<<
>>

§ 6. Магнитный компас. Магнитные и компасные курсы и пеленги

На большинстве транспортных судов используется морской магнитный компас марки УКП-М, в комплект которого входят котелок с картушкой, пеленгатор и нактоуз.

Котелок (рис. 22) представляет собой латунный резервуар, разделенный на две сообщающиеся между собой камеры.

В верхней камере находится картушка компаса. Опорой для картушки служит латунная шпилька, верхний конец которой имеет форму керна, изготовленного из твердого сплава; шпилька ввинчивается в держащую


Рис. 22. Котелок компаса:

1 — основная камера; 2 — нижняя камера; 3 — свинцовый груз; 4

шпилька; 6 — курсовые нити

колонка; 5 — компасная

Рис. 24. Пеленгатор:

I — основание; 2 — откидное зеркало; 3 — предметная мишень; 4 — набор светофильтров; 5 — глазная мишень, призма

колонку, укрепленную на дне основной камеры. Нижняя камера является дополнительной; она предназначена для компенсации температурного изменения объема компасной жидкости. Котелок устанавливается в кардановом подвесе, позволяющем картушке компаса сохранять горизонтальное положение во время качки судна.

alt="" /> Картушка (рис. 23) является чувствительным элементом магнитного компаса. Она состоит из системы магнитных стрелок, прикрепленных к поплавку, и шести кронштейнов, на которых располагается слюдяной диск с наклеенным на него бумажным диском с делениями через 1°. В центральной части поплавка имеется сквозной вертикальный канал, переходящий в конусообразное расширение.

В канальное отверстие закладывается сверху агатовая топка, которой картушка опирается на компасную Пеленгатор (рис. 24) служит для пеленгования видимых ориентиров с целью определения места судна и решения других навигационных задач.

Нактоуз (рис. 25) предназначен для установки в нем котелка с пеленгатором, а также для расположения девиационного прибора, магнитов и «мягкого» железа.

Нактоузы судовых компасов изготовляются из специальных немагнитных сплавов. В верхнее основание нактоуза помещается котелок компаса с кардановым подвесом. В корпусе нактоуза находится полая латунная труба с двумя движущимися по ней каретками с магнитами-уничтожителями; внутри трубы располагается магнит на тросике для уничтожения крено- вой девиации. Сверху нактоуз закрывается защитным колпаком.

В настоящее время начато серийное производство магнитных компасов марки КМО-Т с оптическим устройством, проектирующим изображение шкалы картушки на зеркальный отражатель, находящийся перед рулевым (рис. 26).

С 1988 г. на судах Минморфло- та будут устанавливаться только магнитные компасы марки КМ 145-С четырех модификаций. В трех из них (КМ 145-С 1, КМ 145-С2 и КМ 145-СЗ) передача показаний рулевому выполнена на базе геометрической оптики (зеркал) подобно компасу КМО-Т. В модификации КМ 145-С4 для дистанционной передачи показаний используется стекловолокно. Последние две модификации имеют дополнительную электрическую передачу показаний.

Магнитный компас автономен и практически безотказен в работе. Однако и он имеет ряд недостатков: его показания необходимо всегда исправлять склонением и девиацией, величины и знаки которых меняются в зависимости от курса судна и его географического положения.

Элементы земного магнетизма. Пространство, в котором действуют магнитные силы Земли, называют магнитным полем Земли.

Принято считать, что магнитные силовые линии земного поля выходят из южного магнитного полюса и сходятся в северном, образуя замкнутые кривые. Положение магнитных полюсов не остается неизменным: координаты их медленно меняются, а сами магнитные полюсы перемещаются вокруг географических по сложным кривым. Магнитная ось Земли — прямая, соединяющая магнитные полюсы, проходит вне центра Земли и составляет с осью ее вращения угол примерно 11,5°. Сила магнитного поля Земли характеризуется вектором напряженности Т, который в любой точке земного магнитного поля направлен по касательным к силовым линиям. На рис. 27 сила земного магнетизма в точке А изображена по величине и направлению вектора AF= 1. Вертикальную плоскость NVAZF, в которой располагается вектор AF, а следовательно, и ось свободно подвешенной магнитной стрелки, называют плоскостью магнитного меридиана. Эта плоскость составляет с плоскостью истинного меридиана NHAZM угол РАН, который называется магнитным склонением и обо

значается буквой d. Магнитное склонение d отсчитывается от северной части истинного меридиана к востоку и западу от 0 до 180°; восточному магнитному склонению приписывают знак плюс, а западному — знак минус. Угол NMAF, образуемый вектором AF с плоскостью истинного горизонта N»AH, называют магнитным наклонением и обозначают буквой 0. Магнитное наклонение отсчитывается от плоскости истинного горизонта вниз от 0 до 90°; его считают положительным, если опущен северный конец магнитной стрелки, и отрицательным — если опущен южный ее конец.

