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类磁场的大小由航向、直升机的姿态以及地理位置决定。
直升机上有大量的磁性材料，一些是硬铁材料，具有永久磁铁的特性，另一些
是软铁材料，可以被感应出磁性，但是当感应磁场移开后，它的磁性也消失。
3. 罗差
直升机本身的磁场对罗盘的影响使得罗盘指针的指向略微的偏离磁北极；实际
的磁北与罗盘所指示的北极之间的差别被称为罗差。
4. 符号的规定
从磁北的指向顺时针计算的罗差规定角为‘正值+’或者称为‘向东’，从磁北
的指向逆时针计算的罗差规定为‘负值-’或者称为‘向西’。
磁差是从真北到磁北的角度，罗差是从磁北到罗盘北极的角度。
如图7.4-4 所示，直升机上的罗盘读数为104 度，也就是从罗盘北极顺时针到
直升机航向之间是104 度；图中的偏移角是+5 度，或称为向东5 度；直升机的磁航
向即为罗盘读数加上偏移角104+5=109 度。
图7.4-4 直升机的磁航向
罗航向罗差磁航向磁差真航向
104° +5°E 109° -9°W 100°
304° -4°W 300° +10°E 310°
上表给出了如何从罗盘读数、磁差、罗差计算出真航向。
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5. 直升机磁场的影响
由直升机的磁性材料产生的磁场可以分解为3 个部分：（参照图7.4-5）
● 分量P 作用在前后方向（纵轴）
● 分量Q 作用在左右方向（横轴）
● 分量R 作用在上下方向（垂直轴）
图7.4-5 磁分量
如果这些分量吸引罗盘的指针向前、向右、向下，我们规定为‘正’，如果这些
分量吸引罗盘的指针向后、向左、向上，我们规定为‘负’。尽管硬铁材料产生的磁
场比较恒定，但是经过很长一段时间后它仍会发生改变，这样罗盘的罗差就改变了，
罗盘就需要重新校验找到新的罗差；罗盘校验的周期在直升机的手册中都有规定。
7.4.4 直读式罗盘
直读式磁罗盘是最先被引用到直升机上的导航飞行辅助装置，它的主要功用是
指示直升机相对地球磁方位的航向。不过在现代直升机上，使用更为精确的远读罗
盘系统、飞行指引系统提供直升机的方位参考，直读式罗盘只作为备用。
直读式罗盘的工作是以磁场的基本原理为基础，根据一个自由悬挂的磁铁与地
球的磁场的相互作用提供指示。
直读式罗盘
直读式罗盘是一个自主式的部件，不需要其他外部的传感器，也不需要电源，
在现代直升机上一般作为备用仪表。
除了前面提到的下倾角对罗盘的读数造成困难外，还有几个其他的外力会对罗
盘造成误差，比如机械误差、动态误差、偏移，这里简单的介绍一下。机械误差主
要是由仪表的构造造成的误差，
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前面讲到过为了克服下倾角对读数的影响，我们把罗盘中的磁铁系统做成
垂摆型，磁铁的重心与它的支点不重合；而这一点又给罗盘带来另一个问题--动态
误差；
前面已经提过偏移了，它是由直升机本身的磁场造成的，是磁北极和罗盘北极之间
的夹角；需要注意的是它的正负号的规定。
7.4.5 远读式罗盘和陀螺磁罗盘
1. 远读式罗盘
直读式罗盘只能放在飞行员可以很容易看到的地方，而不能随意选择一个受直
升机磁场干扰较小的地方。
如果我们使用一种远读式罗盘，那我们就可以将指示部分安装在容易看到的地
方，将探测部分安装在受直升机磁场干扰较小的地方，比如翼尖、尾鳍；指示部分
主要就是一个罗盘卡，它受一个同步或不同步的电气机构控制；控制信号来自探测
部分；探测部分由线圈环组成，探测地球的磁场，把这个转化为控制罗盘卡转动的
信号；探测装置也需要象直读式罗盘一样被校准；后面介绍的磁流阀就是一个探测
器。
2. 陀螺磁罗盘
现代的磁罗盘系统尽管不可避免转弯误差和加速误差，不过在长时间的稳定飞
行中确实能提供很准确的航向信息；而一个方位陀螺并不受直升机的姿态移动的影
响，不过它在长时间的飞行中会有漂移的问题。
如果我们能够把磁罗盘和方位陀螺结合起来就能做出一个更准确的系统。我们
称它为陀螺磁罗盘。
陀螺磁罗盘比较陀螺与磁探测器（磁流阀）的输出，它们的误差信号用来带动
陀螺的进动马达，使陀螺能够修正它的漂移误差。基本的陀螺磁罗盘的方块图参照
图7.4-6。
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图7.4-6 基本的陀螺磁罗盘的方块图
陀螺磁罗盘系统的具体工作这里就不作介绍了，这里简单的介绍一下两个探测
部件磁流阀和方位陀螺的简单原理。
3. 磁流阀
磁流阀是用来探测地球磁场的方向与直升机前后轴之间的相对位置，它的大致
结构如图7.4-7。
图7.4-7 磁流阀结构
整个探测机构是被悬挂在一个密封的盒子里的，当直升机的姿态改变是，感应
元件一直保持水平，当直升机转弯时，感应元件随直升机转，这样就相当于它在地
球的磁场里转动，从而输出信号。
4. 方位陀螺(参照图7.4-8)
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图7.4-8 方位陀螺
方位陀螺是一个三自由度陀螺，根据陀螺的原理，当直升机的航向改变时，陀
螺的外框可以绕垂直轴自由转动，从而保持陀螺的旋转轴的空间位置；那么陀螺的
外框和固定外壳之间的相对移动就可以反应出直升机的航向。
在图中可以看到陀螺的旋转轴是被一个外框上的力矩马达控制而保持旋转轴水
平的，而马达的信号来自内框上的一个重力液体水平开关。当液体开关探测到旋转
轴不水平时，它会接通力矩马达的电路，根据陀螺的进动特性，当力矩马达在外框
施力矩时，内框会发生进动，从而使陀螺的旋转轴回到水平位置。
第7.5 节自动飞行
7.5.1 自动飞行控制系统（AFCS）的组成和基本功能
1. 自动飞行控制系统（AFCS）的组成
目前许多现代直升机都装有自动飞行控制系统（AFCS）。一般自动飞行控制系统
包括：自动驾驶仪（A/P）、飞行指引系统（F/D）、自动配平系统。另外，最新一代
直升机甚至还装有飞行管理系统（FMS），该系统的输出信号加到自动飞行控制系统，
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直升机全方位讲述2(7)
