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類磁場(chǎng)的大小由航向、直升機(jī)的姿態(tài)以及地理位置決定。
直升機(jī)上有大量的磁性材料，一些是硬鐵材料，具有永久磁鐵的特性，另一些
是軟鐵材料，可以被感應(yīng)出磁性，但是當(dāng)感應(yīng)磁場(chǎng)移開后，它的磁性也消失。
3. 羅差
直升機(jī)本身的磁場(chǎng)對(duì)羅盤的影響使得羅盤指針的指向略微的偏離磁北極；實(shí)際
的磁北與羅盤所指示的北極之間的差別被稱為羅差。
4. 符號(hào)的規(guī)定
從磁北的指向順時(shí)針計(jì)算的羅差規(guī)定角為‘正值+’或者稱為‘向東’，從磁北
的指向逆時(shí)針計(jì)算的羅差規(guī)定為‘負(fù)值-’或者稱為‘向西’。
磁差是從真北到磁北的角度，羅差是從磁北到羅盤北極的角度。
如圖7.4-4 所示，直升機(jī)上的羅盤讀數(shù)為104 度，也就是從羅盤北極順時(shí)針到
直升機(jī)航向之間是104 度；圖中的偏移角是+5 度，或稱為向東5 度；直升機(jī)的磁航
向即為羅盤讀數(shù)加上偏移角104+5=109 度。
圖7.4-4 直升機(jī)的磁航向
羅航向羅差磁航向磁差真航向
104° +5°E 109° -9°W 100°
304° -4°W 300° +10°E 310°
上表給出了如何從羅盤讀數(shù)、磁差、羅差計(jì)算出真航向。
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5. 直升機(jī)磁場(chǎng)的影響
由直升機(jī)的磁性材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以分解為3 個(gè)部分：（參照?qǐng)D7.4-5）
● 分量P 作用在前后方向（縱軸）
● 分量Q 作用在左右方向（橫軸）
● 分量R 作用在上下方向（垂直軸）
圖7.4-5 磁分量
如果這些分量吸引羅盤的指針向前、向右、向下，我們規(guī)定為‘正’，如果這些
分量吸引羅盤的指針向后、向左、向上，我們規(guī)定為‘負(fù)’。盡管硬鐵材料產(chǎn)生的磁
場(chǎng)比較恒定，但是經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間后它仍會(huì)發(fā)生改變，這樣羅盤的羅差就改變了，
羅盤就需要重新校驗(yàn)找到新的羅差；羅盤校驗(yàn)的周期在直升機(jī)的手冊(cè)中都有規(guī)定。
7.4.4 直讀式羅盤
直讀式磁羅盤是最先被引用到直升機(jī)上的導(dǎo)航飛行輔助裝置，它的主要功用是
指示直升機(jī)相對(duì)地球磁方位的航向。不過(guò)在現(xiàn)代直升機(jī)上，使用更為精確的遠(yuǎn)讀羅
盤系統(tǒng)、飛行指引系統(tǒng)提供直升機(jī)的方位參考，直讀式羅盤只作為備用。
直讀式羅盤的工作是以磁場(chǎng)的基本原理為基礎(chǔ)，根據(jù)一個(gè)自由懸掛的磁鐵與地
球的磁場(chǎng)的相互作用提供指示。
直讀式羅盤
直讀式羅盤是一個(gè)自主式的部件，不需要其他外部的傳感器，也不需要電源，
在現(xiàn)代直升機(jī)上一般作為備用儀表。
除了前面提到的下傾角對(duì)羅盤的讀數(shù)造成困難外，還有幾個(gè)其他的外力會(huì)對(duì)羅
盤造成誤差，比如機(jī)械誤差、動(dòng)態(tài)誤差、偏移，這里簡(jiǎn)單的介紹一下。機(jī)械誤差主
要是由儀表的構(gòu)造造成的誤差，
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前面講到過(guò)為了克服下傾角對(duì)讀數(shù)的影響，我們把羅盤中的磁鐵系統(tǒng)做成
垂擺型，磁鐵的重心與它的支點(diǎn)不重合；而這一點(diǎn)又給羅盤帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題--動(dòng)態(tài)
誤差；
前面已經(jīng)提過(guò)偏移了，它是由直升機(jī)本身的磁場(chǎng)造成的，是磁北極和羅盤北極之間
的夾角；需要注意的是它的正負(fù)號(hào)的規(guī)定。
7.4.5 遠(yuǎn)讀式羅盤和陀螺磁羅盤
1. 遠(yuǎn)讀式羅盤
直讀式羅盤只能放在飛行員可以很容易看到的地方，而不能隨意選擇一個(gè)受直
升機(jī)磁場(chǎng)干擾較小的地方。
如果我們使用一種遠(yuǎn)讀式羅盤，那我們就可以將指示部分安裝在容易看到的地
方，將探測(cè)部分安裝在受直升機(jī)磁場(chǎng)干擾較小的地方，比如翼尖、尾鰭；指示部分
主要就是一個(gè)羅盤卡，它受一個(gè)同步或不同步的電氣機(jī)構(gòu)控制；控制信號(hào)來(lái)自探測(cè)
