Devijacija magnetnog kompasa. Ispravka i prevođenje tačaka, navigacijski instrumenti, osnove hidrometeorologije, upravljanje čamcem, upravljanje čamcem, upravljanje malim plovilom
Moderni brodovi se grade uglavnom od specijalnih čelika i željeza. Zauzimajući nepromijenjenu poziciju u odnosu na magnetsko polje Zemlje tokom izgradnje, trup nadgradnje i ostali dijelovi plovila postepeno se magnetiziraju i stvaraju vlastita magnetna polja. Njima se dodaju magnetna polja koja stvaraju brodski elektricitet i transportovani teret koji ima magnetna svojstva. Sva ova polja formiraju brodsko magnetsko polje, koje
varira od mjesta do mjesta na brodu.
Magnetski sistem kartice kompasa koji je instaliran na brodu je podložan kombinovanom dejstvu magnetnog polja broda na datoj lokaciji broda i magnetnog polja Zemlje u datom području plovidbe. Kao rezultat toga, njena magnetna os i, posljedično, prečnik kartice 0-180 ° su postavljeni u određenom smjeru, koji u opšti slučaj različit od smjera magnetskog meridijana.
Vertikalna ravan koja prolazi kroz magnetnu os karte kompasa instalirane na brodu naziva se ravan meridijana kompasa. Tragovi od preseka ravni meridijana kompasa sa ravninom pravi horizont nazvana linija kompasa
meridijan, ili meridijan kompasa, i označava se Nk-Sk
.
Ugao pod kojim ravnina meridijana kompasa odstupa od ravni magnetskog meridijana naziva se devijacija magnetnog kompasa ? .
Odstupanje magnetskog kompasa mjeri se u ravni pravog horizonta od sjevernog dijela magnetskog meridijana do E ili W do 180°. Ako se u isto vrijeme sjeverni dio meridijana kompasa odstupi od magnetskog meridijana prema istoku, tada se odstupanje naziva istočnim (jezgrom) i pripisuje mu se znak plus, ako je na zapadu, onda se odstupanje naziva western (zapad) i pripisuje mu se znak minus
Količina odstupanja ovisi o nizu faktora, prvenstveno o lokaciji kompasa na brodu. Kompas instaliran na gornjem mostu i, na taj način, donekle uklonjen od glavne mase brodskog gvožđa, odstupanje će biti manje od koloseka ugrađenog unutar kormilarnice. Odabir lokacije prilikom ugradnje magnetnog kompasa je važan. Obično se postavlja u dijametralnoj ravni bliže srednjem presjeku, tako da u neposrednoj blizini nema značajnih gvozdenih masa, a posebno pokretnog gvožđa (dizalice, strelice, sošare i sl.).
Svo brodsko gvožđe je magnetski podeljeno na "tvrdo" i "meko". Čvrsto tijelo ima vrlo izraženu sposobnost zadržavanja jednom primljenog magnetizma, na koji ne utiče slabiji zemaljski magnetizam. Meko željezo ne zadržava nastali magnetizam i može se remagnetizirati kada se promijeni čak i slabo magnetsko polje.
Odstupanje magnetskog kompasa zavisiće i od kursa plovila. Kada se kurs promijeni, promijenit će se položaj plovila i svih njegovih željeznih dijelova u odnosu na magnetni meridijan i magnetnu osu kartice. Meko brodsko gvožđe, koje je zauzelo novu poziciju u Zemljinom magnetnom polju, biće remagnetizovano
i, osim toga, uticaće na karticu iz drugih pravaca. Čvrsto gvožđe, ne menjajući svoj magnetizam, ali menjajući svoj položaj u odnosu na kartu zajedno sa brodom, takođe će delovati na njega iz novih pravaca. U interakciji sa magnetnim poljem Zemlje, ove sile, koje su se promijenile u veličini i smjeru, uzrokovat će promjenu odstupanja kompasa.
