Девиация магнитного компаса. Исправление и перевод румбов, навигационные приборы, основы гидрометеорологии управлять катером, управление лодкой, управление маломерным судном. Магнитные и компасные курсы и пеленги, судовой магнетизм Влияние железного груза

Содержание статьи

КОМПАС, прибор для определения горизонтальных направлений на местности. Применяется для определения направления, в котором движется морское, воздушное судно, наземное транспортное средство; направления, в котором идет пешеход; направления на некоторый объект или ориентир. Компасы подразделяются на два основных класса: магнитные компасы типа стрелочных, которыми пользуются топографы и туристы, и немагнитные, такие, как гирокомпас и радиокомпас.

Картушка компаса.

Для определения направлений в компасе имеется картушка (рис. 1) – круговая шкала с 360 делениями (соответствующими одному угловому градусу каждое), размеченными так, что отсчет ведется от нуля по часовой стрелке. Направлению на север (норд, N, или С) обычно соответствует 0° , на восток (ост, O, E, или В) – 90° , на юг (зюйд, S, или Ю) – 180° , на запад (вест, W, или З) – 270° . Это главные компасные румбы (страны света). Между ними расположены «четвертные» румбы: норд-ост, или С-В (45° ), зюйд-ост, или Ю-В (135° ), зюйд-вест, или Ю-З (225° ) и норд-вест, или С-З (315° ). Между главными и четвертными расположены 16 «основных» румбов, таких, как норд-норд-ост и норд-норд-вест (некогда было еще 16 румбов, таких, как «норд-тень-вест», называвшихся просто румбами).

МАГНИТНЫЙ КОМПАС

Принцип действия.

В приборе, указывающем направление, должно быть некое опорное направление, от которого отсчитывались бы все другие. В магнитном компасе таким направлением служит линия, соединяющая Северный и Южный полюса Земли. В этом направлении сам собой устанавливается магнитный стержень, если его подвесить так, чтобы он мог свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости. Дело в том, что в магнитном поле Земли на магнитный стержень действует вращающая пара сил, устанавливающая его в направлении магнитного поля. В магнитном компасе роль такого стержня играет намагниченная стрелка, которая при измерении сама устанавливается параллельно магнитному полю Земли.

Стрелочный компас.

Это самый распространенный вид магнитного компаса. Он часто применяется в карманном варианте. В стрелочном компасе (рис. 2) имеется тонкая магнитная стрелка, установленная свободно в своей средней точке на вертикальной оси, что позволяет ей поворачиваться в горизонтальной плоскости. Северный конец стрелки помечен, и соосно с ней закреплена картушка. При измерении компас необходимо держать в руке или установить на штативе так, чтобы плоскость вращения стрелки была строго горизонтальна. Тогда северный конец стрелки будет указывать на северный магнитный полюс Земли. Компас, приспособленный для топографов, представляет собой пеленгаторный прибор, т.е. прибор для измерения азимута. Он обычно снабжен зрительной трубой, которую поворачивают до совмещения с нужным объектом, чтобы затем считать по картушке азимут объекта.

Жидкостный компас.

Жидкостный компас, или компас с плавающей картушкой, – это самый точный и стабильный из всех магнитных компасов. Он часто применяется на морских судах и потому называется судовым. Конструкции такого компаса разнообразны; в типичном варианте он представляет собой наполненный жидкостью «котелок» (рис. 3), в котором на вертикальной оси закреплена алюминиевая картушка. По разные стороны от оси к картушке снизу прикреплены пара или две пары магнитов. В центре картушки имеется полый полусферический выступ – поплавок, ослабляющий нажим на опору оси (когда котелок наполнен компасной жидкостью). Ось картушки, пропущенная через центр поплавка, опирается на каменный подпятник, изготовляемый обычно из синтетического сапфира. Подпятник закреплен на неподвижном диске с «курсовой чертой». В нижней части котелка имеются два отверстия, через которые жидкость может переливаться в расширительную камеру, компенсируя изменения давления и температуры.

Картушка плавает на поверхности компасной жидкости. Жидкость, кроме того, успокаивает колебания картушки, вызываемые качкой. Вода не годится для судового компаса, так как она замерзает. Используется смесь 45% этилового спирта с 55% дистиллированной воды, смесь глицерина с дистиллированной водой либо высокочистый нефтяной дистиллят.

Котелок компаса отлит из бронзы и снабжен стеклянным колпаком с уплотнением, исключающим возможность протечки. В верхней части котелка закреплено азимутное, или пеленгаторное, кольцо. Оно позволяет определять направление на различные объекты относительно курса судна. Котелок компаса закреплен в своем подвесе на внутреннем кольце универсального (карданного) шарнира, в котором он может свободно поворачиваться, сохраняя горизонтальное положение, в условиях качки.

Котелок компаса закрепляется так, что его специальная стрелка или метка, называемая курсовой, либо черная линия, называемая курсовой чертой, указывает на нос судна. При изменении курса судна картушка компаса удерживается на месте магнитами, неизменно сохраняющими свое направление север – юг. По смещению курсовой метки или черты относительно картушки можно контролировать изменения курса.

ПОПРАВКА КОМПАСА

Поправкой компаса называется отклонение его показаний от истинного норда (севера). Ее причины – девиация магнитной стрелки и магнитное склонение.

Девиация.

