Τι είναι ένας δείκτης επικεφαλίδας και κατευθυντικός γυρολόγος: Συχνές ερωτήσεις εργασίας, κρίσιμης σημασίας

Δείκτης κλάσης

Πηγή εικόνας: ανώνυμος, HSI2CC BY-SA 3.0

Το θέμα της συζήτησης: Heading Indicator, Directional Gyro, και οι διάφορες κριτικές τους έννοιες

Τι είναι ο δείκτης επικεφαλίδας;

Ένα αεροπλάνο έχει πολλά γυροσκοπικά μέσων. Μία από τις τρεις θεμελιώδεις γυροσκοπικές συσκευές είναι ο δείκτης επικεφαλίδας. Στην παρακάτω ενότητα, επιχειρούμε να εξηγήσουμε τι είναι δείκτης επικεφαλίδας.

Ο δείκτης επικεφαλίδας λειτουργεί μηχανικά με τη συνοδεία της μαγνητικής πυξίδας. Η ευθεία πτήση και οι ακριβείς στροφές στις επικεφαλίδες είναι δύσκολο να επιτευχθούν σε κακό αέρα ή σε μια ταραγμένη ροή ανέμου λόγω πολλών σφαλμάτων στη μαγνητική πυξίδα. Ένας δείκτης κατεύθυνσης έρχεται στη διάσωση σε τέτοιες καταστάσεις, καθώς δεν επηρεάζεται από τις πιέσεις που καθιστούν προβληματική την ερμηνεία μιας μαγνητικής πυξίδας.

τι είναι δείκτης επικεφαλίδας
C172 Δείκτης επικεφαλίδας. Πηγή εικόνας: Το αρχικό πρόγραμμα μεταφόρτωσης ήταν Εκκαθαρίστηκε ως αρχειοθετημένο at Αγγλικά Wikipedia., Δείκτης επικεφαλίδας C172CC BY-SA 3.0

Η επιτάχυνση, η επιβράδυνση και η καμπυλότητα του μαγνητικού πεδίου της Γης σε μεγάλο υψόμετρο είναι μερικοί από τους πολλαπλούς παράγοντες που δημιουργούν ανακρίβειες στη μαγνητική πυξίδα. Ένας δείκτης επικεφαλίδας είναι ζωτικής σημασίας βοήθεια σε τέτοιες καταστάσεις. Δεν ταλαντώνεται συχνά ενώ οδηγεί ή πίσω από μια στροφή και είναι εύκολο να ερμηνευτεί σε αναταράξεις ή κατά τη διάρκεια γυμνάσια.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του δείκτη επικεφαλίδας και της μαγνητικής πυξίδας;

Ο πιλότος χρησιμοποιεί έναν δείκτη κατεύθυνσης για να καθορίσει την τρέχουσα κατεύθυνση ή την κατεύθυνση της πτήσης του αεροπλάνου, με βάση 360 μοίρες περίπου στον μαγνητικό βορρά. Η βαθμονόμησή του απαιτεί τη χρήση της μαγνητικής πυξίδας του αεροσκάφους, η οποία δείχνει την κατεύθυνσή του για τον μαγνητικό βορρά.

Στα περισσότερα αεροπλάνα, η μαγνητική πυξίδα χρησιμεύει ως η κύρια ένδειξη κατεύθυνσης. Ωστόσο, είναι δύσκολο να διαβαστεί με αναταραχή και επιρρεπή σε επιτάχυνση και στροφή λαθών, καθιστώντας δύσκολη τη σωστή πτήση. Ο δείκτης επικεφαλίδας περιέχει γυροσκόπιο και έχει εντολή να ευθυγραμμιστεί με τη μαγνητική πυξίδα κατά τη διάρκεια της πτήσης. Ωστόσο, δεν επηρεάζεται από τυχόν λάθη που σχετίζονται με την ίδια επιτάχυνση και στροφή με τη μαγνητική πυξίδα. Αυτό επιτρέπει ακριβείς ελιγμούς και σταθερή κατεύθυνση.

Directional Gyro

Το Directional Gyro είναι ένα από τα έξι βασικά όργανα, που χρησιμοποιούνται στα εμπορικά και γενικά αεροσκάφη πλοήγησης.

Το Directional Gyro είναι το παλαιότερο αρχαίο όνομα του ίδιου του δείκτη επικεφαλίδας.