Odstupanje magnetskog kompasa također će se promijeniti s promjenom geografske širine područja plovidbe plovila. Kada se geografska širina promijeni, intenzitet Zemljinog magnetskog polja se mijenja, a u vezi s tim, meko željezo se remagnetizira. Kao rezultat toga, odstupanje kompasa na istom kursu, ali na različitim geografskim širinama, bit će različito.
Devijacija kompasa se mijenja pri utovaru ili istovaru tereta koji ima vlastiti magnetizam ili se može magnetizirati ili remagnetizirati u magnetskom polju Zemlje i broda. To također može ovisiti o brojnim faktorima koji uzrokuju promjene u magnetskom polju.
stanje broda: od podrhtavanja trupa tokom oluje, udaranja u led i drugih jakih podrhtavanja, dug boravak u istom položaju, na primjer, za vrijeme popravki, za vrijeme elektro zavarivanja na brodu itd.
Prema prirodi pojave razlikuju se polukružna, četvrta i petna odstupanja. Polukružno je napravljeno od tvrdog gvožđa, četvrt - od mekog, nagib se dešava kada se brod kotrlja.
Da bi se spriječila detonacija magnetnim minama tokom rata, brodovi su podvrgnuti posebnoj demagnetizaciji. U tu svrhu, kako bi se komponenta magnetskog polja ispod kobilice plovila svela na određene granice, magnetna polja broda se kompenziraju nametanjem suprotnih elektromagnetnih polja na njih, stvorenih korištenjem različite vrste namotaji postavljeni na brodu, kroz koje prolazi električna struja. Čitav kompleks namotaja
a oprema za njihov rad naziva se demagnetizirajući, odnosno zaštitni uređaj (RU ili ZU).
Magnetna polja namotaja uređaja za demagnetizaciju djeluju ne samo ispod kobilice broda do dubine zaštite, već i na bilo kojoj točki iznad palube. Shodno tome, ova polja imaju određeni učinak na sistem strelica magnetskog kompasa, stvarajući dodatno odstupanje pozitivnog ili negativnog predznaka. Za razliku od uobičajenog odstupanja uzrokovanog brodskim gvožđem, odstupanje koje stvaraju magnetska polja namotaja sa strujom uslovno se naziva elektromagnetnim.
Elektromagnetsku devijaciju je nemoguće posmatrati odvojeno, ona se posmatra zajedno sa magnetnom devijacijom, povećavajući ili smanjujući je. Elektromagnetno odstupanje se pojavljuje kada se namotaji sklopnog uređaja uključe i nestaju kada su isključeni.
Na modernom brodu, odstupanje magnetskog kompasa može doseći nekoliko desetina stupnjeva. Korištenje kompasa u ovom slučaju je izuzetno teško, au nekim slučajevima čak i nemoguće. Sile koje proizvode tako veliko odstupanje, na nekim kursevima, mogu se zbrajati i usmjeriti na takav način da uravnoteže vodeći sila kompasa, koja drži magnetsku os karte u ravnini meridijana kompasa. Kao rezultat toga, kompas na ovim kursevima jednostavno neće raditi, jer će njegova kartica biti u položaju indiferentne ravnoteže i, kada se plovilo okrene, sile trenja se odnose u istom smjeru, pokazujući isti kurs. Ako
Ako oslabljena sila za vođenje može savladati ovo trenje, tada neće biti dovoljno da se kartica brzo dovede do meridijana kompasa, kartica će biti izuzetno tromo postavljena na poziciju Nk-Sk
.
Uz veliko odstupanje, razlika između kompasa i magnetnih kurseva je veoma velika i trebalo bi imati dvije tablice odstupanja: jednu za kompas, drugu za magnetne kurseve, koja u praktičan rad izazvalo bi velike neugodnosti.