部分；探測(cè)部分由線圈環(huán)組成，探測(cè)地球的磁場(chǎng)，把這個(gè)轉(zhuǎn)化為控制羅盤卡轉(zhuǎn)動(dòng)的
信號(hào)；探測(cè)裝置也需要象直讀式羅盤一樣被校準(zhǔn)；后面介紹的磁流閥就是一個(gè)探測(cè)
器。
2. 陀螺磁羅盤
現(xiàn)代的磁羅盤系統(tǒng)盡管不可避免轉(zhuǎn)彎誤差和加速誤差，不過(guò)在長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定飛
行中確實(shí)能提供很準(zhǔn)確的航向信息；而一個(gè)方位陀螺并不受直升機(jī)的姿態(tài)移動(dòng)的影
響，不過(guò)它在長(zhǎng)時(shí)間的飛行中會(huì)有漂移的問(wèn)題。
如果我們能夠把磁羅盤和方位陀螺結(jié)合起來(lái)就能做出一個(gè)更準(zhǔn)確的系統(tǒng)。我們
稱它為陀螺磁羅盤。
陀螺磁羅盤比較陀螺與磁探測(cè)器（磁流閥）的輸出，它們的誤差信號(hào)用來(lái)帶動(dòng)
陀螺的進(jìn)動(dòng)馬達(dá)，使陀螺能夠修正它的漂移誤差。基本的陀螺磁羅盤的方塊圖參照
圖7.4-6。
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圖7.4-6 基本的陀螺磁羅盤的方塊圖
陀螺磁羅盤系統(tǒng)的具體工作這里就不作介紹了，這里簡(jiǎn)單的介紹一下兩個(gè)探測(cè)
部件磁流閥和方位陀螺的簡(jiǎn)單原理。
3. 磁流閥
磁流閥是用來(lái)探測(cè)地球磁場(chǎng)的方向與直升機(jī)前后軸之間的相對(duì)位置，它的大致
結(jié)構(gòu)如圖7.4-7。
圖7.4-7 磁流閥結(jié)構(gòu)
整個(gè)探測(cè)機(jī)構(gòu)是被懸掛在一個(gè)密封的盒子里的，當(dāng)直升機(jī)的姿態(tài)改變是，感應(yīng)
元件一直保持水平，當(dāng)直升機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)，感應(yīng)元件隨直升機(jī)轉(zhuǎn)，這樣就相當(dāng)于它在地
球的磁場(chǎng)里轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出信號(hào)。
4. 方位陀螺(參照?qǐng)D7.4-8)
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圖7.4-8 方位陀螺
方位陀螺是一個(gè)三自由度陀螺，根據(jù)陀螺的原理，當(dāng)直升機(jī)的航向改變時(shí)，陀
螺的外框可以繞垂直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保持陀螺的旋轉(zhuǎn)軸的空間位置；那么陀螺的
外框和固定外殼之間的相對(duì)移動(dòng)就可以反應(yīng)出直升機(jī)的航向。
在圖中可以看到陀螺的旋轉(zhuǎn)軸是被一個(gè)外框上的力矩馬達(dá)控制而保持旋轉(zhuǎn)軸水
平的，而馬達(dá)的信號(hào)來(lái)自內(nèi)框上的一個(gè)重力液體水平開關(guān)。當(dāng)液體開關(guān)探測(cè)到旋轉(zhuǎn)
軸不水平時(shí)，它會(huì)接通力矩馬達(dá)的電路，根據(jù)陀螺的進(jìn)動(dòng)特性，當(dāng)力矩馬達(dá)在外框
施力矩時(shí)，內(nèi)框會(huì)發(fā)生進(jìn)動(dòng)，從而使陀螺的旋轉(zhuǎn)軸回到水平位置。
第7.5 節(jié)自動(dòng)飛行
7.5.1 自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)（AFCS）的組成和基本功能
1. 自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)（AFCS）的組成
目前許多現(xiàn)代直升機(jī)都裝有自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)（AFCS）。一般自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)
包括：自動(dòng)駕駛儀（A/P）、飛行指引系統(tǒng)（F/D）、自動(dòng)配平系統(tǒng)。另外，最新一代
直升機(jī)甚至還裝有飛行管理系統(tǒng)（FMS），該系統(tǒng)的輸出信號(hào)加到自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)，
　
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