Directii in aviatie

DIRECTII IN AVIATIE

Directia indica pozitia sau orientarea unui punct in spatiu in raport cu un alt punct, fara a tine seama de distanta in­tre ele. Detenninarea ei se. poate face in plan orizontal sau in plan vertical. In toate metodele de navigatie aeriana, cunoasterea directiei in plan orizontal - si anume a aceleia de zbor ­a reprezentat elementul cel mai important.

Intersectia meridianului care trece prin ver­ticala locului si polii pamantului (planul meri­dianului locului) cu planul orizontului geo­metric, se numeste linia nord-sud. O dreapta perpendiculara pe linia nord-sud se numeste linia est-vest. Punctele de intersectie ale aces­tor linii cu orizontul se numesc puncte cardi­nale si reprezinta cel mai vechi sistem pentru indicarea directiei.

Sistemul de baza pentru indicarea directiei, utilizat de foarte multa vreme, este cel aratat in fig. Directiile principale sunt: nordul (N), estul (E) sudul (S) si vestul (W), care se numesc puncte cardinale. Punctele nord si sud sunt cuprinse in meridian iar estul si vestul sunt orientate perpendicular pe directia nord­ sud. Directiile mediane intre punete1e cardina­le se numesc intercardinale si sunt denumite: nord-est (NE), sud-est (SE) 'sud-vest (SW) si nord-vest (NW).

Directiile mediane intre punctele cardinale si intercardinale alaturate sunt denumite: nord-nord-est (NNE), est-nord-est (ENE), est­ sud-est (ESE), sud-sud-est (SSE), sud-sud-vest (SSW), vest-sud-vest (WSW), vest-nord-vest (WNW) si nord-nord-vest (NNW). Manunchiul farmat din cele 16 directii formeaza a raza denumita roza vinturilor.

In calculele de navigatie aeriana, exprimarea directiilor se face insa intr-un sistem mult (mai precis, anume acela numeric, al gradelor sexagesimale. Orizontul-este impartit in 360 de grade, cu originea in punctul nord, care cores­punde meridianului, iar determinarile se fac in sensul acelor de ceasornic. Meridianul locului intersecteaza orizontul la 0 grade si 180 grade. Directia est corespunde cu 90 grade iar vest cu 270 grade

Fig. Directii

Gradul sexagesimal se noteaza cu (0) si are ca submultipli : minutul (') si secunda (').

In sistemul numeric, directiile sunt exprima­te in grupe de trei cifre. Astfel, 4° se va scrie 004°.

Pentru indicarea directiilor aproximative, se utilizeaza sistemul de grupe de doua cifre. In felul acesta, orizontul este impartit in 36 di­rectii, adica din 10° in 10°. Valorile interme­diare se rotunjesc la zecile cele mai apropiate. Pentru valori ale directiei sub 10°, prima cifra va fi 0. Astfel, directia 004° se indica prin 00, directia 008° prin 01, directia 072° prin 07, directia 288° prin 29 s.a.m.d.              .

Sistemul acesta este recomandat de catre OACI pentru indicarea orientarii pistelor de decolare si aterizare si apar in mod curent pe hartile de aterizare, hartile de aerodrom si harttile de obstacole tip A.

Determinarea unei directii in plan orizontal se face prin unghiul de azimut care are ca ori­gine linia nord-sud a meridianului.

Azimutul este unghiul masurat in plan ori­zontal, determinat de planul meridianului punctului de origine si planul ce trece prin verticala punctului de origine si cuprinde directia ce uneste punctul de origine de punctul determinat.

Relevment, cand se refera la directia in care se determina un reper, adica unghiul format intre directia avionului si un reper, de regula avionul (cand este determinat la sol) sau mijlo­cuI de radionaviatie (cand este determinat la bordul avionului).        .

Cateodata, directia origine luata pentru ma­surarea relevmentului este prelungirea axului longitudinal al avionului. In acest caz, unghiul masurat de la axul longitudinal al avionului, partea dinainte, in sensul acelor de ceasornic, spre un reper, se numeste gisment.

