方位指示器
方位指示器（HI ）は、方向ジャイロ[ 1 ]（DG）または方向指示器（DI）[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]とも呼ばれ、航空機の操縦士に航空機の進行方向を知らせるために使用される飛行計器です。
使用
ほとんどの小型航空機において、方位を定める主な手段は磁気コンパスですが、地球の磁場の「傾斜」、つまり下降傾斜によって生じる誤差など、いくつかの種類の誤差が生じます。傾斜誤差は、航空機がバンク角にあるとき、または加減速中に磁気コンパスの指示を誤らせる原因となり、無加速、完全直進、水平飛行以外の飛行状況では使用が困難になります。この問題を解決するために、パイロットは通常、ジャイロスコープ式方位計は傾斜誤差や加速誤差の影響を受けないため、方位計を参照して操縦します。パイロットは定期的に方位計を磁気コンパスに表示された方位にリセットします。[ 4 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
手術
方位指示器は、航空機のヨーイング面、つまり航空機の縦軸と水平軸によって定義される面に固定機構で取り付けられたジャイロスコープを使用して動作します。そのため、航空機のヨーイング面の構成が地元の地球の水平方向と一致しないと、表示エラーが発生します。方位指示器は、度単位で目盛りが付いた円形のコンパスカードで構成されるディスプレイをジャイロ軸で駆動するように構成されています。ジャイロスコープは、電気的に回転するか、航空機のエンジンで駆動する吸引ポンプ（高高度航空機では圧力ポンプの場合もあります）からの濾過された空気の流れを使用して回転します。地球は自転しており（ω、1時間あたり15°、見かけのドリフト）、ジャイロの不完全なバランスによって発生する小さな累積誤差が原因で、方位指示器は時間の経過とともにドリフトし（実ドリフト）、定期的に磁気コンパスを使用してリセットする必要があります。[ 4 ] [ a ] 見かけのドリフトはω sin 緯度で予測されるため、極地で最大になります。地球の速度ドリフトの影響を打ち消すために、緯度ナットを（地上でのみ）設定することで、ジャイロスコープに（できれば等しく反対方向の）実ドリフトを生じさせることができます。そうでなければ、通常の飛行中点検中に10分から15分ごとに方向指示器を手動で再調整する必要があります。この調整を怠ると、新人パイロットにナビゲーションエラーが発生することがよくあります。もう一つの見かけ上のドリフトは、航空機の移動と子午線が極に向かって収束することによって引き起こされる輸送ドリフトです。これは、大円（正射投影）飛行経路に沿った針路変更に相当します。 [ 9 ]
バリエーション
より高価な方位指示器の中には、フラックスゲートと呼ばれる磁気センサーに「従属」するものもあります。フラックスゲートは地球の磁場を継続的に感知し、サーボ機構が方位指示器を常に修正します。[ 4 ] これらの「従属ジャイロ」は、10分から15分ごとに手動で調整する必要がなくなるため、パイロットの作業負荷を軽減します。
1 時間あたりの度数によるドリフトの予測は次のとおりです。
| ソース | ドリフト率（°/時間） | 半球ごとの記号 | |
|---|---|---|---|
| 北部 | 南部 | ||
| 地球レート | 15 sin（動作緯度） | − （読み落としの原因となる） | + (オーバーリードを引き起こす) |
| 緯度ナット | 15 sin(設定緯度) | + | − |
| 交通散策、東 | 東対地速度成分（または、sin（航跡角）×対地速度、または、経度の変化/飛行時間（時間）× 1 ⁄ 60 tan（運用緯度） | − | + |
| 交通散策、西 | 西対地速度成分（またはsin（航跡角）×対地速度または経度の変化/飛行時間（時間）× 1 ⁄ 60 tan（運用緯度） | + | − |
| リアル/ランダムな散歩 | 航空機の操縦マニュアルに記載されている通り | 与えられた通り | 与えられた通り |
ドリフトを予測することは可能ですが、ジンバルエラー（機体を水平から外して操縦すること）などにより、この基本モデルから若干の変動が生じます。ここでよくある誤差の原因は、緯度ナットの不適切な設定（例えば、反対側の半球への設定）です。しかしながら、この表は指示器が期待通りに動作しているかどうかを判断するのに役立ち、磁気コンパスを基準とした再調整補正値と比較します。輸送時のふらつきは、見かけ上のドリフトによって生じる望ましくない結果です。
参照
- 航空電子工学における頭字語と略語
- アースインダクタコンパス
- ジャイロコンパス、基本的なジャイロ効果の代わりにジャイロ歳差効果に依存するコンパス
- 水平状況指示器
- 慣性航法システム、加速度計も使用したジャイロスコープのはるかに複雑なシステム
参考文献
脚注
- ^方位指示器が古くなり、ボールベアリングが摩耗して騒音が発生し、摩擦が増加すると、ドリフトの傾向が高まります。
注記
- ^グラマン F11F タイガーパイロット飛行操作指示書. アメリカ海軍. 2008年9月1日. p. 51. ISBN 978-1-935327-46-2. 2022年2月17日閲覧。
- ^回転翼航空機飛行ハンドブック FAA-H-8083-21A連邦航空局 2012年 12-3ページ
- ^ケルストロム、ビョルン;エルギン、カリーナ・シェルストロム（2009年12月9日）。地図とコンパスのエキスパートになりましょう。ジョン・ワイリー＆サンズ。 p. 73.ISBN 978-0-470-40765-3. 2022年2月17日閲覧。
- ^ a b c dボウディッチ、ナサニエル。『アメリカン・プラクティカル・ナビゲーター』パラダイス・ケイ・パブリケーションズ、2002年、93-94頁、ISBN 978-0-939837-54-0。
- ^ 「アメリア・イアハートのベガのコックピット内部」 airandspace.si.edu 2019年2月25日. 2022年2月17日閲覧。
- ^ NASA NASAコールバック：トラブルに備えよ、NASAコールバック安全速報ウェブサイト、2005年12月、第305号。2010年8月29日閲覧。
- ^計器飛行ハンドブック、FAA-H-8083-15B (PDF)。米国運輸省、FAA。2012年、p.5-19、5-20。
- ^「第8章 飛行計器」.パイロットの航空知識ハンドブック（FAA-H-8083-25B版）.連邦航空局. 2016年8月24日. pp. 19– 20. 2023年6月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Peck, James LH (1944年3月). 「航空機計器の仕組み」 . 『ポピュラーサイエンス』第144巻第3号. ニューヨーク州ニューヨーク: ポピュラーサイエンス出版社. p. 119. 2023年1月31日閲覧。
