第13章 电子仪表系统-2惯性仪表课件.ppt

第十三章 电子仪表系统-惯性仪表 中国民航大学 空管学院 第十三章 电子仪表系统 (二)陀螺仪表 一、陀螺原理 陀螺：是绕一支点高速旋转的物体。 陀螺主要有两个基本特性：稳定性和进动性。 1.定轴性 当三自由度陀螺转子高速旋转后，若不受外力矩的作用，不管基座如何转动，支撑在万向支架上的陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变，这种特性叫“定轴性”。 定轴性 2.进动性 陀螺仪总是绕着与外力矩矢量相垂直的方向的转动，这一特性称三自由度陀螺的进动性。 ②三自由度 ①二自由度 （1）地平仪（三自由度陀螺） 地平仪的测量原理 二、陀螺仪表 功用：测量并指示飞机俯仰和倾斜角的姿态仪表。 原理：自转轴与当地地平面垂直，利用陀螺的定轴性稳定了地平面，飞机相对该地平面的角度便是姿态角。 地平仪 地平仪 （2）转弯侧滑仪（两自由度陀螺） 转弯仪 ①转弯仪 指示飞机的转弯方向，粗略反映飞机转弯的快慢程度。 ①指示转弯方向； ②指示转弯的快慢； ②侧滑仪 用来及时发现侧滑。侧滑仪是用单摆原理制成的，其敏感部分是一个小球，可在弯曲的玻璃管中自由滚动。管内装有透明的阻尼液(如甲苯)，对小球的运动起阻尼作用。侧滑仪一般与转弯仪安装在一起，配合使用。 第六章 第 页 * 侧滑角：相对气流和飞机对称面之间的夹角。 β 相对气 流方向 侧滑和侧滑角 协调转弯（杆舵一致） 协调转弯飞行是通过保持小球居中而维持的。如果小球没有居中，可以用方向舵来居中。 小球在右边，就踩右边脚蹬来保持小球居中。飞机偏左，右侧滑； 小球在左边，就踩左边脚蹬来保持小球居中。飞机偏右，左侧滑； 副翼和方向舵在转弯时是协调的 内侧滑：转弯速度太慢，小球向转弯内侧移动 外侧滑：转弯速度太快，小球向转弯外侧移动 应当向小球滚动方向偏转方向舵使小球保持在中央； 标准转弯率（标准转弯角速度） 3度/秒 转1圈360度需要2分钟 等待航线：2分钟 小球向哪边偏就往哪边踩舵 第六章 第 页 * 飞行轨迹偏离飞机的对称面，从操纵上讲主要是飞行员只压盘或压盘过多所引起，它形成内侧滑。 飞机对称面偏离飞行轨迹，从操纵上讲主要是飞行员只蹬舵或舵量过大所造成的。它形成外侧滑。 内侧滑（Slip） 外侧滑（Skid） 相对气流 相对气流 侧滑产生的原因 盘旋中，盘的作用是使飞机 带坡度，舵的作用是使飞机不产生侧滑 。 第六章 第 页 * 侧滑对盘旋的影响 第六章 第 页 * 盘旋过程中的侧滑指示 外侧滑 内侧滑 盘舵协调 结论： 应在坡度正确的前提下修正侧滑。左侧滑蹬左舵，右侧滑蹬右舵。 （3）陀螺罗盘 1.磁罗盘：通过感受地磁场来测量飞机的磁航向。 （3）陀螺罗盘 三自由度陀螺仪在惯性空间具有定轴性，将陀螺自转轴置于水平位置，并调整到指北方向，并以它作为航向测量基准，可以指示出飞机的航向。 由于陀螺自转轴不能自动找北，只起到半个罗盘的作用，故称为陀螺半罗盘。 陀螺半罗盘 航向指示器 陀螺磁罗盘 磁罗盘具有自动定向的特性，但稳定性差；陀螺半罗盘有很好的稳定性，但不能自动定向。 将磁罗盘和陀螺罗盘结合在一起构成陀螺磁罗盘，可以测量稳定的磁航向。 陀螺磁罗盘=磁罗盘+陀螺半罗盘 T型布局 * 　　理想陀螺─三自由度陀螺的重心与支点重合，轴承无摩擦的陀螺，又叫自由陀螺（即三轴交于一点，支点与重心重合）。 　　　自由陀螺不存在，但分析陀螺特性时，我们按理想情况分析。 * 但三自由度陀螺只有定轴性，并无自动定向性，加上陀螺的漂移，所以利用有自动敏感地垂线的单摆，作为敏感元件，控制陀螺自转轴与当地地垂线重合，即模拟了地垂线 * 所谓侧滑，是指飞行器的纵轴平面与飞行速度矢量的夹角不为0。其夹角就是侧滑角 。 在飞行中，当小球停在中央时，表示没有侧滑；小球偏左，表示有左侧滑，即飞行气流的方向来自左边；小球偏右，说明存在右侧滑。小球偏离中心越多，表示侧滑越严重，或是说侧滑角越大。由于没有数值刻度，所以不能具体指示侧滑角的数值，只能表示侧滑的程度。 第十三章 电子仪表系统-惯性仪表 * 　　理想陀螺─三自由度陀螺的重心与支点重合，轴承无摩擦的陀螺，又叫自由陀螺（即三轴交于一点，支点与重心重合）。 　　　自由陀螺不存在，但分析陀螺特性时，我们按理想情况分析。 * 但三自由度陀螺只有定轴性，并无自动定向性，加上陀螺的漂移，所以利用有自动敏感地垂线的单摆，作为敏感元件，控制陀螺自转轴与当地地垂线重合，即模拟了地垂线 * 所谓侧滑，是指飞行器的纵轴平面与飞行速度矢量的夹角不为0。其夹角就是侧滑角 。 在飞行中，当小球停在中央时，表示没有侧滑；小球偏左，表示有左侧滑，即飞行气流的方向来自左边；小球偏右，说明存在右