Relevmentul cbtinut prin mijloace radio se numeste relevment radio si daca este obtinut vi­zual, se numeste relevment optic.

Nordul adevarat

Polul nord este polul din care, privind miscarea pamantului aceasta apare in sensul invers al miscarii acelor de ceasornic. Acesta este polul cel  mai apropiat regiunilor noastre si se mai numeste boreal, arctic sau seprentrional.

Polul sud este polul diamtetral opus polului nord si se mai numeste si austral, antarctic sau meridional.

Campul magnetic al Pamantului

Magnetismul terestru reprezinta un ansamblu de fenomene magnetice datorate constitutiei neomogene a planetei noastre (nucleul pamantului este constituit din fier si nichel care datorita temperaturilor si presiunilor mari precum si datorita rotatiei, genereaza fenomenul de inductie magnetica). Magnetismul terestru suporta si influente extraterestre.

Pamantul se considera ca actioneaza ca un magnet de dimensiuni enorme avand caracteristicile si proprietatile unei bare magnetice.

Campul magnetic, forma de manifestare a magnetismului terestru, se caracterizeaza prin liniile de forta magnetica

Punerea in evidenta a campului magnetic terestru se realizeaza cu ajutorul unui ac magnetic suspendat, liber a se roti in plan orizontal. Acul se va orienta intotdeauna de-a lungul liniilor de forta magnetica care actioneaza asupra lui. Directia de orientare a acului magnetic se considera a fi directia meridianului magnetic..

Nordul magnetic al Pamantului, declinatia magnetica

Polul nord magnetic si polul nord geografic nu coincid.

Diferenta unghiulara intre directia nordului geografic si directia nordului magnetic (dintre meridianul adevarat si magnetic al locului) se numeste declinatie magnetica si se noteaza cu D_m

Declinatia magnetica poate fi estica (pozitiva) sau vestica (negativa), in functie de amplasarea meridianului magnetic fata de cel geografic.

Izogone, linii agone

Daca se unesc toate punctele de pe suprafata pamantului cu aceeasi declinatie magnetica, se obtin niste curbe, numite izogone.

Datorita faptului ca nordul magnetic nu coincide, ci se deplaseaza in jurul polului nord geografic, executand o rotatie de 360^o in timp de peste 800 de ani, declinatia magnetica este variabila.

Din aceste motive pe harti sunt trecute in dreptul liniilor izogone data cand au fost trasate, cat si variatia anuala a acestora.

In tara noastra variatia declinatiei magnetice este de 5,1' E pe an. Pentru a afla declinatia magnetica din prezent, se va inmulti diferenta de ani (de la data editarii hartii si pana la data calculului) cu variatia declinatiei (5,1' x nr. de ani) si se va aduna la declinatia trasata pe harta.

Componentele verticala si orizontala ale campului magnetic

Pe harti se traseaza si liniile care au aceeasi inclinatie magnetica si care se numesc izocline.

Unghiul de inclinatie magnetica este 0^o la ecuator si 90^o la poli.

Liniile care au declinatia 0^o se numesc linii agone.

Datorita faptului ca structura geologica a pamantului este foarte diferita din punct de vedere magnetic, de la loc la loc, vom intalni pe hartile de navigatie aeriana, in afara liniilor de egala declinatie si linii (zone) unde valoarea campului magnetic este foarte puternica si cu izogonele deformate. Aceste zone de anomalii magnetice se pot intinde de la cateva zeci de metri la cateva sute de Km. O astfel de zona, unde intensitatea campului magnetic este aproape similara cu regiunea polilor, este regiunea Kursk din Rusia (zona cu bogate zacaminte de fier).

In afara acestor anomalii, campul magnetic terestru este supus si unor perturbatii cu un caracter aleator. Aceste perturbatii se numesc furtuni magnetice si au loc in general in zona polilor, dar se mai produc si pe intreg globul.

Cauzele acestor furtuni magnetice sunt legate de aparitia petelor solare, care au o periodicitate de 11 ani. Petele solare sunt zone de emisie a particulelor ionizate care au propriul lor camp magnetic si care interfera cu cel terestru.

