Wat is koersindicator?
Een vliegtuig heeft veel gyroscopische instrumenten. Een van de drie fundamentele gyroscopische apparaten is de Heading Indicator. In het onderstaande gedeelte proberen we uit te leggen wat een Heading Indicator is.
De koersindicator werkt mechanisch met de begeleiding van het magnetische kompas. Rechte vlucht en nauwkeurige bochten naar koersen zijn moeilijk te bereiken in vuile lucht of een turbulente windstroom vanwege verschillende fouten in het magnetische kompas. Een koersindicator komt te hulp in situaties waarin deze niet wordt beïnvloed door de druk die het interpreteren van een magnetisch kompas problematisch maakt.
Versnelling, vertraging en kromming op grote hoogte van het aardmagnetisch veld zijn enkele van de vele factoren die onnauwkeurigheden in het magnetische kompas veroorzaken. Een Heading Indicator is een essentiële hulp in dergelijke situaties. Het oscilleert niet vaak tijdens het leiden of achter een bocht, en het is gemakkelijk te interpreteren in turbulentie of tijdens manoeuvres.
Wat is het verschil tussen de koersindicator en het magnetische kompas?
De piloot gebruikt een koersindicator om de huidige koers of vliegrichting van het vliegtuig te bepalen, gebaseerd op 360 graden rond het magnetische noorden. De kalibratie vereist het gebruik van het magnetische kompas van het vliegtuig, dat zijn koers over het magnetische noorden aangeeft.
In de meeste vliegtuigen dient het magnetische kompas als de belangrijkste richtingsaanduiding. Het is echter moeilijk te lezen in turbulentie en vatbaar voor acceleratie- en draaifouten, waardoor het een uitdaging is om goed voorbij te vliegen. De koersindicator bevat een gyroscoop en moet tijdens de vlucht worden uitgelijnd met het magnetische kompas. Het wordt echter niet beïnvloed door fouten die betrekking hebben op dezelfde versnellings- en draaifouten als het magnetische kompas. Dit zorgt voor nauwkeurige manoeuvres en een constante richting.
Directionele Gyro
De Directional Gyro is een van de zes essentiële instrumenten die worden gebruikt in de navigatie van commerciële en algemene luchtvaartvliegtuigen.
Directional Gyro is de oudere oude naam van de Heading Indicator zelf.
Het snelst bewegende onderdeel van een zuigeraangedreven vliegtuig is de Directional Gyros, algemeen bekend als koersindicaties of richtingaanwijzers. Het is een essentieel navigatie-instrument voor vliegtuigen en de draaisnelheid ligt dicht bij 24,000 tpm. Het kan op het eerste gezicht worden aangezien voor een kompas.
Koersindicatordiagram
Doel van de koersindicator
De koersindicatie zorgt voor een rechte en vlakke, niet-versnelde vlucht ten opzichte van het magnetische kompas. Dit heeft echter te lijden van een verscheidenheid aan onnauwkeurigheden. Een ervan wordt veroorzaakt door de neerwaartse helling van het aardmagnetisch veld, met andere woorden "dip" genoemd.
Dip-fout verklaart onnauwkeurigheden in het magnetische kompas tijdens het bankieren of tijdens accelereren of vertragen. Daarom dient het geen ander doel dan een niet-versnelde, rechte en vlakke vlucht. De koersindicator wordt niet beïnvloed door het magnetische veld van de aarde en voorkomt de onnauwkeurigheden van een magnetisch kompas.
De koersindicator geeft dezelfde informatie weer als het magnetische kompas, maar zonder onnauwkeurigheden. Voor elke vlucht bepaalt het kompas de koers van de koersindicator op de grond zelf.
Hoe werkt de koersindicator?
De gyro bevindt zich in een verticaal vlak binnen de koersindicator. Het maakt gebruik van ruimtestijfheid voor gebruik. Het vliegtuigpictogram in het midden van het instrument geeft de richting van het vliegtuig aan.
De rotor draait in een verticaal vlak en er is een kompaskaart aan bevestigd. De stippen op de kaart behouden de exacte locatie in de ruimte ten opzichte van het verticale vlak van de Gyro, dankzij de stijfheid van de rotor in de ruimte. Het is verdeeld in stappen van vijf graden voor duidelijke en nauwkeurige koersinformatie. Cijfers staan op elke 30 graden, terwijl N, S, E en W respectievelijk de aanduidingen zijn voor de windrichtingen.
De gyroscoop in de Heading Indicator draagt bij met een erectiemechanisme voor bevestiging aan het giervlak van het vliegtuig. Erectiemechanisme verwijst naar het concept dat het vliegtuig wordt bepaald door de longitudinaal en transversaal assen. De gyroscoop kan elektrisch worden aangedreven of door een door de motor aangedreven zuigpomp. Drukpompen kunnen af en toe worden waargenomen in vliegtuigen op grote hoogte.
De koersaanduiding zal met de tijd dwalen. Dit wordt Real Drift genoemd en vereist regelmatige aanpassing van het magnetische kompas. Aan de andere kant zorgt een onnauwkeurigheid ervoor dat Schijnbare Drift in de Directionele Gyro onderhevig is aan het effect van de rotatie en longitudinale positie van de aarde. De breedtegraadmoer moet een echte dwaling produceren om deze schijnbare zwerven van aardrotatie te overwinnen. Het is op de binnenste gimbal geplaatst om met zijn gewicht op de Gyro in de lokale verticaal te werken.
Schijnbare drift kan ook onderhevig zijn aan transportzwerven, wat goed is voor vliegtuigbewegingen en samenvloeiing van meridiaanlijnen naar de polen. Het is de verandering in de koers langs een grootcirkel (orthodrome) vliegpad.