Точки на земной поверхности, в которых вектор Т направлен горизонтально, образуют замкнутую линию, дважды пересекающую географический экватор и называемую магнитным экватором. Полную силу земного магнетизма — вектор Т — можно разложить на горизонтальную Н и вертикальную Z составляющие в плоскости магнитного меридиана. Тогда из рис. 27 получаем:

Н = Т cos 0, Z = Г sin 0, г=Н tg 0              (14)

Величины d, Н, Z и 0, определяющие магнитное поле Земли в данной точке, называют элементами земного магнетизма.

Их распределение по поверхности земного шара принято изображать на специальных картах в виде кривых линий, соединяющих точки с одинаковым значением того или иного элемента. Так, кривые равного магнитного склонения — изогоны — наносят на карты изогон (рис. 28); кривые равного магнитного напряжения — изодины, или изодинамы, и кривые равного магнитного наклонения — изоклины наносят соответственно на карты изодин и изоклин.

Магнитное склонение — наиболее важный элемент для судовождения, поэтому его, помимо специальных магнитных карт, указывают на навигационных морских картах, на которых записывают, например, так: «Скл. 16,5° W».

Все элементы земного магнетизма в любой точке земной поверхности подвержены изменениям, носящим название вариаций. Такие вариации делятся на периодические и непериодические, или возмущения. К первым относятся вековые, годовые (сезонные) и суточные изменения. Из них суточные и годовые вариации невелики и для судовождения во внимание не принимаются. Вековые же вариации представляют собой сложное явление с периодом, равным нескольким столетиям. Величина векового изменения склонения колеблется в различных точках земной поверхности в пределах от 0 до 0,2—0,3° в год. Поэтому на МК. магнитное склонение приводится к определенному году с указанием величины годового увеличения или уменьшения. Чтобы привести склонение к году плавания, надо рассчитывать его изменение за истекшее время и на полученную поправку увеличить либо уменьшить ту величину склонения, которая указана на карте в районе плавания.

Пример 13. Плавание происходит в 1988 г Склонение компаса, снятое с карты, d= 11,5° Е, приведено к 1982 г Годовое увеличение склонения 5' Привести склонение к 1988 г

Решение Промежуток времени с 1982 г равен 6 годам, изменение Ad = 6Х X 5' = 30' = 0,5° Склонение компаса в 1988 г d = 11,5° + 0,5° = 12,0° Е

Рис. 28. Карта изогон

Внезапные кратковременные изменения элементов земного магнетизма (возмущения) называют магнитными бурями, возникновение которых обусловлено северными сияниями и количеством пятен на Солнце.

При этом наблюдаются изменения склонения в умеренных широтах до 7°, а в полярных областях до 50°.

В некоторых районах земной поверхности склонение резко отличается по величине и знаку от его значений в прилегающих точках. Это явление носит название магнитной аномалии. На МК указывают границы районов магнитной аномалии. При плавании в таких районах необходимо внимательно следить за работой магнитного компаса, так как точность его работы нарушается.

Магнитные курсы и пеленги. Направления в море возможно определять не только относительно истинного меридиана, но также и относительно магнитного.

Изобразим на плоскости истинного горизонта наблюдателя два меридиана (рис. 29): истинный jV„ и магнитный *VM, направление ДП, ОК и направление с судна на береговой ориентир ОМ. Тогда на этом рисунке N„OK — истинный курс судна, а угол NKOM — истинный пеленг. По аналогии считают, что угол NMOK — магнитный курс (МК), а угол N„OM — магнитный пеленг предмета М. Таким образом, магнитным курсом судна называют угол при центре компаса, отсчитываемый от северной части магнитного меридиана до направления носовой части ДП судна по часовой стрелке от 0 до 360°. Точно так же магнитным пеленгом предмета называют угол при центре компаса, отсчитываемый от северной части магнитного меридиана до направления на предмет по часовой стрелке от 0 до 360°.

Истинные курсы и пеленги связаны с магнитными следующими алгебраическими выражениями:

ИК = МК + d\ МК = ИК — d; d = ИК — МК; \

ИП = МП + d\ МП = ИП — d\ d = ИП — МП. I              (15)

Пример 14. ИК = 355°, d— 12,5° W. Рассчитать МК.