Компас показывает на т.н. компасный, а не на магнитный норд (северный магнитный полюс), и соответствующая угловая разность направлений называется девиацией. Она обусловлена наличием местных магнитных полей, налагающихся на магнитное поле Земли. Местное магнитное поле могут создавать корпус судна, груз, крупные массы железных руд, расположенные неподалеку от компаса, и другие объекты. Правильное направление получают, учитывая в показаниях компаса поправку на девиацию.

Судовой магнетизм.

Местные магнитные поля, создаваемые корпусом судна и охватываемые понятием судового магнетизма, делятся на переменные и постоянные. Переменный судовой магнетизм наводится в стальном корпусе судна магнитным полем Земли. Напряженность переменного судового магнетизма изменяется в зависимости от курса судна и от географической широты. Постоянный судовой магнетизм наводится в процессе постройки судна, когда под влиянием вибрации, вызываемой, например, операциями клепки, стальная обшивка становится постоянным магнитом. Напряженность и полярность (направление) постоянного судового магнетизма зависят от местоположения (широты) и ориентации корпуса судна в период его сборки. Постоянный магнетизм частично теряется после спуска судна на воду и после того, как оно побывает в бурном море. Кроме того, он несколько изменяется в процессе «старения» корпуса, но его изменения существенно уменьшаются после эксплуатации судна в течение года.

Судовой магнетизм можно разложить на три взаимно перпендикулярные компоненты: продольную (относительно судна), поперечную горизонтальную и поперечную вертикальную. Отклонения магнитной стрелки, обусловленные судовым магнетизмом, корректируют, помещая возле компаса постоянные магниты, параллельные этим компонентам.

Нактоуз.

Судовой компас обычно устанавливается в универсальном шарнире на специальной подставке, называемой нактоузом (рис. 4). Нактоуз жестко и надежно прикрепляется к палубе судна, обычно на средней линии последнего. На нактоузе устанавливаются также магниты, компенсирующие влияние судового магнетизма, и закрепляется защитный колпак для компаса с внутренним осветителем картушки. Ранее нактоуз выполнялся в виде резной фигуры из дерева, но на современных судах это просто цилиндрический стенд.

Магнитное склонение.

Магнитное склонение – это угловая разница между магнитным и истинным нордом, обусловленная тем, что магнитный северный полюс Земли смещен на 2100 км относительно истинного, географического.

Карта склонений.

Магнитное склонение изменяется по времени и от точки к точке на земной поверхности. В результате измерений магнитного поля Земли получены карты склонения, которые дают величину магнитного склонения и скорость его изменения в разных районах. Контуры нулевого магнитного склонения на таких картах, исходящие из северного магнитного полюса, называются агоническими линиями или агонами, а контуры равного магнитного склонения – изогоническими или изогонами.

Учет поправки компаса.

В настоящее время находит применение целый ряд разных способов учета поправки компаса. Все они одинаково хороши, а потому достаточно привести для примера лишь один, принятый в ВМС США. Девиации и магнитные склонения к востоку считаются положительными, а к западу – отрицательными. Вычисления производят по следующим формулам:

Магн. напр. = Комп. напр. + Девиация,

Комп. напр. = Магн. напр. + Склонение.

Магнитные компасы (МК) являются резервными и контролирующими курсоуказателями. В случае отказа гирокомпаса управление производится по магнитному компасу, а при исправном гирокомпасе надлежит каждый час сличать показания гирокомпаса с магнитным компасом для контроля правильности работы гирокомпаса.

Под действием магнитного поля Земли и магнитного поля судна картушка магнитного компаса устанавливается в плоскости компасного меридиана, положение которого отличается от положения плоскости истинного меридиана на величину поправки магнитного компаса. Эта поправка является суммой девиации МК и магнитного склонения.

Магнитное склонение d - это угол между плоскостями истинного и магнитного меридиана, его можно получить с карты, приводя к году плавания.
Девиация магнитного компаса - это угол между плоскостями магнитного и компасного меридиана.

Причиной появления девиации являются магнитное поле судна, которое искажает магнитное поле Земли. Судовые металлические конструкции по своим магнитным свойствам подразделяются на твердое и мягкое в магнитном отношении железа.

Под твердым судовым железом подразумеваются металлические конструкции судна, которые 1 раз намагнитившись в магнитном поле Земли, больше не перемагничиваются, т.е. их можно рассматривать как постоянные магниты.

Твердое судовое железо создает постоянное магнитное поле судна. Мягкое судовое железо обладает индуктивным магнетизмом, т.е. при изменении его положения относительно магнитного поля Земли происходит перемагничивание мягкого судового железа и это железо создает переменное магнитное поле судна, которое изменяется при изменении курса судна.

Таким образом, твердое и мягкое судовое железо создают девиацию магнитного компаса, которая выражается основной формулой девиации:

Анализ этой формулы показывает, что девиация имеет постоянную составляющую (девиацию), полукруговую девиацию, зависящую от курса судна и четвертную девиацию, которая зависит от удвоенного курса 2K.

Постоянная и четвертная девиации, соответственно с коэффициентами A, D, E возникают из-за мягкого судового железа. А полукруговая девиация с коэффициентами B и C вызывается твердым судовым железом.
Уничтожение постоянной и четвертной девиации производится мягким железом, из которого изготавливаются магнитные компенсаторы в виде шаров или цилиндров. Эти компенсаторы устанавливаются вблизи картушки магнитного компаса и создают переменное магнитное поле, которое компенсирует переменное магнитное поле судна.

