指示飞机、直升机等航空器飞行方向或方位的仪表,叫做航空罗盘。
航空罗盘准确地反映出航空器的航向或方位,对于正确操纵飞机,顺利完成训练及作战任务,避免迷航,保证飞行安全,有着重要的意义;特别是在复杂气象或夜间飞行时,尤为重要。
1. 从原理上讲,可分为磁罗盘、陀螺罗盘、无线电罗盘和天文罗盘。
磁罗盘是根据磁针能够指示地磁磁极的原理来测量方向的。
陀螺罗盘是根据3自由度陀螺的定轴性来判断方位或方向变化的角度的。
无线电罗盘是根据无线电定向原理来指示飞机与某个地面导航台的方位的。
天文罗盘是通过观察天体的与地球的相对位置来指示飞机的方向的。
如果将以上两种原理组合,例如将磁罗盘与陀螺罗盘组合,就成为陀螺磁罗盘。
2. 从功能上讲,可分为半罗盘和全罗盘。
单纯陀螺罗盘也称为陀螺半罗盘,因为它只能指示方向变化的角度,而不能指示飞机的方向。还有一种早期的无线电罗盘,因为只能指示小于180度的导航台方位,因此也称为无线电半罗盘。而将能够指示360度导航台方位的,就称为无线电全面盘。
3. 从结构上讲,可分为直读罗盘和远读罗盘。
直读罗盘是直接将磁罗盘和陀螺半罗盘安装在飞机座舱的仪表板上,飞行员可以直接观看,它们就是直读罗盘。
远读罗盘是将磁针和陀螺安装在座舱以外的其它地方,而将其指示器安装在仪表板上,利用特殊电路将两者连接起来,使指示器指示飞机的方向。
磁罗盘是最简单的,目前应用最广的一种罗盘。它的工作原理是以地磁场与仪表内的磁铁的相互作用为基础。地磁极位于地理极附近,但并不与 地理极在一起。一般假定为,在北半球上具有南磁性,而在南半球上具有北磁性。磁针的北端指北,即把有南磁性的北磁极当作是位在地理北极附近,而把具有北磁性的南磁极当作是位在地理南极附近,地理子午线与磁子午线间的夹角叫做磁偏角(或磁差)。
磁偏角随地理位置和季节的不同而改变。如果指针的北端片在地理子午线以东,则磁偏角位正。磁偏角的大小按专用的磁偏差地图来测定。在地图上同一磁偏角的各个地方都用线连接在一起,这条线叫做等磁差线;在这种地图上还表明有反常磁性的地方(乱磁区)。几乎地球上各个地方的磁场(磁赤道除外)都不与地面平行,所以地磁合力T与地平线之间有一个夹角,合力T可以分为两个分力:垂直分力和水平分力
。是磁针停在南——北方向的水平分力H,是磁罗盘的定向力。地磁合力与其水平分力之间的夹角
叫做磁倾角。能绕水平轴自由旋转的磁针,在磁极上时处于垂直状态,在赤道上处于水平状态。当装在尖轴上的磁针位于北半球时,在磁针与地磁极的相互作用下,磁针北端便向下倾斜。为了消除这种倾斜,必须使指针的南端比北端重些。在南半球上时,则应刚好相反。
罗盘的方法误差有罗差,以及倾斜误差和转弯误差。
飞机上有大量的铁磁性物质,并且这些物质所产生的磁力的大小及方向都不固定(由于驾驶杆或回转炮塔等的位置改变)这不仅引起罗差的变化,同时也使罗差受一些无法估计的因素所影响。由于这些因素的作用无法消除,就出现了远距罗盘。这种罗盘的传感器就是一个普通的磁罗盘,装在飞机上受铁磁性物质印象最小的地方(例如,机尾或机翼上)。磁罗盘的示数经过远距传送装置传送到仪表盘的指示器。
最广泛应用的远距罗盘有:远距磁罗盘、电位计式远距磁罗盘和远距感应罗盘。[1]