Решение. И К = 355°

d= 12,5°

МК = 367,6° = 7,5°

Пример 15. МП = 123°, d = 7,5° Е. Рассчитать ИП.

Решение. \ МП = 123°

+ d= 7,5°

ИП = 130,5°.

Судовой магнетизм. Стальной набор корпуса судна, обшивка приобретают магнитные свойства с момента постройки. В магнитном поле Земли все продольные, поперечные и вертикальные связи судна намагничиваются неодинаково.

Кроме этого, судовое железо в магнитном отношении принято делить на «твердое» и «мягкое». Первое обладает свойствами постоянных магнитов. Постоянный магнетизм, приобретенный судном во время постройки, сохраняется годами. Мягкое в магнитном отношении судовое железо не «задерживает» магнитное состояние надолго; оно обладает индуктивным магнетизмом, зависящим от положения корпуса судна относительно магнит-

ного меридиана. Таким образом, на магнитную стрелку компаса, установленного на судне, оказывают влияние магнитные силы твердого и мягкого в магнитном отношении железа, причем действие их различно. Кроме того, в результате действия магнитных сил, возникающих от магнитного поля, создаваемого различными работающими судовыми агрегатами, контурами с током, стрелка компаса отклоняется от магнитного меридиана.

Вертикальную плоскость, проходящую через полюсы магнитной стрелки компаса на судне, имеющей свободное вращение вокруг вертикальной оси, называют плоскостью компасного меридиана в данной точке судна. Таким образом, компасный меридиан — это воображаемая линия пересечения плоскости истинного горизонта наблюдателя с плоскостью компасного меридиана, проходящего через данную точку на судне. Угол в плоскости истинного горизонта наблюдателя между магнитным и компасным меридианами называют девиацией магнитного компаса (рис. 30). Этот угол отсчитывают от северной части магнитного меридиана к W или к Е от 0 до 180°.

Таблица 2

кк

8

КК

8

КК

8

КК

8

+ 2,3°

100°

-3,3°

о

О

00

— 1,7°

280°

+ 4,5°

10

+ 1,7

110

— 3,7

190

— 0,7

290

+ 4,3

20

+ 1,3

120

— 4,0

200

+ 0,3

300

+ 4,0

30

+ 1,0

130

-4,3

210

+ 1,3

310

+ 3,7

40

+ 0,5

140

— 4,0

220

+ 2,0

320

+ 3,5

50

0,0

150

-3,7

230

+ 2,7

330

+ 3,0

60

-0,7

160

— 3,3

240

+ 3,5

340

+ 2,7

70

— 1,5

170

-2,5

250

+ 4,0

350

+ 2,5

80

-2,0

180

- 1,7

260

+ 4,3

360

+ 2,3

90

-2,7

270

+ 4,5

Девиацию называют восточной, если северная часть компасного меридиана отклоняется от северной части магнитного меридиана к востоку; если же северная часть компасного меридиана отклоняется от северной части магнитного меридиана к западу, тогда девиацию называют западной. Восточной девиации приписывают знак плюс, западной — знак минус.

Значительная по величине девиация магнитного компаса создает большие неудобства в практической работе. Поэтому на судах уничтожают девиацию путем искусственного создания в центре компаса сил, одинаковых по характеру, равных по величине и противоположных по направлению силам, вызывающим девиацию. Уничтожение девиации магнитного компаса на судне — трудоемкая работа, выполняемая обычно специалистами-девиаторами. После уничтожения девиации у судовых компасов определяют остаточную девиацию, которая обычно не превышает 2—3°. Ее находят из наблюдений на восьми равноотстоящих главных и четвертных курсах, а далее по специальным формулам рассчитывают ее значения для компасных курсов через 10 или 15° (табл. 2).

Существует много способов определения девиации из наблюдений: по пеленгам небесных светил; по пеленгам отдаленного предмета; по взаимным пеленгам; по створам. Последний способ является наиболее простым и точным. Сущность способа заключается в следующем. Следуя одним из компасных курсов по магнитному компасу, пересекают линию створных знаков, магнитное направление которых известно. В момент пересечения створов отмечают компасный пеленг таковых и, таким образом, получают возможность определить значение девиации для данного компасного курса. Точно так же поступают, пересекая створ на другом компасном курсе. Делая так нужное число раз, значение девиации в каждом случае определяют по формуле

6=МП,-КП„              (16)

Физическую сущность того, что девиация имеет различные значения для каждого компасного курса, понять нетрудно, вспомнив тот факт, что магнитное поле судна будет различным в зависимости от расположения его корпуса относительно силовых линий магнитного поля Земли, т. е. от курса судна.