Постоянную четвертную девиацию уничтожают по специальной методике девиаторы при установке МК на судне. Так как, четвертная и постоянная девиация мало изменяются, то их повторное уничтожение не производится. Полукруговая девиация возникает из-за твердого судового железа, создающего постоянное магнитное поле судна, поэтому ее уничтожение производится с помощью магнитов-уничтожителей, которые расположены в девиационном приборе магнитного компаса.
Так как полукруговая девиация вызывается продольной магнитной силой и поперечной силой, то имеется 2 пары магнитов-уничтожителей для компенсации данных сил.
Одна пара расположена в диаметральной плоскости судна (продольные магниты-уничтожители(для уничтожения силы)), а вторая пара - перпендикулярно диаметральной плоскости.

Поперечные магниты - уничтожители для уничтожения силы.

Положение магнитов-уничтожителей подбирается так, чтобы они компенсировали постоянное магнитное поле судна, т.е. силы и.

Полукруговая девиация является изменчивой и необходимо регулярное ее уничтожение в случае, если она изменяется больше, чем на 3 градуса. Рекомендуется проверять и уничтожать полукруговую девиацию ежегодно.

Для уничтожения полукруговой девиации применяют способ Эри. Он выполняется на 4 главных курсах.
Для уничтожения поперечной магнитной силы необходимо:
1) Лечь на магнитный курс 0 градусов.

2) Отметить по магнитному компасу девиацию на этом курсе и с помощью поперечных магнитов-уничтожителей довести эту девиацию до нуля.

3) Лечь на магнитный курс 180. Наблюдаемую девиацию по МК с помощью магнитов-уничтожителей девиацию уменьшить на половину. В этом случае магнитная сила уничтожена полностью.

4) Для уничтожения продольной силы необходимо лечь на магнитный курс 90 и с помощью продольных магнитов-уничтожителей довести наблюдаемую девиацию до 0.

5) Необходимо лечь на магнитный курс 270 и с помощью продольных магнитных магнитов-уничтожителей наблюдаемую девиацию уменьшить на половину. В этому случае сила уничтожена полностью.

На главные магнитные курсы можно ложится с помощью гирокомпаса, зная его поправку и магнитное склонение d.

Величина ГКК для заданного магнитного курса МК выбирается по формуле:

После уничтожения полукруговой девиации необходимо лечь на 8 главных и четвертных компасных курсов по магнитному компасу и определить величину остаточной девиации на каждом из курсов. На каждом компасном курсе замечают значение ГКК и значение девиации рассчитывается по формуле:

По полученным значениям девиации на 8 курсах, рассчитывают коэффициенты девиации A, B, C, D, E.

Затем по этим коэффициентам с помощью основной девиации рассчитывается таблица остаточной девиации с интервалом через 10 градусов курса.

Федеральное агентство по рыболовству
«БГАРФ» ФГБОУ ВО «КГТУ»
Калининградский морской рыбопромышленный колледж
ПМ.5 «Основы судовождения»
А.В. Щербина
Калининград
2016 год

=1=
ПМ 5. Основы судовождения Всего 32ч.
5.1. Форма и размеры Земли. Географические координаты. 4ч.
5.2. Единицы длины и скорости, принятые в судовождении 2ч.
5.3. Дальность видимого горизонта и дальность видимости предметов и
огней 2ч.
5.4. Системы деления горизонта
2ч.
5.5. Понятие о магнитн. поле Земли. Магнитные курсы и пеленги 6ч
5.6. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги,
исправление и перевод 4ч.
5.7. Технические средства судовождения
4ч.
5.8. Основы лоции. Навигационные опасности. Береговые и плавучие
средства навигационного оборудования 2ч.
5.9. Гидрометеорология. Гидрометеорологические приборы и
инструменты 4ч.
2

ПМ.5«Основы судовождения»
Лекция 3
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и
пеленги.
(магнитное поле Земли, магнитные полюса, магнитный меридиан, магнитное
склонение, обозначение магнитного склонения на морских навигационных картах,
изменение магнитного склонения, приведение склонения к году плавания,
магнитные аномалии и бури, магнитные курсы и пеленги, зависимость между
магнитными и истинными направлениями).
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги,
исправление и перевод.
(понятие о магнетизме судового железа, магнитное поле судна, компасный
меридиан, девиация магнитного компаса, понятие об уничтожении девиации,
определение остаточной девиации, таблицы девиации, компасные курсы и пеленги,
зависимость между компасными и магнитными направлениями, курсовые углы на
предметы и их применение, необходимость перехода от истинных направлений к
компасным и от компасных к истинным, зависимость между истинными и
компасными направлениями, общая поправка магнитного компаса, порядок
перехода от компасных к истинным направлениям (исправление) и от истинных
направлений к компасным (перевод).
…
3

ПМ.5«Основы судовождения»

Земной шар представляет собой магнит, окруженный собственным магнитным полем.
Магнитные полюса Земли находятся относительно недалеко от полюсов
географических, но не совпадают с ними. Согласно современным представлениям
физики, силовые линии магнитного поля Земли «выходят» из южного (Psм)
магнитного полюса и «входят» в северный (Pnм).
Для решения большинства навигационных задач необходимо,
и как можно точнее, определять направление на
Северный географический полюс Земли.
С древних времён для этого применялся свободно
подвешенный намагниченный кусочек железа, имеющий
продолговатую форму - прообраз магнитных компасов.
Но у магнитных компасов имеется существенный недостаток –
они показывают направления не на северный
географический полюс, а на северный магнитный.
И - не совсем точно.
Однако неточности магнитных компасов подчиняются
определённым закономерностям, которые уже хорошо
известны. Зная эти закономерности, и имея неточное
направление на север, указанное таким компасом (компасный
норд), возможно достаточно точно определить направление на
северный географический полюс (истинный норд).
…
4