Konačno, uz veliko odstupanje, određivanje njegovih vrijednosti za međutabelarne stope jednostavnom interpolacijom ne samo da bi bilo teško, već i pogrešno, jer promjena odstupanja ne bi
proporcionalno promjeni stopa, što bi u velikoj mjeri uticalo na kalkulacije.
Dakle, kako bi se osigurala pouzdana i tačna očitavanja magnetskog kompasa, potrebno je poduzeti mjere za otklanjanje odstupanja. Teorijsko opravdanje i praktične tehnike uništavanje devijacija se razmatra u okviru predmeta "Poslovanje magnetnog kompasa". Što se tiče principa eliminacije devijacije, on se sastoji u vještačkom stvaranju magnetnih polja u blizini karte kompasa, jednakih, ali suprotnog znaka, od polja koje formira brodsko željezo. Na taj način se kompenzuju polja i sile koje uzrokuju devijaciju kompasa.
Da bi se uklonila elektromagnetska devijacija, koriste se posebni uređaji koji isključuju utjecaj elektromagnetskog polja namotaja punjača ili sklopnog uređaja na kompas karticu. Čitav kompleks namotaja instaliran ispod posude magnetnog kompasa, a kontrolna oprema takvih uređaja naziva se kompenzacijski uređaj (CUS). U zavisnosti od broja kompenzacionih namotaja, dele se na KUS-3 (tri namotaja), KUS-6 (šest namotaja),
KUS-9 (devet namotaja), KUS-12 (dvanaest namotaja).
Radovi razaranja, devijacije se izvode na za to posebno opremljenom rtu, u načinu rada broda u spremljenom režimu, kada su skladišta zatvorena, palubni teret je fiksiran, nosači se slažu, elektrana, pomoćni mehanizmi i električne jedinice rade.
Uništavanje odstupanja prema pravilima tehnički rad treba obavljati najmanje jednom godišnje i, osim toga, u svim onim slučajevima kada se očekuje promjena magnetskog stanja broda, odnosno nakon popravka ili dužeg boravka u luci, nakon prijema ili predaje tereta koji ima magnetna svojstva sa velikom promjenom magnetne širine kao rezultat kretanja s jedne tačke na drugu, itd.
Sadržaj članka
KOMPAS, uređaj za određivanje horizontalnih pravaca na tlu. Koristi se za određivanje smjera u kojem brod, zrakoplov, slijeće vozilo; smjer u kojem hoda pješak; upute do nekog objekta ili orijentira. Kompasi se dijele u dvije glavne klase: magnetni kompasi kao što su strelice, koje koriste topografi i turisti, i nemagnetni, kao što su žirokompas i radio kompas.
Kompas kartica.
Za određivanje pravca u kompasu postoji kartica (slika 1) - kružna skala sa 360 podjela (odgovarajući po jednom kutnom stepenu), označena tako da je odbrojavanje od nule u smjeru kazaljke na satu. Sjever (sjever, N ili C) obično odgovara 0°, istok (istok, O, E ili B) - 90°, jug (jug, J ili J) - 180°, zapad (zapad, W ili H) - 270°. Ovo su glavne tačke kompasa (zemlje svijeta). Između njih su „četvrt“ tačke: sjeveroistok, ili sjeveroistok (45°), jugoistok ili jugoistok (135°), jugozapad ili jugozapad (225°) i sjeverozapad, odnosno SZ (315°). Između glavne i četvrtine nalazi se 16 "glavnih" tačaka, kao što su sjever-sjeveroistok i sjever-sjeverozapad (nekada je bilo još 16 tačaka, kao što je "sjeverna sjenka-zapad", jednostavno nazvane tačke) .
MAGNETNI KOMPAS
Princip rada.
U uređaju koji pokazuje smjer, mora postojati neki referentni smjer, od kojeg bi se računali svi ostali. U magnetskom kompasu, ovaj smjer je linija koja povezuje sjeverni i južni pol Zemlje. U tom smjeru, magnetna šipka se sama slaže ako je ovješena tako da može slobodno rotirati u horizontalnoj ravni. Činjenica je da u magnetskom polju Zemlje rotirajući par sila djeluje na magnetnu šipku, postavljajući je u smjeru magnetskog polja. U magnetskom kompasu ulogu takvog štapa igra magnetizirana igla, koja je, kada se mjeri, sama postavljena paralelno sa magnetskim poljem Zemlje.
