На самолетах установлены различные навигационные автоматы и системы, помогающие пилоту вести самолет по заданному маршруту и выполнять маневрирование до посадки. В группу гироскопических пилотажно-навигационных приборов входят:
– компас (гирополукомпас, курсовая система);
– гировертикаль, авиагоризонт;
– датчик угловой скорости;
– указатель разворота и скольжения.
Под курсом понимают угол между вертикальной плоскостью, принятой за начало отсчета, и проекцией продольной оси воздушного судна на плоскость горизонта. Измерение курса осуществляют различными методами, наиболее распространеные: магнитный, индукционный, гироскопический, радиотехнический и астрономический.
Магнитный метод основан на определении магнитного меридиана с помощью постоянного магнита, находящегося в магнитном поле Земли. Если в это поле поместить постоянный магнит (например, стрелку компаса), то он будет ориентироваться по геомагнитным силовым линиям. Геомагнитное поле характеризуется вектором напряженности Н
(или вектором магнитной индукции В), который расположен по касательной к силовым линиям магнитного поля Земли. В окрестности экватора вектор Н направлен к центру Земли. Вблизи полюсов угол между вектором Н и плоскостью горизонта приближается к 90°. В других областях околоземного пространства вектор Н направлен под промежуточным углом к земной поверхности, зависящим от координат точки измерения. Вектор напряженности магнитного поля Земли можно разложить на горизонтальную (НГ) и вертикальную НВ составляющие. Угол между горизонтальной составляющей (НГ) и географическим меридианом, называется магнитным склонением (Магнитная система компаса реагирует на окружающее магнитное поле, которое складывается из поля Земли, а также поля от намагниченных масс, расположенных на борту воздушного судна, и поля, создаваемого токами. Корпус прибора заполнен лигроином марки ЛВ–2 так, что вся подвижная часть компаса находится на плаву. Лигроин марки ЛВ–2 (ТУ 0258-010-00151807-2011) используется в изготовлении авиационных приборов, компасов, служит для демпфирования колебаний картушки, в гидравлических системах. Приборный лигроин – легковоспламеняющаяся, прозрачная, бесцветная жидкость (или слабо-желтая), представляет собой фракцию перегонки нефти. Область воспламенения его объемной доли 1,4 – 6%; предельно допустимая концентрация 300 мг/м3
.Магнитная девиация (магнитное отклонение) – ошибка в показаниях угла между касательной к силовой линии магнитного поля планеты и направлением, соответствующим показанию магнитного компаса в плоскости горизонта. Отклонения вызывают изменения магнитного поля вблизи области измерения. Причин возникновения отклонения может быть несколько, в том числе электромагнитные наводки. Они возникают из-за протекания электрического тока вблизи компаса.
Индукционные датчики магнитного курса избавлены от многих недостатков, присущих магнитному компасу. В частности, они не имеют подвижной системы, которая вызывает погрешности, обусловленные увлечением системы жидкостью и дисбалансом [67]. Чувствительным элементом индукционного магнитного датчика является магнитный зонд. Индукционный датчик состоит из трех одинаковых зондов, образующих правильный треугольник. Для повышения точности измерения курса магнитные зонды, с жестко связанным с ними поплавком, помещаются в кардановом подвесе корпуса прибора, заполненного жидкостью. Жидкость, поплавок и карданов подвес обеспечивают примерную горизонтальность магнитных зондов при кренах воздушного судна, уменьшая погрешность от вертикальной составляющей магнитного поля Земли. Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли, на которую реагирует зонд, различна на разных широтах – максимальна на экваторе и минимальна в районе полюсов. В измерителях курса, в частности, в курсовых системах применяют компенсационный способ измерения, не зависящий от величины напряженности магнитного поля Земли, а определяющий только его направление.