הדפסה מבוא לטעויות מצפן מגנטי

מצפן מגנטי שימש טייסים מאז תחילת עולם התעופה. במטוס הראשון שנבנה בעולם אומנם לא היה מצפן מגנטי (היה רק שעון זמן ומכשיר נוסף הקשור לפעולת המנוע), אך מאז ועד היום בכל מטוס בעולם, משוכלל ככל שיהיה, יש גם מצפן מגנטי וכל טייס נדרש להכיר את מבנהו, ובמיוחד את החסרונות והטעויות שהוא מייצר באופן מובנה.

 

עקרון פעולה: מבוסס על תכונת המחט המגנטת לפנות אל הצפון המגנטי. בתוך קופסא מלאה נוזלים, מונחת מחט על גבי חוד, לשם הקטנת החיכוך. המחט מאוזנת מבחינת מרכז כובד. הנוזל שממלא את הקמצפן הוא צמיגי ושקוף. הצמיגות עוזרת לעצור את המחט אך בו זמנית מאפשרת תנועה חופשית למדישל המחט בתוך הנוזל. לפני מלוי הנוזל מוציאים מהקופסה את כל האוויר הואיל ומערבולות אוויר משפיעות על תנועת המחט המגנטית. בקופסה מותקנת דיאפרגמה קפיצית שסופגת את התפשטות הנוזל.

לכל מצפן יש סטיה אשר נגרמת על ידי שדות מגנטים שיש במטוס. לאור זאת יש לאפס כל מצפן המותקן במטוס, תוך התייחסות למכשירים הנמצאים במטוס הספציפי ולשדה המגנטי הספציפי שהם יוצרים ומכאן גם לסטיה שהם גורמים. האיפוס נעשה על ידי כך שקודם כל מגדירים את הצפון המגנטי נטול כל סטיה, על ידי מצפן מגנטי אחר, מדוייק מאוד בסביבה נטולת שדות מגנטיים סמוכים. לאחר מכן בודקים מה מראה המצפן שהותקן במטוס, כאשר נמצאים בו כל המכשירים שאמורים להיות במטוס במצב טיסה רגיל. ההפרש בין השניים הוא הסטיה המצפנים ואותה רושמים בטבלה, כדי לאפשר לטייס לדעת מה הסטיה המצפנית.

ארועים המחייבים איפוס המצפן:
העברה למטוס חדש.
מצפן חדש באותו מטוס.
החלפת חלקים במטוס ובמיוחד מכשירי קשר או נווט.
אחרי טפול משמעותי במטוס.
אחרי סופת ברקים.
כשיש ספק בדיוק המצפן
אחת לשלושה חודשים באופן קבוע.

למצפן מגנטי יש טעויות מובנות, שנובעות מהצורה בה הוא בנוי. המצפן בנוי בצורה כזאת שבטיסה ישרה ואופקית, שזה המצב רוב זמן הטיסה, הוא נותן חווי מדוייק נטול טעויות. ואולם, במצבי טיסה שהם בדרך כלל זמניים כמו פניה, תאוצה או תאוטה, יש למצפן טעויות. באופן עקרוני במצב יציב של הנמכה או טפוס אין טעוית אבל זה בתנאי שהמהירות יציבה והכנפיים מאוזנות. זאת אומרת שאין תאוצה או תאוטה ואין פניה. הבעיה היא שבדרך כלל בתחילת הטפוס או ההנמכה תמיד יש תאוטה או תאוצה בהתאמה. עם זאת בטפוס/הנמכה ממושכים אפשר בהחלט לסמוך על המצפן, אחרי שוידאנו שהמהירות יציבה והכנפיים מאוזנות.

כדי להבין את הגורמים לטעויות המצפן יש לחזור למבנה המצפן ולהבין את כוחות הפועלים עליו.

על המצפן פועלים מספר כוחות במקביל:
א.    כח אופקי מגנטי. זהו הכח המגנטי שמושך את המחט לכוון צפון/דרום.
ב.    כח אנכי מגנטי. כיון שאנחנו טסים מעל פני הקרקע, יש משיכה של המחט גם כלפי מטה, לקוטב הקרוב.
ג.    משקל המחט. כל זמן שהמחט מאוזנת מבחינת מרכז כובד, אין למשקל שלה משמעות. אבל ברגע שמרכז הכובד נע, הוא מזיז את המחט ומשפיע על החווי.
את השפעת הכוחות צריך להבין ביחד עם מבנה המצפן.
מבנה המצפן התעופתי:

המצפן המגנטי הבסיסי בנוי כך שמרכז הכובד של המערכת המגנטית נמצא מתחת לנקודת חיבורה של המחט המגנטית.

נדמיין לצורך הענין שהמחט נמצאת במצב של שיווי משקל, על גבי חוד שעליו היא נמצאת מאוזנת. כאשר אנחנו נמצאים בקו המשווה, הצפון המגנטי והדרום המגנטי מושכים כל אחד מהם, את קטבי המחט למטה, אך כיון שאנחנו בדיוק באמצע הדרך בין שניהם, הם מאפסים אחד את השני והמחט נשארת מאוזנת מבחינת השפעה האנכית. כיון שאין כח אנכי שמשפיע וכיון שמשקל המחט מאוזן הכח היחיד שפועל על המחט הוא כח אפקי מגנטי של הקוטב שמראה לנו את הצפון.

ברגע שאנחנו מתחילים לטוס מקו המשווה צפונה לדוגמא, כח המשיכה המגנטי האנכי של הצפון מתחיל להשפיע יותר מאשר הקוטב הדרומי. זאת אומרת, המחט נמשכת כלפי מטה. כתוצאה מכך מרכז הכובד של המחט נע דרומה. ככל שנתקרב לקוטב הצפוני, התופעה תלך ותחריף. אם נטוס ממש מעל הקוטב הצפוני המגנטי, המחט תצביע לכוון האדמה.




spacer.png, 0 kB