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.
(магнитное поле Земли, магнитные полюса, магнитный меридиан).
Cтрелка магнитного компаса стремится расположиться вдоль этих силовых линий. Но
стрелка – практически прямая, а силовые линии – приближенные к эллиптической
форме кривые. Поэтому стрелка располагается почти по касательной к силовой
линии.
Строго по касательной располагается вектор
напряженности магнитного поля (Т), который является
его физической характеристикой. Этот вектор можно
разложить на вертикальную (Z) и горизонтальную (H)
составляющие. Горизонтальная ориентирует стрелку
компаса вдоль силовой линии, «заставляя» показывать на
север, а вертикальная – наклоняет стрелку
относительно плоскости горизонта, почему она и
располагается не строго горизонтально, а почти по
касательной к силовой линии.
…
5

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.
(магнитное поле Земли, магнитные полюса, магнитный меридиан).
Величины T, Z, H, I, d называются элементами земного магнетизма.
Между ними существуют следующие геометрические зависимости:
Н = T cos I ; Z = T sin I.
Угол, на который отклонён вектор магнитной напряжённости по отношению к плоскости
истинного горизонта, характеризует (но не определяет) магнитное наклонение (I). Так как и
стрелка компаса, и вектор напряженности практически располагаются по касательной к силовой
линии, существует определение магнитного наклонения, которое вытекает из элементарных
законов геометрии – магнитное наклонение – вертикальный угол между осью свободно
подвешенной магнитной стрелки и плоскостью истинного горизонта.
Для лучшего запоминания – магнитное наклонение – это то, что заставляет стрелку
наклоняться к земле.
…
6

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.
(магнитное поле Земли, магнитные полюса, магнитный меридиан, магнитное склонение,).
Вертикальная плоскость, проходящая через силовую линию магнитного поля (а, значит, и через
магнитную стрелку) называется в навигации плоскостью магнитного меридиана. Плоскость
магнитного меридиана пересекает поверхность земного шара. В результате этого пересечения
получается замкнутая кривая, близкая к окружности. Эта кривая – магнитный меридиан
наблюдателя.
Для удобства при решении навигационных задач принято другое, более компактное определение:
магнитный меридиан – след от пересечения плоскости истинного горизонта плоскостью магнитного
меридиана.
Но в разных, расположенных даже довольно близко, точках Земли оказывается (при точных замерах), что
магнитная стрелка показывает не одно и то же направление – на магнитный полюс. Такое природное явление
обусловлено тем, что в разных точках Земли магнитное поле испытывает разнообразные влияния и, как
следствие, имеет неоднородные характеристики.
Величина указанных отклонений в навигации «привязывается» к плоскости истинного меридиана
и называется магнитным склонением.
7
…

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.
(магнитный меридиан, магнитное склонение).
Определение магнитного склонения:
магнитное склонение (обозначается – d) – это угол между северными частями магнитного (Nм) и истинного
(Nи) меридианов наблюдателя; или – горизонтальный угол на плоскости истинного горизонта,
образованный пересечением этой плоскости плоскостями магнитного и истинного
меридианов наблюдателя.
Магнитное склонение отсчитывается от северной части истинного меридиана (Nи) к востоку (к Е) или к
западу (к W) от 0º до 180 º.
Если магнитный меридиан отклонён от истинного к востоку, то склонение называется восточным
и ему присваивается знак «плюс» (+), если же магнитный меридиан отклоняется от истинного
к западу, тогда склонение – западное, и ему присваивается знак «минус» (–).
Магнитное склонение Е (восточное)
Магнитное склонение W (западное)
Значения магнитного склонения в различных точках земли различно и колеблется в умеренных широтах от 0º до
≈ 25º. В высоких широтах магнитное склонение достигает значений в десятки градусов, а если измерить его,
находясь между северным магнитным и северным географическим полюсами, то оно составит 180º (так же и с
«парой» южных полюсов).
8
…

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.

навигационных картах).
Для осуществления измерений элементов земного магнетизма (из которых важнейшим является магнитное
склонение d), используются научно-исследовательские суда.
На основании их измерений составляются карты магнитных склонений, которые называют – изогоническими.
На этих картах нанесены кривые линии, которые соединяют точки с одинаковыми значениями магнитных
склонений. Эти линии принято называть изогонами.

Менее употребительны линии, соединяющие точки с одинаковым магнитным наклонением (не путать со
склонением!) –изоклины. Нулевая изоклина (соединяет точки с нулевым магнитным наклонением)
называется магнитным экватором.

Вблизи магнитных полюсов магнитное наклонение(не путать со склонением!) принимает значение 90º. Это
значит, что стрелка стремится принять вертикальное положение. Такая стрелка хороша, как отвес, но
никуда не годится, как определитель направлений в море. На экваторе же стрелка чувствует себя
вольготно, располагаясь практически горизонтально. (магнитное наклонение равно нулю!).
Отсюда правило: лучше всего магнитный компас работает в
районе магнитного экватора (и, грубо говоря,
географического тоже, если нет аномалии), и совсем
неприменим в непосредственной близости от магнитных
полюсов (но в высоких широтах его применяют).
Карты, на которых приводятся значения магнитного наклонения,
называются изоклиническими.
Также установлено, что в одном и том же месте величина
магнитного склонения с течением времени изменяется (как
изменяется и местоположение магнитных полюсов Земли –
дрейф магнитных полюсов).
…
9

10.