Durata acestor furtuni este de cateva ore; in schimb sunt foarte puternice, inregistrandu-se furtuni in cadrul carora declinatia s-a modificat cu 52^o. In timpul acestor furtuni acul magnetic este foarte instabil.

Magnetismul terestru Declinatia magnetica

Magnetismul avionului

Influentele magnetice ale structurii aeronavei

Campul magnetic al avionului. Aparitia campului magnetic al avionului, care abate acul compasului de la meridianul magnetic se datoreaza proprietatilor magnetice ale pieselor de otel ale avionului, aparatelor de radio, dispozitivelor electrice si cablurilor de legatura. Drept rezultat al actiunii componentei orizontale a campului magnetic al pamantului, H, si a fortei campului magnetic al avionului, F, asupra acului magnetic al compasului aceasta se stabileste pe rezultanta acestor forte, R, care poate sa nu fie orientata in directia meridranului magnetic.

Fig. Deviatia compas

Deviatia magnetica

Deviatia compas (...c) este unghiul format intre directia nordului magnetic (Nm) si directia nordului compas (Nc), cauzat de existenta maselor magnetice de la bordul avionului. Deviatia poate avea valori pana la 15-20°. Cand nordul compas este in dreapta nordului magne­tic, deviatia are semn pozitiv, iar invers, semn negativ.

Nordul compas (Nc) este directia indi­cata de un compas magnetic montat la bordul avionului.

In teoria deviatiei, masele magnetice care provoaca deviatia se obisnuieste sa se imparta obisnuit, dupa proprietatile lor mag­netice, in otel si fier moale.

Fierul moale nu are proprietatea de a pastra insusirile magnetice. De aceea, introdus in campul magnetismului terestru acesta capata o stare magnetica instantanee, care depinde de forma fierului moale si de orientarea avionului.

Sa presupunem ca in apropierea acului magnetic este asezata bara de fier moale. Sub influenta campului magnetic terestru, aceasta bara se va magnetiza si va actiona asupra acului cu forta F, care va devia acul cu unghiul ..~c. Sa rotim acum bara cu 180°. Fierul moale se va magnetiza rapid in campul magnetic terestru si polii vor ramane in aceeasi pozitie in care se gaseau anterior. Deviatia va ramane de asemenea neschimbata atat ca semn, cat si ca marime.

In teoria deviatiei au fost adoptate urmatoarele principii cu pri­vire la magnetizarea fierului moale in campul magnetic terestru.

1. Magnetizarea fierului moale este proportionala cu intensitatea magnetismului terestru, care variaza in functie de schimbarea latitudinii magnetice.

2. Directia axului magnetic al unei mase de fier moale magneti­zate poate sa nu coincida cu directia liniilor de forta magnetice ale campu­lui magnetic terestru (cu meridianul magnetic).

3. Masele magnetice ale fierului moale, in cazul virajului avionului cu 360°, mentin directia axului magnetic constatata fata de campul magnetic terestru (fata de meridianul magnetic).

4. Inductia magnetica, ~, in barele de fier moale depinde de cosinusul unghiului ... cuprins intre directia meridianului magnetic si axul geometric al barei: inductia magnetica are valoarea maxima H atunci cand bara este asezata de-a lungul meridianului si devine egala cu zero, la asezarea barei perpendiculare pe meridian (bara nu se magne­tizeaza).

Masele de fier moale fiind dispuse pe avion sub forma de cerc pot sa influenteze asupra acului magnetic al compasului, astfel incat acesta sa se stabileasca sub un unghi oarecare fata de meridianul magnetic. Forta F cu care masele magnetice actioneaza asupra acului compasului va provoca devierea compasului. In cazul virajului avionului de 360°, directia si marimea fortei F nu se modifica, deoarece axul magnetic al maselor de fier moale isi va mentine unghiul constant fata de meri­dianul magnetic.