Hoe lees ik de koersindicator?
We moeten het concept van Drift begrijpen om het proces van het lezen van een Heading Indicator te begrijpen. Het vliegtuig ondergaat typisch twee soorten drift: mechanisch en schijnbaar.
Tijd-tot-tijd heruitlijning van de koersindicator ten opzichte van het magnetische kompas zal zorgen voor zowel mechanische als schijnbare drift. Na opnieuw uitlijnen met het magnetische kompas, wordt het ontkoppelen van de specifieke oudere koersindicatoren essentieel. Geavanceerde vliegtuigen zijn voorzien van HI-gyros die automatisch worden uitgelijnd zonder enige mechanische tussenkomst.
De koersindicator heeft mechanische elementen zoals wrijving die door gyroscopische precessie uitlijning met het magnetische noorden veroorzaakt. Dit staat bekend als mechanische drift.
Bovendien, omdat het vliegtuig over een draaiende wereldbol reist, resulteert de variatie in een lijn in de ruimte van het vliegtuig naar het noorden in de tijd in Schijnbare Drift.
Wat betekent het om een gyroscoop te gebruiken in vliegtuigelektronicacomponenten?
De aanwezigheid van een slave-knop in de Heading Indicator stelt de piloot in staat om deze opnieuw uit te lijnen met het magnetische kompas, om zowel mechanische als schijnbare drift te compenseren.
De compensatie van de Drift gebeurt elke tien of vijftien minuten door de slave-knop. Deze worden ook wel het Flux Gate-systeem genoemd. Door de noodzaak voor handmatige aanpassing om de tien tot vijftien minuten te elimineren, minimaliseren deze 'slaved gyros' de inspanning van de piloot.
Handmatige uitlijning van de koersindicator met het magnetische kompas vereist de volgende stappen:
- Vlieg rechtdoor en waterpas naar een referentiepunt, gekozen direct voor de vliegtuig.
- Handhaaf de stabiliteit van de neus met het referentiepunt, gevolgd door het lezen van de magnetische kompaskoers.
- Behoud de uitlijning tussen de koers van het vliegtuig en het referentiepunt en corrigeer de koersindicator met de metingen die zijn verkregen van het magnetische kompas.
- Zorg voor een consistente koers van het vliegtuig naar het referentiepunt tijdens de hele operatie
- Herhaal de procedure voor elke fout.
Welk instrument geeft de werkelijke koers van een vliegtuig weer?
IFR-activiteiten vereisen het gebruik van Directional-informatie. Hiervoor kan een magnetisch kompas worden gebruikt.
Een magnetisch kompas, hoewel zeer betrouwbaar, heeft zoveel intrinsieke gebreken, zoals magnetische dip. Daarom is het uitgebreid met gyroscopische koersindicaties. Daarom geven koersindicatoren de ware koers van een vliegtuig aan.
De koers van het vliegtuig kan worden bekeken over het instrumentenglas tegen het kleine vliegtuigsymbool, dat richtingsinformatie over 360° weergeeft.
Elektrische koersindicator
Elektrische koersindicatoren zijn horizontale situationele indicatoren (HSI's) die aangeven hoe ze worden aangedreven voor gebruik. Ze worden ook wel elektrische gyro genoemd.
Horizontale situationele indicatoren (HSI's) zijn apparaten die navigatie en koers in één integreren. HSI's worden meestal elektrisch aangedreven en zijn uitgelijnd met de fluxpoort. Net als een attitude-indicator is de Gyro van een Heading Indicator gemonteerd in een dubbele cardanische ophanging, maar dankzij de horizontale draaiende as kan de rotatie rond de verticale as van het vliegtuig worden waargenomen.
Waarom duwen en trekken piloten tijdens een vlucht aan de HDG-knop?
De HDG-knop regelt de koersregeling van de stuurautomaat. Vandaar dat de Push- en Pull-bediening van de HDG-knop kan worden begrepen als hieronder weergegeven:
- Push HDG – beheerde navigatie: het vliegtuig volgt een vooraf bepaalde vliegroute volgens het FMS-vluchtplan.
- Trek HDG – gekozen koers: het keert terug naar zijn oorspronkelijke positie. Met de klok mee draaien van de knop zorgt ervoor dat het vliegtuig naar rechts draait, en de bocht naar links is onderhevig aan rotatie tegen de klok in.
Alle veranderingen in de richting van het vliegtuig worden gestart en bestuurd door de Heading (HDG)-knop wanneer de stuurautomaat in Heading Mode staat in plaats van Navigatie (NAV) modus. In de NAV-modus gebruiken piloten vaak de HDG-knop om de Heading Bug op de huidige koers als referentie in te stellen.
Lees ook:
- Seismologie seismoloog
- Monoculair zicht
- Hcn-hybridisatie
- Element 115
- Opgelost versus oplosmiddel
- hydrospere
- Entropy
- Exosfeer 2
- Het principe van Bernoulli
- Ultraviolette ramp
Ik heb een achtergrond in lucht- en ruimtevaarttechniek en werk momenteel aan de toepassing van robotica in de defensie- en ruimtevaartindustrie. Ik leer voortdurend en mijn passie voor creatieve kunsten zorgt ervoor dat ik geneigd ben nieuwe technische concepten te ontwerpen.
Omdat robots in de toekomst bijna alle menselijke handelingen zullen vervangen, wil ik mijn lezers graag de fundamentele aspecten van het onderwerp op een eenvoudige maar informatieve manier overbrengen. Ik blijf ook graag op de hoogte van de ontwikkelingen in de lucht- en ruimtevaartindustrie.