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.
(магнитный меридиан, магнитное склонение, обозначение магнитного склонения на морских
навигационных картах).
карты магнитных склонений называют – изогоническими.
На этих картах нанесены кривые линии, которые соединяют точки с одинаковыми значениями магнитных склонений.
Эти линии называют изогонами.
Изогона, соединяющая точки с нулевым склонением носит название агоны.
линии, соединяющие точки с одинаковым магнитным наклонением (не путать со склонением!) –изоклины.
Нулевая изоклина (соединяет точки с нулевым магнитным наклонением) наз. магнитным экватором.
Магнитный экватор – неправильная кривая, пересекающая географический экватор в двух точках.
Вблизи магнитных полюсов магнитное наклонение(не путать со склонением!) принимает значение 90º.
На экваторе же стрелка располагается практически горизонтально. (магнитное наклонение равно нулю!).
лучше всего магнитный компас работает
в районе магнитного экватора (и, грубо
говоря, географического тоже, если нет
аномалии), и неприменим в
непосредственной близости от
магнитных полюсов.
Карты, на которых приводятся значения
магнитного наклонения,
называются изоклиническими.
В одном и том же месте величина
магнитного склонения с течением
времени изменяется (как изменяется и
местоположение магнитных полюсов Земли –
дрейф магнитных полюсов).
…
10

11.

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.
(обозначение магнитного склонения на морских навигационных картах, изменение магнитного
склонения, приведение склонения к году плавания, магнитные аномалии и бури).
Независимо от наименования магнитное склонение (d) увеличивается или уменьшается по своей
абсолютной величине.
Описанная процедура производится ещё на этапе предварительной прокладки маршрута перехода и
обязательно – на каждой используемой карте.
Cклонение в разных точках земной поверхности – разное. И оно зачастую разное на разных участках
морской карты. Так оно и указывается – различное– в нескольких местах карты (вместе с
соответствующим годовым изменением). Необходимо осуществить приведение склонения
к году плавания на каждом таком участке!
Говоря о земном магнетизме, нельзя не
затронуть такое явление, как магнитные
аномалии. Они возникают в местах, где
имеются крупные залежи пород, обладающим
своим собственным магнитным полем. Такое
поле, как бы складываясь с магнитным полем
Земли, вызывает изменения параметров
последнего. Магнитные аномалии указаны на
картах специальными линиями. Так же
указывается и величина наибольших
изменений магнитного склонения.
Пользоваться в таких районах магнитными
компасами нежелательно, потому что их
показания здесь не имеют практического
значения.
…
11

12.

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.
(приведение склонения к году плавания).
Для удобства величина магнитного склонения на навигационных картах указывается не в виде изогон, а цифрами
только для отдельных точек земной поверхности. В заголовке карты указывается величина годового изменения
склонения и год, к которому отнесены помещенные сведения о магнитном склонении. Так как навигационные
карты издаются периодически, то судоводитель должен учитывать изменение склонения, указанное на карте, за
число лет, прошедших с момента издания карты до года плавания. Расчет по приведению склонения к году
плавания выполняется по формуле
Где d - искомое склонение для года плавания;
d0 - склонение, указанное на карте;
Ad - величина годового изменения склонения со знаком плюс при увеличении и минус при уменьшении;
п - число лет, прошедших от момента, к которому отнесено склонение, указанное на карте, до года плавания.
В данной формуле перед п требуется учитывать знак склонения (+ Оst и - W).
Пример 1. Склонение, указанное на карте, 3°,1 Оst приведено к 2007 г. Годовое уменьшение 0°, 2. Плавание
совершается в 2017. г. Привести склонение к году плавания.
Решение. Подставляя заданные величины в формулу (8), получаем
d(2017) = + 3°,1 + 10 (-0°,2) = + 1°,1
Для удобства работы на карте полезно рассчитанные значения склонения, приведенные к году плавания,
выписать на полях карты таким образом, чтобы они оказались на воображаемых линиях изогон, проходящих
через те точки карты, где склонение указано, а с перемещением судна от одной изогоны к другой величину
склонения следует учитывать пропорционально пройденному расстоянию путем интерполирования.
…
12

13.

ПМ.5«Основы судовождения»
1. Понятие о магнитном поле Земли. Магнитные курсы и пеленги.
(магнитные курсы и пеленги, зависимость между магнитными и истинными направлениями).
Магнитные направления – это направления, измеряемые относительно магнитного
меридиана. К ним относятся: магнитный курс (МК) и магнитный пеленг (МП)

отсчитываемый от N части магнитного меридиана
по часовой стрелке до линии курса,
называется магнитным курсом (МК).
Угол в плоскости истинного горизонта,
отсчитываемый от N части: магнитного меридиана
по часовой стрелке до направления на предмет,
называется магнитным пеленгом (МП).
Магнитные курсы и пеленги могут быть в пределах
от 0 до 360°.
зависимость между магнитными и истинными
направлениями:
ИК=МК +d, ИП = МП + d, МК =ИК -d,
МП=ИП -d, d= ИК - МК= ИП - МП
Зная магнитный курс и курсовой угол предмета,
можно найти магнитный пеленг предмета:
МП = МК + КУ пр/б или МП = МК - КУ л/б.
Заменяя наименования КУ знаками, получим МП =
МК+ (± КУ) а при круговом счете курсовых
углов МП = МК + КУ.
…
13

14.

ПМ.5«Основы судовождения»

перевод.