Το ταχύτερα κινούμενο συστατικό ενός αεροσκάφους που κινείται με έμβολο είναι το Directional Gyros, κοινώς γνωστό ως ενδείξεις κατεύθυνσης ή δείκτες κατεύθυνσης. Είναι ένα βασικό όργανο πλοήγησης αεροσκαφών και ο ρυθμός περιστροφής του είναι κοντά στις 24,000 σ.α.λ. Μπορεί να εκληφθεί ως πυξίδα με την πρώτη ματιά.

Διάγραμμα δείκτη επικεφαλίδας

κατευθυντικό γυροσκόπιο
Image SOurce: Τμήμα Μεταφορών των ΗΠΑ, FAA, Εσωτερικό ΓΔ, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Σκοπός δείκτης επικεφαλίδας

Η ένδειξη επικεφαλίδας ρυθμίζει μια ευθεία και επίπεδη, μη επιταχυνόμενη πτήση σε σχέση με τη μαγνητική πυξίδα. Αυτό, ωστόσο, υποφέρει από μια ποικιλία ανακριβειών. Ένα από αυτά προκαλείται από την καθοδική κλίση του μαγνητικού πεδίου της Γης, γνωστή ως «βουτιά», με άλλα λόγια.

Το σφάλμα εμβάθυνσης οφείλεται σε ανακρίβειες στη μαγνητική πυξίδα κατά τη διάρκεια της τραπεζικής λειτουργίας ή κατά την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση. Ως εκ τούτου, δεν εξυπηρετεί κανένα σκοπό πέρα ​​από την επιταχυνόμενη, ευθεία και επίπεδη πτήση. Ο δείκτης επικεφαλίδας δεν επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο της Γης και αποτρέπει τις ανακρίβειες μιας μαγνητικής πυξίδας.

Ο δείκτης επικεφαλίδας εμφανίζει τις ίδιες πληροφορίες με τη μαγνητική πυξίδα, αλλά χωρίς ανακρίβειες. Πριν από κάθε πτήση, η πυξίδα καθορίζει την κατεύθυνση του δείκτη κατεύθυνσης στο ίδιο το έδαφος.

Πώς λειτουργεί ο δείκτης επικεφαλίδας;

Το Gyro περιέχεται σε ένα κατακόρυφο επίπεδο μέσα στον δείκτη επικεφαλίδας. Χρησιμοποιεί ακαμψία χώρου για λειτουργία. Το εικονίδιο του αεροπλάνου στη μέση του οργάνου δείχνει την κατεύθυνση του αεροσκάφους.

Ο ρότορας περιστρέφεται σε ένα κατακόρυφο επίπεδο και μια κάρτα πυξίδας είναι προσαρτημένη σε αυτό. Οι κουκκίδες στην κάρτα διατηρούν την ακριβή θέση στο διάστημα σε σχέση με το κατακόρυφο επίπεδο του Gyro, λόγω της ακαμψίας του ρότορα στο χώρο. Χωρίζεται σε προσαυξήσεις πέντε μοιρών για σαφείς και ακριβείς πληροφορίες επικεφαλίδας. Οι αριθμοί τοποθετούνται σε κάθε 30 μοίρες, ενώ N, S, E και W είναι οι δηλώσεις για τις κύριες κατευθύνσεις αντίστοιχα.

Το γυροσκόπιο στο εσωτερικό του δείκτη κατεύθυνσης συμβάλλει με έναν μηχανισμό ανέγερσης για την πρόσδεσή του στο αεροσκάφος που χτυπά το αεροπλάνο. Ο μηχανισμός ανέγερσης αναφέρεται στην έννοια ότι το επίπεδο ορίζεται από τους διαμήκεις και εγκάρσιους άξονες του αεροσκάφους. Το γυροσκόπιο μπορεί να τροφοδοτηθεί είτε ηλεκτρικά είτε από αντλία αναρρόφησης που τροφοδοτείται από τον κινητήρα. Περιστασιακά μπορεί να παρατηρηθούν αντλίες πίεσης σε αεροσκάφη μεγάλου υψομέτρου.

Σύστημα αντλίας πίεσης κενού για δείκτη επικεφαλίδας. Πηγή εικόνας: Τμήμα Μεταφορών των ΗΠΑ, FAA, Σύστημα αντλίας κενού, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons
Venturi Vaccuum Pump for Heading Indicator; Πηγή εικόνας: Τμήμα Μεταφορών των ΗΠΑ, FAA, Κενό Venturi, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Η ένδειξη επικεφαλίδας θα περιπλανηθεί με τον καιρό. Αυτό ονομάζεται Real Drift και απαιτεί τακτική ρύθμιση σχετικά με τη μαγνητική πυξίδα. Από την άλλη πλευρά, μια ανακρίβεια προκαλεί ότι η φαινομενική μετατόπιση στο γυροσκόπιο κατεύθυνσης υπόκειται στην επίδραση της περιστροφής της γης και της διαμήκους θέσης. Το παξιμάδι γεωγραφικού πλάτους πρέπει να παράγει μια πραγματική περιπλάνηση προκειμένου να ξεπεραστεί αυτή η φαινομενική περιπλάνηση της περιστροφής της γης. Τοποθετείται στο εσωτερικό gimbal για να λειτουργεί στο Gyro στην τοπική κάθετη με το βάρος του.