Strelica kompas.
Ovo je najčešći tip magnetnog kompasa. Često se koristi u džepnoj verziji. U kompasu sa strelicom (slika 2) nalazi se tanka magnetna igla koja je slobodno umetnuta u njega srednja tačka na okomitoj osi, što mu omogućava da se rotira u horizontalnoj ravni. Sjeverni kraj strelice je označen, a karta je pričvršćena koaksijalno s njim. Prilikom mjerenja, kompas morate držati u ruci ili postaviti na stativ tako da je ravnina rotacije strelice strogo horizontalna. Tada će sjeverni kraj strelice pokazivati na sjeverni magnetni pol Zemlje. Kompas prilagođen topografima je uređaj za traženje pravca, tj. instrument za merenje azimuta. Obično je opremljen niskom, koji se rotira dok se ne poravna sa željenim objektom, kako bi se zatim očitao azimut objekta sa kartice.
Tečni kompas.
Tečni kompas ili kompas s plutajućim kartama je najprecizniji i najstabilniji od svih magnetnih kompasa. Često se primjenjuje na morska plovila i stoga se zove sud. Dizajn takvog kompasa je raznolik; u tipičnoj varijanti, to je “lonac” napunjen tečnošću (slika 3), u kojem je aluminijumska kartica pričvršćena na okomitoj osi. Na suprotnim stranama ose, par ili dva para magneta su pričvršćeni na dno kartice. U sredini kartice nalazi se šuplja poluloptasta izbočina - plovak koji slabi pritisak na oslonac osovine (kada se lonac napuni tekućinom kompasa). Osa karte, provučena kroz centar plovka, počiva na kamenom ležaju, obično napravljenom od sintetičkog safira. Potisni ležaj je fiksiran na fiksni disk sa "crtom smjera". Na dnu lonca postoje dvije rupe kroz koje tečnost može preliti u ekspanzionu komoru, kompenzirajući promjene tlaka i temperature.
Kartica pluta na površini tekućine kompasa. Tečnost, osim toga, smiruje vibracije kartice uzrokovane kotrljanjem. Voda nije pogodna za brodski kompas, jer se smrzava. Koristi se 45% mješavine etil alkohol sa 55% destilovane vode, mešavinom glicerina sa destilovanom vodom ili destilatom nafte visoke čistoće.
Kugla kompasa je izlivena od bronce i opremljena je staklenom kapom sa zaptivkom koja isključuje mogućnost curenja. U gornjem dijelu kuglane je fiksiran azimut, odnosno smjerokazni prsten. Omogućuje vam da odredite smjer prema različitim objektima u odnosu na tok plovila. Kompas kugla je pričvršćena u svom ovjesu na unutrašnjem prstenu univerzalne (kardanske) šarke, u kojoj se može slobodno rotirati, zadržavajući horizontalni položaj, u uvjetima nagiba.
Kompas kuglač je fiksiran tako da njegova posebna strelica ili oznaka, nazvana linija kursa, ili crna linija, koja se zove linija kursa, pokazuje na pramac plovila. Kada se smjer broda promijeni, kartu kompasa drže na mjestu magneti, koji uvijek održavaju smjer sjever-jug. Pomeranjem oznake kursa ili linije u odnosu na karticu, možete kontrolisati promene kursa.
KOREKCIJA KOMPASA
Korekcija kompasa je odstupanje njegovih očitavanja od pravog sjevera (sjevera). Njegovi uzroci su devijacija magnetne igle i magnetna deklinacija.
Devijacija.