компаса).
необходимо знать ещё об одной характеристике, применяющейся в работе с морскими
магнитными компасами. Её название – девиация (обозначается δ– «дельта»).
Она возникает в результате того, что металлические
детали судна, на котором установлен компас, с течением
времени намагничиваются (то есть сами становятся
магнитами, обладающими собственными полями).
Магнитные поля деталей судна вступают во
взаимодействие с магнитным полем Земли и в результате
вокруг каждого судна создаётся суммарное поле,
отличающееся своими характеристиками от магнитного
поля Земли в какой-либо её точке.
Следовательно, стрелки компасов устанавливаются не по
линии вектора напряженности магнитного поля Земли, а по
линии равнодействующей (образно говоря – суммарной)
напряженности обоих полей (Земли и судна).
Это значит, что, кроме магнитного склонения, появляется
ещё одна «поправочка», мешающая нам получить
направление на истинный (географический) северный полюс.
Эта «поправочка» и есть девиация.
…
14

15.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.
(компасный меридиан, девиация магнитного компаса).
Дадим более строгое определение девиации. Но сначала нам нужно ввести ещё одно понятие.
Это понятие компасного меридиана.
Его плоскость проходит вертикально через центр Земли и ось свободно подвешенной магнитной стрелки.
Поэтому: компасный меридиан – это след от пересечения плоскости истинного горизонта плоскостью
компасного меридиана
Тогда: девиация магнитного компаса – это
горизонтальный угол между плоскостью
магнитного и плоскостью компасного
меридианов.
Девиация отсчитывается от северной
части магнитного меридиана(в отличие от
склонения, отсчитываемого от меридиана
истинного) в восточную (к Е) или западную (к
W) стороны. Соответственно восточная (к
Е) девиация имеет знак «плюс» (+), а
западная (к W) – «минус» (–).
Важно понять и запомнить! При
изменении курса судна изменяется
и значение девиации.
…
15

16.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.

сотрясения.
Во всех таких случаях нужно заново определять девиацию и составлять её таблицу. Зная девиацию,
можно вычислить направления относительно магнитного меридиана, используя компасные
направления.
16
…

17.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.
(девиация магнитного компаса, понятие об уничтожении девиации).
Уничтожение девиации компаса на судне - трудоемкая работа, обычно выполняемая специалистами-девиаторами, а
иногда и судоводителями.
После уничтожения девиации у судовых магнитных компасов определяют остаточную девиацию, которая обычно не
превышает 2-3°. Ее находят из наблюдений на восьми равноотстоящих главных и четвертных курсах.
Для определения остаточной девиации компасов существует несколько способов. Чаще всего ее определяют по
створам, пеленгу отдаленного предмета; взаимным пеленгам; пеленгам небесных светил.
Простой и наиболее точный способ - это определение девиации по створам. Для этого, следуя одним из курсов,
пересекают линию створных знаков, магнитное направление которых известно. В момент пересечения створов, по
магнитному компасу замечают компасный пеленг створов.
Девиация на данном курсе определится из соотношений:
б = ОМП - ОКП; б = МП -КП,
где ОМП - отсчет магнитного пеленга; ОКП - отсчет компасного
пеленга. Определив остаточную девиацию, по специальным формулам вычисляют таблицу девиации для
компасных курсов через 15 или 10° .
Правилами технической эксплуатации предусмотрено уничтожение девиации магнитного компаса не реже раза в шесть
месяцев. Если на судне производились ремонтные работы с применением электросварки, а также после погрузки
грузов, изменяющих магнитное состояние судна (металлические конструкции, трубы, рельсы и т. п.), необходимо
дополнительно уничтожить девиацию. В этих случаях при выдаче капитану плана-задания на рейс следует учитывать
время, необходимое для уничтожения и определения девиации компаса. Обычно на девиационные работы требуется
2-4 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 девиации.
17
…

18.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.
(понятие об уничтожении девиации, определение остаточной девиации, таблицы девиации).
…
18

19.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.

Плоскость компасного меридиана – вертикальная плоскость, проходящая через стрелку магнитного компаса,
установленного на судне и перпендикулярная плоскости истинного горизонта наблюдателя.
Компасный меридиан (NК – SК) – линия пересечения плоскости компасного меридиана с плоскостью истинного
горизонта наблюдателя.
Девиация магнитного компаса – угол в плоскости истинного горизонта наблюдателя между северными частями
магнитного и компасного меридианов
(обозначается символом – δ – «дельта»).
Девиация магнитного компаса (δ)отсчитывается
от северной части магнитного меридиана к Е или к W
от 0° до 180°.
При вычислениях восточную (Е) девиацию принято
считать положительной («+»), а западную (W) –
отрицательной («–»).
…
19

20.

21.

22.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.
(компасные курсы и пеленги, зависимость между компасными и магнитными направлениями, курсовые углы на
предметы и их применение, необходимость перехода от истинных направлений к компасным и от
компасных к истинным, зависимость между истинными и компасными направлениями, общая поправка
магнитного компаса, порядок перехода от компасных к истинным направлениям (исправление) и от
истинных направлений к компасным (перевод).
Поправка магнитного компаса – это горизонтальный угол в плоскости истинного горизонта наблюдателя
между северной частью истинного и северной частью компасного (по магнитному компасу) меридианов.
Обозначается как ΔМК. Пределы ее измерения (изменения) от 0° до 180°.
Если компасный меридиан магнитного компаса (NKмк) отклонен к востоку (к Е) от истинного меридиана (NИ),
то поправка магнитного компаса (ΔМК) считается положительной и при вычислениях ей придается знак «+».
Если компасный меридиан магнитного компаса (NKмк) отклонен к западу (к W) от истинного меридиана (NИ), то
поправка магнитного компаса (ΔМК) считается отрицательной и при вычислениях ей придается знак «–».
…
22

23.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.

