框架軸線的方向上。
連接液體開關(guān)和轉(zhuǎn)矩電動機的電路稱為水平校正電路。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸圍繞內(nèi)框架軸線偏離水平面時,液體開關(guān)發(fā)送控制信號,并且扭矩馬達(dá)產(chǎn)生圍繞外框架軸作用的校正扭矩,使得旋轉(zhuǎn)軸線繞內(nèi)框架軸縮回至恢復(fù)水平。
以這種方式,確保了旋轉(zhuǎn)軸線與外框架的軸線之間的近似垂直的關(guān)系。
為了避免由飛機轉(zhuǎn)彎或懸停引起的錯誤校正,可以通過角速度傳感裝置中的繼電器實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩電機的勵磁繞組的斷開。
方位校正裝置通常由電位計和力矩電機組成。
電位計安裝在控制箱內(nèi),扭矩電機安裝在內(nèi)框架軸的方向上。
電位計給出補償信號,例如接地旋轉(zhuǎn)誤差,并且力矩電機產(chǎn)生圍繞內(nèi)框架軸作用的校正扭矩,使得旋轉(zhuǎn)軸圍繞外框架軸進(jìn)行,以跟蹤由地球旋轉(zhuǎn)引起的方位角變化。
這樣。
圍繞外框架軸的旋轉(zhuǎn)軸的定向穩(wěn)定性得到改善。
然而,方位陀螺儀不具有自動尋找北方的特征,因此飛行員必須在使用前根據(jù)磁羅盤或天文羅盤的指示調(diào)整方位陀螺儀的指示。
此外,方位角校正不能完全消除方位陀螺儀的方位角偏差誤差,因此飛行員還必須在使用過程中按規(guī)定的間隔根據(jù)磁羅盤或天文羅盤的指示指示方位陀螺儀,例如15分鐘或30分鐘。
做出調(diào)整。
這種調(diào)整稱為航向協(xié)調(diào)或航向校正。
航向協(xié)調(diào)裝置通常由協(xié)調(diào)按鈕,協(xié)調(diào)電動機和減速器組成。
協(xié)調(diào)按鈕安裝在控制箱上,協(xié)調(diào)電機和減速器安裝在外框架上。
當(dāng)按下協(xié)調(diào)按鈕時,協(xié)調(diào)電機的電路接通,協(xié)調(diào)電機通過減速器驅(qū)動撥盤相對于外框旋轉(zhuǎn),使方位陀螺儀的指示與指示器的指示相協(xié)調(diào)。
其他標(biāo)題工具。
通過采取上述措施,陀螺儀可以保持相對于子午面的方位角穩(wěn)定性,并為測量飛機的航向角提供基準(zhǔn)。
飛機的航向角的指示可以通過由指示器和表盤組成的指示器機構(gòu)給出。
如果諸如電位計或自動調(diào)整機的角度傳感器安裝在外框架軸上,則可以傳輸飛機的航向角的電信號。
標(biāo)題陀螺儀的航向協(xié)調(diào)由飛行員手動安排。
在兩個協(xié)調(diào)的時間間隔期間,仍然存在影響測量精度的方位角誤差累積,并且手動校正也增加了飛行員的負(fù)擔(dān)。
因此,目前通常使用自動校正。
使用磁航向傳感器(實際上是能夠輸出磁航向信號的磁羅盤)來自動操縱陀螺儀的方法