Kompas pokazuje na tzv. kompas, a ne na magnetni sjever (magnetski sjeverni pol), a odgovarajuća kutna razlika u smjerovima naziva se devijacija. To je zbog prisustva lokalnih magnetnih polja superponiranih na magnetsko polje Zemlje. Lokalno magnetsko polje može stvoriti brodski trup, teret, velike mase željezna ruda nalazi se u blizini kompasa i drugih objekata. Tačan smjer se postiže uzimanjem u obzir korekcije odstupanja u očitanjima kompasa.
Magnetizam broda.
Lokalna magnetna polja koja stvara trup broda i obuhvaćena konceptom brodskog magnetizma dijele se na promjenjiva i konstantna. Varijabilni brodski magnetizam induciran je u čeličnom trupu broda Zemljinim magnetskim poljem. Intenzitet naizmjeničnog brodskog magnetizma varira ovisno o smjeru broda i geografskoj širini. Trajni brodski magnetizam se indukuje tokom izgradnje broda, kada pod uticajem vibracija izazvanih, na primer, operacijama zakivanja, čelična koža postaje trajni magnet. Intenzitet i polaritet (smjer) trajnog magnetizma broda zavise od lokacije (latitude) i orijentacije brodskog trupa tokom njegovog sklapanja. Trajni magnetizam se djelimično gubi nakon što je brod porinut u vodu i nakon što je bio na uzburkanom moru. Osim toga, ponešto se mijenja tijekom "starenja" trupa, ali se njegove promjene značajno smanjuju nakon što je plovilo u pogonu godinu dana.
Magnetizam broda može se razložiti na tri međusobno okomite komponente: uzdužnu (u odnosu na brod), poprečnu horizontalnu i poprečnu vertikalnu. Odstupanja magnetne igle, zbog magnetizma broda, ispravljaju se postavljanjem trajnih magneta u blizini kompasa, paralelno sa ovim komponentama.
Binnacle.
Brodski kompas se obično montira u univerzalni zglob na posebnom postolju zvanom binnacle (slika 4). Kabina je čvrsto i sigurno pričvršćena za palubu plovila, obično na središnjoj liniji potonjeg. Magneti su takođe ugrađeni na otvor za kompenzaciju uticaja brodskog magnetizma, a fiksiran je i zaštitni poklopac za kompas sa unutrašnjim osvetljivačem kartice. Ranije je nadstrešnica bila izrađena u obliku rezbarenog drvenog lika, ali na modernim brodovima to je samo cilindrično postolje.
Magnetna deklinacija.
Magnetna deklinacija je ugaona razlika između magnetskog i pravog sjevera zbog činjenice da je magnet sjeverni pol Zemlja je pomjerena za 2100 km u odnosu na pravi, geografski.
Karta deklinacije.
Magnetna deklinacija varira tokom vremena i od tačke do tačke na površini zemlje. Kao rezultat mjerenja magnetnog polja Zemlje, dobijene su karte deklinacije koje daju veličinu magnetske deklinacije i brzinu njene promjene u različitim područjima. Konture nulte magnetske deklinacije na takvim kartama, koje izlaze iz sjevernog magnetskog pola, nazivaju se agonijskim linijama ili agonima, a konture jednake magnetske deklinacije nazivaju se izogonijskim ili izogonskim.
Korekcija kompasa.
Trenutno se koristi niz različitih metoda obračuna kompasa. Svi su podjednako dobri, pa je za primjer dovoljno navesti samo jedan koji je usvojila američka mornarica. Odstupanja i magnetne deklinacije prema istoku smatraju se pozitivnim, a prema zapadu negativnim. Proračuni se vrše prema sljedećim formulama:
Magn. npr. = Comp. npr. + odstupanje,
Comp. npr. = Mag. npr. + Deklinacija.
Vector T jačina Zemljinog magnetnog polja leži u ravni magnetskog meridijana i čini određeni ugao sa ravninom horizonta I. Ovaj kutak se zove magnetni nagib i može varirati unutar
.