Το φαινομενικό Drift μπορεί επίσης να υπόκειται σε περιπλανήσεις μεταφοράς, το οποίο αντιπροσωπεύει την κίνηση των αεροσκαφών και τη συμβολή των μεσημβρινών γραμμών προς τους πόλους. Είναι η αλλαγή στην πορεία κατά μήκος ενός μεγάλου κύκλου (ορθοδρόμου) ιπτάμενου μονοπατιού.

Πώς να διαβάσετε τον δείκτη επικεφαλίδας;

Πρέπει να κατανοήσουμε την έννοια του Drift για να κατανοήσουμε τη διαδικασία ανάγνωσης ενός δείκτη επικεφαλίδας. Το αεροσκάφος τυπικά υποβάλλεται σε δύο τύπους Drift- Μηχανικό και Προφανές.

Η ανά τακτά χρονικά διαστήματα αναπροσαρμογή του Δείκτη Επικεφαλίδας σε σχέση με τη μαγνητική πυξίδα φροντίζει τόσο για τη Μηχανική όσο και για τη Φαινόμενη Ολίσθηση. Μετά την ευθυγράμμιση με τη μαγνητική πυξίδα, η αποθήκευση των συγκεκριμένων παλαιότερων δεικτών επικεφαλίδας καθίσταται απαραίτητη. Τα προηγμένα επίπεδα διαθέτουν γύρο HI που ευθυγραμμίζεται αυτόματα χωρίς καμία μηχανική παρέμβαση.

Ο δείκτης επικεφαλίδας έχει μηχανικά στοιχεία όπως η τριβή που προκαλεί μη ευθυγράμμιση με τον μαγνητικό βορρά λόγω γυροσκοπικής προόδου. Αυτό είναι γνωστό ως Mechanical Drift.

Επιπλέον, επειδή το αεροπλάνο ταξιδεύει πάνω από μια περιστρεφόμενη σφαίρα, η διακύμανση σε μια γραμμή στο διάστημα του αεροπλάνου προς τα βόρεια με την πάροδο του χρόνου οδηγεί σε Φαινόμενη Ολίσθηση.

Τι σημαίνει να σκλαβώνεις ένα γυροσκόπιο σε εξαρτήματα αεροηλεκτρονικών αεροσκαφών;

Η παρουσία ενός κουμπιού σκλάβων στον δείκτη επικεφαλίδας επιτρέπει στον πιλότο να το επαναπροσδιορίσει με τη μαγνητική πυξίδα, αντισταθμίζοντας τόσο τη Μηχανική όσο και την Προφανή Ολίσθηση.

Η αντιστάθμιση του Drift γίνεται κάθε δέκα ή δεκαπέντε λεπτά από το κουμπί slaving. Αυτά αναφέρονται επίσης ως Flux Gate System. Καταργώντας την ανάγκη για χειροκίνητη ρύθμιση κάθε δέκα έως δεκαπέντε λεπτά, αυτοί οι «σκλάβοι γύροι» ελαχιστοποιούν την προσπάθεια του πιλότου.

Η μη αυτόματη ευθυγράμμιση του δείκτη επικεφαλίδας με τη μαγνητική πυξίδα απαιτεί τα ακόλουθα βήματα:

  • Πετάξτε ευθεία και ίσια προς ένα σημείο αναφοράς, επιλεγμένο ακριβώς μπροστά από το αεροπλάνο.
  • Διατηρήστε τη σταθερότητα της μύτης με το σημείο αναφοράς, ακολουθούμενη από ανάγνωση της επικεφαλίδας της μαγνητικής πυξίδας.
  • Διατηρήστε ευθυγράμμιση μεταξύ της κατεύθυνσης του αεροπλάνου και του σημείου αναφοράς και διορθώστε τον δείκτη κατεύθυνσης με τις ενδείξεις που λαμβάνονται από τη μαγνητική πυξίδα.
  • Εξασφαλίστε συνεπή κατεύθυνση του αεροπλάνου προς το σημείο αναφοράς καθ 'όλη τη διάρκεια της πτήσης
  • Επαναλάβετε τη διαδικασία για οποιοδήποτε λάθος.

