Указатель курса ( HI ), также известный как гироскоп направления [1] ( DG ) или указатель направления ( DI ), [2] [3] [4] [5] — это пилотажный прибор, используемый в самолете для информирования пилота о курсе самолета .
Основным средством определения курса в большинстве небольших самолетов является магнитный компас , который, однако, страдает от нескольких типов ошибок, включая ошибку, создаваемую «падением» или нисходящим наклоном магнитного поля Земли. Ошибка падения приводит к тому, что магнитный компас неправильно считывает показания, когда самолет находится в крене или во время ускорения или замедления, что затрудняет его использование в любых условиях полета, кроме неускоренного, идеально прямого и ровного. Чтобы исправить это, пилот обычно маневрирует самолетом, ссылаясь на указатель курса, поскольку гироскопический указатель курса не подвержен ошибкам падения и ускорения. Пилот периодически сбрасывает указатель курса на курс, показанный на магнитном компасе. [4] [6] [7] [8]
Индикатор курса работает с использованием гироскопа , привязанного с помощью механизма эрекции к плоскости рыскания самолета, т. е. плоскости, определяемой продольной и горизонтальной осями самолета. Таким образом, любая конфигурация плоскости рыскания самолета, которая не соответствует локальной горизонтали Земли, приводит к ошибке индикации. Индикатор курса устроен таким образом, что ось гироскопа используется для управления дисплеем, который состоит из круглой картушки компаса, откалиброванной в градусах. Гироскоп вращается либо электрически, либо с использованием отфильтрованного потока воздуха от всасывающего насоса (иногда нагнетательного насоса в высотных самолетах), приводимого в действие двигателем самолета . Поскольку Земля вращается (ω, 15° в час, кажущийся дрейф), и из-за небольших накопленных ошибок, вызванных несовершенной балансировкой гироскопа, индикатор курса будет дрейфовать со временем (реальный дрейф), и его необходимо периодически сбрасывать с помощью магнитного компаса. [4] [a] Кажущийся дрейф предсказывается ω sin широты и, таким образом, будет наибольшим над полюсами. Чтобы противостоять эффекту дрейфа скорости Земли, можно установить гайку широты (только на земле), которая вызывает (надеюсь, равное и противоположное) реальное блуждание в гироскопе. В противном случае необходимо вручную перенастраивать указатель направления каждые десять-пятнадцать минут во время обычных проверок в полете. Невыполнение этого требования является распространенным источником навигационных ошибок среди новых пилотов. Другой вид кажущегося дрейфа существует в форме транспортного блуждания, вызванного движением самолета и схождением меридиональных линий к полюсам. Он равен изменению курса вдоль траектории полета по большому кругу (ортодромии). [9]
Некоторые более дорогие указатели курса «подчинены» магнитному датчику, называемому индуктором . Дугогасительный датчик непрерывно отслеживает магнитное поле Земли, а сервомеханизм постоянно корректирует указатель курса. [4] Эти «подчиненные гироскопы» снижают нагрузку на пилота, устраняя необходимость в ручной перенастройке каждые десять-пятнадцать минут.
Прогноз дрейфа в градусах в час выглядит следующим образом:
Хотя можно предсказать дрейф, будут небольшие отклонения от этой базовой модели, объясняемые ошибкой карданного подвеса (управление самолетом вдали от локальной горизонтали) и другими причинами. Распространенным источником ошибок здесь является неправильная установка гайки широты (например, на противоположное полушарие). Однако таблица позволяет оценить, ведет ли себя индикатор так, как ожидалось, и, как таковая, сравнивается с поправками на переориентацию, сделанными по отношению к магнитному компасу. Транспортное отклонение является нежелательным следствием кажущегося дрейфа.