Erori datorate virajelor

Busolei magnetice ii este specifica asa-numita eroare de viraj (eroarea nordica de viraj). Aceasta denumire se expIica prin faptuI ca eroarea de viraj se manifesta mai pronuntat in cazuI zborului in directia nord, cu virajul avionului spre est sau spre vest. Esenta erorii in viraj consta in faptul ca, in caz de incIinare a planului de rotatie a rozei in raport cu pIanul orizontaI, componenta verticala a magnetismului pamantesc da Ia randu-i o componenta care actioneaza in planuI de rota­tie a rozei si care o infieparteaza fata de directia nord.

Se stie ca, in timpul virajului avionului, un penduI care se gaseste pe avion se aseaza pe directia rezultantei fortei centrifuge si a fortei de gravitatie (verticala aparenta). Roza busolei care reprezinta un penduI, se inclina in timpuI virajului avionului in raport cu orizontala, in aceeasi parte ca si avionul. In cazul unui viraj corect, unghiul de inclinare a rozei fata de orizontala este egal, cu unghiulde inclinare in viraj al avionului.

Erori datorate acceleratiilor

Daca la punctul anterior am analizat fortele care actioneaza asupra rozei busolei in timpul virajului, aratam ca acceleratii apar si actioneaza asupra rozei si in timpul schimbarii pozitiei aeronavei in plan longitudinal.

Trebuie remarcat ca an afara de acceleratiile transversale (in timpul virajului) se produc si acceleratiile in sens longitudinal, atunci cand impingem sau tragem de mansa sau cand avionul se infunda.

Aceste acceleratii produc si ele devieri ale rozei magnetice, care se resimt mai tare in directia est si vest decat pe directiiIe nord si sud.

Efectele acceleratiei longitudinale (de incIinare) 'sunt:

- avionul coboara pe capul compas 90°. Roza magnetica se va apleca inainte, polul ei nord deplasandu-se de asemenea spre inainte. Actiunea suplimentara a componentei verticale a fortei magnetismului pamantesc va face ca la inceputul picajului sa defileze, prin fata liniei de credinta a busolei, cifrele 80°, 70°, 60°. Daca avionul urca, polul nord al rozei magnetice se va roti catre inapoi, iar prin fata liniei de credinta vor trece cifrele 100°, 110°, 120°;

- avionul zboara pe capul compas 270°, comportarea busolei va fi invers decat pe capul 90°;

- daca avionul zboara pe cap nord sau sud, orizontal rectiliniu, picajul si cabrajul nu provoaca devieri ale indicatiilor busolei, ci modifica doar forta de orientare a busolei, micsorand-o, respectiv marind-o.

Aceste fenomene se ivesc numai atunci cand se produc acceleratii, cu alte cuvinte variatii de viteza. Fenomenele inceteaza imediat cand acceleratia inceteaza, adica viteza devine uniforma. In timpul coborarilor sau urcarilor uniforme nu se vor produce devieri, deci compasul magnetic indica corect.

La picaj si cabraj, in special pe capul est si vest, pilotul nu trebuie sa mentina directia de zbor dupa busola, decat dupa ce avionul urca sau coboara cu o panta constanta.

Compensarea erorilor de viraj si incIinare produse de acceleratie nu se poate face cu mijloace magnetice obisnuite. Aceste erori trebuie acceptate ca o stare de fapt si ele reamintind pilotului ca in timpul evolutiiIor, citirile la busola magnetica sa nu se faca in mod mecanic, ci sa tina cont de comportarea rozei magnetice a compasului in timpul acceleratiilor. In timpul virajelor, picajelor si cabrajelor, busola magnetica nu poate fi folosita decat impreuna cu indicatiile indicatorului de viraj.

Evitarea interferentelor magnetice la busola

Pentru evitarea interferentelor magnetice la busola se impun masuri constructive, respectiv se va monta acest instrument in zone in care distanta fata de posibilele mase magnetice sa fie asigurata pentru a se evita influenta acestora.

Totodata, constructiv se va avea in vedere ca sa se monteze de asa maniera pentru ca citirile indicatiilor sa fie efectuate din pozitie perpendiculara pe indicatii, in felul acesta evitadu-se eventualele erori de citire care pot aparea la pilotii care privesc din lataral busola.