компасным (перевод).

курсов и пеленгов (румбов).
КК (или КП)

+
Всегда «плюс»
δ
Выбирается из таблицы остаточной
девиации по значению КК.
=
МК
Магнитный курс
+
Всегда «плюс»
d
Выбирается с карты, приводится к году
плавания.
=
Формулы исправления румбов:
! Склонение d и девиация δ
используются во всех
навигационных
Формулах со своими знаками(+ Е)
и (-W) !
ИК(или ИП)
Прокладывается на карте
ИЛИ
КК (или КП)
Снимается показание с магнитного компаса
+
Всегда «плюс»
ΔМК
ΔМК = d + δ.
=
ИК(или ИП)
Прокладывается на карте
…
23

24.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.
(порядок перехода от компасных к истинным направлениям (исправление) и от истинных направлений к
компасным (перевод).
Задачи, связанные с переходом от
компасных курсов и пеленгов к истинным,
называются исправлением курсов и
пеленгов (румбов), а задачи, связанные с
переходом от снятых с карты истинных
кусов и пеленгов к компасным - переводом
курсов и пеленгов (румбов).
! Формулы перевода румбов:
Склонение d и девиация δ
используются во всех
навигационных
формулах
со своими знаками(+ Е) и (-W) !
ИК (или
ИП)
Снимается значение с карты.
-
Всегда «минус»
d
Выбирается с карты, приводится к году плавания.
=
МК
Магнитный курс
-
Всегда «минус»
δ
Выбирается из таблицы остаточной девиации по
значению МК.
=
КК (или
КП)
Задается рулевому.
ИЛИ
ИК (или
ИП)
Снимается значение с карты.
-
Всегда «минус»
ΔМК
ΔМК = d + δ.
=
КК (или
КП)
Задается рулевому.
…
24

25.

26.

ПМ.5«Основы судовождения»
2. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги, исправление и
перевод.
(понятие о магнетизме судового железа, магнитное поле судна, компасный меридиан, девиация магнитного
компаса, понятие об уничтожении девиации, определение остаточной девиации, таблицы девиации,
компасные курсы и пеленги, зависимость между компасными и магнитными направлениями, курсовые
углы на предметы и их применение, необходимость перехода от истинных направлений к компасным и от
компасных к истинным, зависимость между истинными и компасными направлениями, общая поправка
магнитного компаса, порядок перехода от компасных к истинным направлениям (исправление) и от
истинных направлений к компасным (перевод).
При изменении курса судна изменяется и значение девиации.
Это происходит вследствие того, что изменяется положение железных частей судна
относительно магнитной стрелки, а кроме того, железные части судна при повороте изменяют
своё положение относительно силовых линий магнитного поля Земли, что приводит к изменению
равнодействующей напряженности, о которой мы упоминали (ещё говорят – судовое железо при
повороте частично перемагничивается, что тоже верно). Именно поэтому девиацию определяют
для разных курсов и составляют специальную таблицу, которой впоследствии пользуются.
Ясно также, что в течении года магнитное поле железных частей судна меняется. Меняется
и девиация. Для того, чтобы при необходимости использовать магнитный компас с большой
точностью, девиацию определяют (и уменьшают по возможности) раз в полгода, а иногда и чаще.
Девиация магнитных компасов изменяется и на одном и том же курсе, если судно при этом
значительно меняет широту своего местоположения (что связано с изменением
напряженности магнитного поля Земли).
Изменяется она также, если судно перевозит грузы, обладающие собственным
магнетизмом, если вблизи компаса производятся сварочные работы или от сильного
сотрясения.

Магнитное поле Земли можно обнаружить с помощью магнитной стрелки. Если стрелку подвесить так, чтобы она могла свободно вращаться в горизонтальной и в вертикальной плоскости, то в каждой точке земной поверхности она под воздействием магнитных сил стремится принять вполне определенное положение в пространстве. Магнитное поле Земли существует на поверхности, под землей и в космосе. Магнитное поле земли вызывается процессами внутри её коры и в космическом пространстве и тесным образом связанно с деятельностью Солнца.

Напряженность магнитного поля Земли в среднем равна 40 А/м.

Вообще, магнитное поле Земли является неоднородным, но в ограниченном пространстве судна его можно считать однородным.

Разложим напряженность, как вектор, на отдельные составляющие, получившие название элементов земного магнетизма. К ним относятся (см. рис.) горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли H , вертикальная составляющаяZ и магнитное склонениеd – горизонтальный угол, образованный направлением истинного меридианаON и составляющейH , которая лежит в плоскости магнитного меридиана. Кроме этих элементов, в вектор напряженности магнитного поля входит магнитное наклонениеI – вертикальный угол между горизонтальной плоскостью и направлением вектора земного магнетизма.

Из рисунка можно установить следующую связь между элементами земного магнетизма:

Если нужно определить проекции вектора земного магнетизма на направление истинного меридиана или первого вертикала, то можно воспользоваться следующими равенствами

Линии, соединяющие равные значения HиZназываются изодины (линии равной напряженности). Изолинии магнитного склонения – изогоны, изолинии магнитного наклонения – изоклины. Такие линии нанесены на специальной карте земного магнетизма. Изоклины нулевого наклонения образуют магнитный экватор.