Ποιο όργανο δείχνει την πραγματική κατεύθυνση των αεροσκαφών;

Οι δραστηριότητες IFR απαιτούν τη χρήση πληροφοριών κατεύθυνσης. Για αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μαγνητική πυξίδα.

Μια μαγνητική πυξίδα, αν και εξαιρετικά αξιόπιστη, έχει τόσα πολλά εγγενή ελαττώματα, όπως η μαγνητική βουτιά. Ως εκ τούτου, έχει συμπληρωθεί με γυροσκοπικές ενδείξεις επικεφαλίδας. Επομένως, οι δείκτες επικεφαλίδας υποδεικνύουν την πραγματική κατεύθυνση ενός αεροσκάφους.

Η επικεφαλίδα του αεροσκάφους μπορεί να προβληθεί πάνω από το γυαλί οργάνων στο σύμβολο του μικροσκοπικού αεροσκάφους, το οποίο εμφανίζει πληροφορίες κατεύθυνσης σχετικά με 360 °.

Ηλεκτρική ένδειξη κατεύθυνσης

Οι ηλεκτρικοί δείκτες επικεφαλίδας είναι οριζόντιοι δείκτες κατάστασης (HSI) σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο τροφοδοτούνται για λειτουργία. Ονομάζονται επίσης Electric Gyro.

Οι οριζόντιοι δείκτες κατάστασης (HSI) είναι συσκευές που ενσωματώνουν την πλοήγηση και την κατεύθυνση σε μία. Τα HSI είναι συνήθως ηλεκτρικά και ευθυγραμμίζονται με την πύλη ροής. Όπως ένας δείκτης στάσης, το Gyro ενός Heading Indicator είναι τοποθετημένο σε ένα διπλό gimbal, αλλά ο οριζόντιος άξονας περιστροφής του επιτρέπει να ανιχνεύσει την περιστροφή γύρω από τον κάθετο άξονα του αεροσκάφους.

Γιατί πιλότοι πιέζουν και τραβούν το κουμπί HDG σε μια πτήση;

Το κουμπί HDG ελέγχει τον έλεγχο κεφαλίδας του αυτόματου πιλότου. Επομένως, η λειτουργία Push and Pull του κουμπιού HDG μπορεί να γίνει κατανοητή ως παρακάτω:

  • Push HDG-διαχείριση πλοήγησης: Το αεροσκάφος ακολουθεί μια προκαθορισμένη διαδρομή πτήσης σύμφωνα με το σχέδιο πτήσης FMS.
  • Τραβήξτε HDG - επιλεγμένη επικεφαλίδα: Επιστρέφει στην αρχική του θέση. Η περιστροφή δεξιόστροφα του κουμπιού θα κάνει το αεροσκάφος να στρίψει δεξιά και η αριστερή στροφή υπόκειται αριστερόστροφα.

Οποιεσδήποτε αλλαγές στην κατεύθυνση του αεροσκάφους ξεκινούν και ελέγχονται από το κουμπί Heading (HDG) όταν ο αυτόματος πιλότος βρίσκεται σε λειτουργία κατεύθυνσης και όχι Πλοήγηση (NAV) λειτουργίαΤο Όταν βρίσκονται σε λειτουργία NAV, οι χειριστές χρησιμοποιούν συχνά το κουμπί HDG για να ορίσουν το Heading Bug στο τρέχον μάθημα ως αναφορά.

Σχετικά με την Esha Chakraborty

Έχω ένα υπόβαθρο στην Αεροδιαστημική Μηχανική, επί του παρόντος εργάζομαι για την εφαρμογή της Ρομποτικής στην Άμυνα και τη Διαστημική Επιστήμη Βιομηχανία. Είμαι συνεχής μαθητής και το πάθος μου για τις δημιουργικές τέχνες με κάνει να τείνω να σχεδιάζω νέες ιδέες μηχανικής.
Με τα ρομπότ να αντικαθιστούν σχεδόν όλες τις ανθρώπινες ενέργειες στο μέλλον, θέλω να φέρω στους αναγνώστες μου τις θεμελιώδεις πτυχές του θέματος με έναν εύκολο αλλά ενημερωτικό τρόπο. Μου αρέσει επίσης να ενημερώνω ταυτόχρονα τις εξελίξεις στον κλάδο της αεροδιαστημικής.

Συνδεθείτε μαζί μου με το LinkedIn - http://linkedin.com/in/eshachakraborty93

Lambda Geeks