[科普中国]-无线电航向仪表

无线电航向仪表简介

无线电航向仪表是机载电子导航设备，它具有结构简单、使用维护方便、价格低廉等优点，可在190-1750KHz频段范围，利用众多的民用广播电台和专用的无方向性新标（NDB）地面导航台为飞机定向定位，并可与无线电高度表、新标机等设备配合，引导飞机进行着陆。由于以上优点，被广泛应用与飞机导航，并成为各种飞机、直升机的常用设备。1

组成无线航向仪表主要由复合天线、天线信号变换电路、接收电路、指示电路、频率合成电路、控制电路和电源电路等组成。其中接收电路、指示电路、频率合成电路、控制电路和电源电路安装在飞机舱台内, 受外界环境的影响小, 易拆卸和安装; 但垂直天线和环形天线( 合称为组合天线) 安装在飞机机舱外部, 对安装位置、安装角度和接地电阻都有精确的要求, 并对环境的电磁干扰敏感, 致使它的安装和拆卸存在一定的难度, 并且它是一个固化单元, 其可靠性高, 故障率低, 致使此部件经飞机厂家安装调试后, 很少对其拆卸; 但无线电罗盘其它电路的故障较多, 当出现故障进行测试和维修时, 需加载天线信号进行测试和调试, 这使无线电罗盘天线信号模拟器的制作成为无线电罗盘测试或维修的前提和基础。2

功能无线电航向仪表的主要功用是自动定向。它是利用天线接收地面导航台（无线电台）发射的无线电波，使测角系统的搜索圈自动跟踪电波来向，因而能连续地测出从飞机纵轴顺时针到电波来向的角度，并由航向指示器指示出这个角度——电台相对方位角（DXF）。飞行员根据此方位角，就可以驾驶飞机向导航台飞行或背导航台飞行，可以测定飞机所在位置，在能见度不好时，还可以与无线电高度表、信标接收机等配合，进行仪表着陆等。3

基本原理无线电航向仪表是在无线电半罗盘工作原理的基础上发展而来的，它能自动测出飞机纵轴与电波来向间的夹角（相对方位角）。无线电半罗盘输出的右偏信号控制一个双向电动机，电动机带动环状天线旋转，旋转的方向应使B减小而使A增大,直到B=A，即环面法线和导航台电波来向重合为止。环状天线转过的角度就是导航台的相对方位角，再用电气同步器将这个角度信号传送到指示器，指示导航台相对飞机的方位角。无线电罗盘使用简便，并有为数众多的导航台选用，因而从30年代至今一直是飞机必备的无线电导航仪表。但由于工作在中波波段，噪声干扰很大，测量精度较低。

相关概念航向飞机的机头方向，其大小是用飞机纵轴的水平投影与地平面上某一基准线之间的夹角度量。并规定正航向角的计算方法是从基准线的正方向按顺时针方向量至定位线的正方向。用罗盘测量飞机航向，实质就是用罗盘传感器来测定地平面上的基准线的位置。由于基准不同，故将航向分为真航向、磁航向、罗航向、大圆航向和陀螺航向。

一、真航向

真子午线(即地理经线)与飞机纵轴在水平面上投影的夹角为真航向角。按真航向角计算的飞机航向称为真航向。

二、磁航向

磁子午线(即地球磁经线)与飞机纵轴在水平面上投影的夹角为磁航向角。按磁航向角计算的飞机航向称为磁航向。磁子午线与真子午线方向不一致而形成的磁偏角称为磁差角。地球磁场随时间、地点不同而异。

三、罗航向

飞机上的钢铁物质和工作着的电气设备会形成飞机磁场。由此，飞机上用磁罗盘测得的航向基准线实际上是地球磁场与飞机磁场两者形成的合成磁场水平分量方向，即罗经线。该线与飞机纵轴在水平面上的夹角为罗航向角。按罗航向角计算的飞行航向叫罗航向。

四、陀螺航向

以陀螺的自转轴置于水平,作为航向基准线，陀螺所指示的航向即为陀螺航向。陀螺航向通常用来确定飞机的转弯角度； 陀螺航向的基准线可以任意选择位置，故不考虑它与磁航向和真航向的关系。把它的零度线置于磁子午线上，所指的为陀螺磁航向；若把它的零度线置于真子午线上，所指的为陀螺真航向。

五、大圆航向

通过地心与地球表面相交的圆称大圆，飞机沿大圆飞行的航向称为大圆航向。地球表面任意两点间的距离，大圆圈线最短，即按大圆飞行航程最短。用陀螺罗盘确定大圆航向，陀螺罗盘选择的航向基准是直飞航线起点子午面上的大圆圈线。 陀螺罗盘作大圆飞行的主要问题是大圆航向基准线与航线起点子午线作同步运动。

航向仪表系统测量航向（飞机纵轴与经线的夹角）的仪表称为航空罗盘(Compass)，罗盘是飞机上重要的领航仪表。航向系统仪表包括各种仪表罗盘和无线电罗盘。是飞机上重要的驾驶领航仪表之一。主要分类有：磁罗盘、陀螺罗盘、陀螺磁罗盘和天文罗盘。另外除仪表罗盘外，还有无线电罗盘。