Разложим вектор земного магнетизма на судовые оси координат:

Проекции напряженности магнитного поля земли на судовые оси:

Горизонтальная составляющая, которая определяет работу магнитного компаса изменяется в различных местах земного шара от нуля (на магнитных полюсах) до 32 А/м у южной оконечности Азии. Уменьшение этой составляющей происходит от в направлении от экватора к полюсам.

Вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли изменяется от нуля (на магнитном экваторе) до 56 А/м в полярных районах.

Тема 3 (2 часа) магнитное поле судна. Уравнения пуассона и их анализ.

Корпус судна, его двигатель, судовые механизмы изготовлены из материалов, которые обладают некоторой остаточной намагниченностью. Кроме приобретенной во время постройки остаточной постоянной намагниченности, корпус судна и его механизмы не потеряли способности намагничиваться в магнитном поле Земли, которое постоянно воздействует на судно. Таким образом, в судовом железе можно выделить две составляющие: твердая намагничивается в период постройки и остается постоянной, мягкая составляющая намагничивается в магнитном поле Земли. Постоянный судовой магнетизм и намагничивание мягкого судового железа оказывают влияние на любой магнитный прибор на судне. В этом случае принято говорить, что в пространстве, окружающем судно действует судовое магнитное поле.

Судно со всем его оборудованием является телом весьма сложной формы, поэтому трудно рассчитывать на то, что оно намагничивается однородно. Однако намагничивание судна при постройке и в последующие периоды его плавания происходит в слабом магнитном поле Земли, к тому же магнитная восприимчивость судна, как единого целого невелика. Поэтому неоднородность его намагничивания оказывается незначительной, ею можно пренебречь и исходить из среднего значения намагниченности для всего судна в целом.

Следовательно, можно воспользоваться теоремой Пуассона об однородном намагничивании тел.

Теорема Пуассона формулируется следующим образом: магнитный потенциал U однородно намагниченного тела равен взятому со знаком минус скалярному произведению вектора намагниченности телана градиент потенциала силы притяжения, созданного массой данного тела:

где: -
- составляющие намагниченности судна по судовым осям

- производные величиныVпо этим осям, пропорциональные потенциалу притяжения, вызванного массой судна.

Чтобы перейти от потенциала к проекциям напряженности магнитного поля на судовые оси, продифференцируем (16) по переменным x , y , z , гдеJ – величина постоянная:

Вектор намагниченности тела выражается формулой (16). Разложим его на составляющие по судовым осям:

где: X , Y , Z - проекции на эти оси намагничивающего поля – магнитного моля Земли.

Подставим эти значения в предыдущие три уравнения:

Раскроем скобки в каждом из этих уравнений и введем обозначения

Полбхуясь этими обозначениями, можно записать так:

Эти уравнения выражают собой проекции напряженности магнитного поля судна в точке О (см рис). Если в точке О находится компас, то он покажет не только судовой магнетизм, но и воздействие магнитного поля Земли. Сложим алгебраически проекции напряженностей полей судна и Земли, чтобы выразить совместное действие их:

где со штрихом – проекции на судовые оси суммарного магнитного поля, без штриха – проекции на те же оси магнитного поля Земли, с ноликом – проекции напряженности магнитного поля судна. Отсюда:

Эти уравнения получили название уравнений Пуассона, так как они были выведены на основании теоремы Пуассона об однородном намагничивании тел.

a , b , c ,… k – параметры Пуассона. Они характеризуют собой мягкое железо: его магнитные качества, форму и размеры, расположение относительно центра компаса.

Слагаемые P , Q , R выражают магнитное поле постоянного судового магнетизма, обусловленного действием жесткого железа.

Все эти величины практически не изменяются для данного компаса и при данном магнитном состоянии судна. Если на судне произвести перемещение больших масс железа относительно компаса или переместить сам компас, то эти величины изменятся.

Курс судна не влияет на эти величины, магнитная широта очень слабо сказывается только на параметры Пуассона. Встряски судна, загрузка судна сказываются на его магнитном состоянии.

Направления в море возможно определять не только относительно истинного меридиана, но также и относительно магнитного.
Изобразим на плоскости истинного горизонта наблюдателя два меридиана: истинный N И и магнитный N M направление ДП, ОК и направление с судна на береговой ориентир ОМ. Тогда на этом рисунке N И OK - истинный курс судна, а угол N И OM - истинный пеленг. По аналогии считают, что угол N M ОК – магнитный курс (МК), а угол N M 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 0 . 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 0 .

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 магнитного 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. Этот угол отсчитывают от северной части магнитного меридиана к W или к Е от 0 до 180 0 .

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 0 . 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 0 .
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:
Δ= МП i - КП i
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.

Компасные курсы и пеленги

Направления в море возможно определять не только относительно истинного или магнитного меридиана, но также и относительно компасного.
На рисунке выше изображены на плоскости истинного горизонта наблюдателя три меридиана: истинный N и магнитный N M и компасный N к; направление ДП судна ОК и направление с судна на береговой ориентир ОМ. Угол N и OK - истинный курс судна, угол N M OK - магнитный курс судна и угол N K OK - компасный курс судна; угол N и OM - истинный пеленг предмета М, угол N м OM - магнитный пеленг предмета М и угол N K OM - компасный 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 0 . 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 0 .
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 ΔМК. 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.

Вам могут быть интересны следующие материалы

Толкование фигур при гадании на яйце

Когда евреям нельзя работать Праздник у евреев когда ничего нельзя делать

Счетчики газа

Система отопления

Водоснабжение

Система вентиляции

Радиаторы

Водопровод