Правилами технической эксплуатации предусмотрено уничтожение девиации и определение остаточной девиации магнитного компаса не реже одного раза в полгода. Если же на судне производились ремонтные работы с применением электросварки или осуществлялась погрузка грузов, изменяющих магнитное состояние судна (металлические конструкции, трубы, рельсы и т. п.), тогда девиаци- онные работы необходимо производить вне зависимости от срока предыдущих работ. В этих случаях при выдаче капитану плана-задания на рейс следует учесть время, необходимое для уничтожения и определения девиации компаса. Обычно на девиационные работы требуется от 2 до 4 ч. Судно приводят в походное состояние, трюмы закрывают, грузовые стрелы укладывают по-походному, палубный

груз принайтовывают, а затем выходят на рейд, оборудованный специальными створами, и девиатор производит все работы по уничтожению и определению остаточной девиации.

Компасные курсы и пеленги. Направления в море возможно определять не только относительно истинного или магнитного меридиана, но также и относительно компасного.

Изобразим на плоскости истинного горизонта наблюдателя три меридиана (см. рис. 30): истинный N„, магнитный NM и компасный jVk; направление ДП судна ОК и направление с судна на береговой ориентир ОМ. Тогда на этом рисунке: угол NKOK — истинный курс судна, угол NMOK — магнитный курс судна и угол NKOK — компасный              курс              судна; угол              NKOM — истинный пеленг предмета              М,

угол              NMOM — магнитный              пеленг предмета М и угол NKOM — ком

пасный пеленг предмета М. Итак, компасным курсом судна называют угол при центре компаса, отсчитываемый от северной части компасного меридиана до направления носовой части ДП судна по часовой стрелке от 0 до 360°. Аналогично компасным пеленгом предмета называют угол при центре компаса, отсчитываемый от северной части компасного меридиана до направления на предмет по часовой стрелке от 0 до 360°.

Магнитные курсы и пеленги связаны с компасными следующими алгебраическими соотношениями:

МК = КК + б;              КК = МК — б, б=МК-КК;              ,т

МП=КП+6;              КП = МП — 6; б = МП - КП.              '•иgt;

Пример 16. КК = 357°, б =¦ 7° Е. Рассчитать МК.

Решение. . КК = 357° б = +7°

МК= 364° 360°

МК= 4°

Пример 17. МП = 357°, КП = 369°. Рассчитать б.

Решение.              МП = 357°

КП = 359°

б = — 2°

Как видно, совместное действие сил земного и судового магнетизма приводит к тому, что магнитная стрелка отклоняется от истинного меридиана на некоторый суммарный угол, называемый поправкой магнитного компаса и обозначаемый ДМК. По аналогии со склонением и девиацией поправку компаса называют восточной, приписывая ей знак плюс, либо западной (знак минус), в зависимости от того, к востоку или к западу отклонена северная часть компасного меридиана от северной части меридиана истинного.

Поправка компаса ДМК, магнитное склонение d и девиация 6 связаны следующим алгебраическим соотношением:

ДМК = d + 6; d = ДМК — б; б = АМК - d.              (18)

Пример 18. d = 10,5° Е, 6 = 3,5° W. Рассчитать ЛМК.

Решение. . d = + 10,5° т S= -3,5°

ДМК= +7,0°

Пример 19. ДМК = 1,5° Е, d = 6° Е. Рассчитать 6.

Решение. ДМК = +1,5°

_ d = +6,0° = —4,5°

<< | >>
Источник: Ермолаев Г.Г., Зотеев Е.С.. Основы морского судовождения. 1988

Еще по теме § 6. Магнитный компас. Магнитные и компасные курсы и пеленги:

  1. § 5. Гироскопические компасы. Гироскопические курсы и пеленги
  2. М. С. Померанц МАГИЯ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
  3. § 4. Системы деления горизонта. Истинные курсы и пеленги. Указатели направлений
  4. § 7. Перевод и исправление курсов и пеленгов
  5. Вексельные и валютные курсы
  6. Духовные училища и пастырские курсы
  7. Валютные курсы свободных и „блокиров анных" валют
  8. Валютные курсы в условиях бумажно-денежного обращения *
  9. Приложение 10. Учебные курсы подготовки в области анализа и оценки
  10. Когда Вы начали работать в Красноярском университете? Какие курсы читали? По какой тематике проводили социологические исследования?
  11. § 33. Визуальные наблюдения земных ориентиров