Uz navedeno, razmatraju se i projekcije H i Z vektor T na ravninu horizonta i na lokalnu vertikalu, respektivno. Ove komponente su definisane sledećim jednakostima:
. (1.1)
Na navigacijskim kartama mogu se nacrtati linije jednakih vrijednosti navedenih parametara. izogoni nazivaju se linije jednakih vrijednosti magnetne deklinacije. Zovu se linije jednakih vrijednosti magnetnog nagiba izoklina. Linije jednake vrijednosti H i Z pozvao izodinamika.
Zemljino magnetsko polje prolazi kroz sporu godišnju promjenu, kao i prilično brze varijacije zbog, na primjer, aktivacije procesa na Suncu. Osim toga, na uniformnost Zemljinog magnetnog polja značajno utiču lokalne magnetne anomalije.
meki magnetni materijali su magnetizirani komponentama Zemljinog magnetnog polja. Predstavićemo magnetna polja broda i zemlje u obliku odgovarajućih komponenti X¢,Y¢,Z¢ i X,Y,Z(slika 4.1) vektori intenziteta (ili indukcije) ovih polja duž osa koordinatnog sistema ohzčvrsto povezan sa posudom. Karakteristike magnetizacije mekih magnetnih materijala zemaljskim magnetnim poljem su to oni se magnetiziraju 
| Bitan! |
postavljanje Oh, dx i gX, usmjerena duž osi oh, OU i oz,(slika 4.1). Evo a, d i g su koeficijenti proporcionalnosti, koji određuju veličinu naznačenih komponenti u dijelovima magnetizirajućeg polja. Slično, materijal magnetiziran komponentom Y zemaljsko polje, kreiraće svoje polje sa komponentama bY, eY i hY, i magnetiziranu komponentu Z- sa komponentama cZ, fZ i kZ.
S obzirom na gore navedeno, rezultujuća jačina brodskog magnetnog polja duž osa povezanih sa brodom može se predstaviti kao sledeće jednakosti (slika 1.33):
X¢ = X + aX + bY + cZ + P,
Y¢ = Y + dX + eY + fZ + Q,(4.1)
Z¢ = Z + gX + hY + kZ + R,
gdje H, Q i R su komponente magnetnog polja koje stvara trajni magnetizam broda. Jednačine (4.1) se nazivaju Poissonove jednadžbe, i koeficijenti a...k – Poissonovi omjeri. Rezultirajuće jednačine karakteriziraju strukturu brodskog magnetnog polja i polazište su za različite procjene u praksi. Međutim, za proces navigacije, glavni interes je odnos između parametara polja broda i MC grešaka, tj. sa devijacijom koja se javlja u kompasu instaliranom na datom mjestu na brodu. Ovo odstupanje je određeno odstupanjem od ravni magnetskog meridijana horizontalne komponente H¢(Slika 4.1) brodskog magnetnog polja, formiranog geometrijskom sumom vektora X¢ i Y¢, u čijem su smjeru postavljene ose magneta karte kompasa. Nađimo relacije koje određuju naznačenu vezu.
Jednačina odstupanja
Razmotrite sl. 4.2, koji pokazuje međusobnu orijentaciju vektora broda i zemljinih magnetnih polja. Kao što slijedi iz slike, odstupanje magnetskog kompasa, jednako je razlici u magnetskom MK i kompas QC brodski kursevi
=MK - KK, (4.2)
može se definirati sljedećom jednačinom:
. (4.3)
Zauzvrat, iz slike proizlazi da
H¢sin = X¢sin MK + Y¢cos MK, a H¢cos = X¢cos MK – Y¢sin MK.(4.4)
Zamjena u dobijene jednakosti vrijednosti X¢ i Y¢ iz Poissonovih jednadžbi (4.1) nalazimo:
H¢sin =[(1+a)X + bY + cZ + P] sin MK + [(1+e)Y + dX + fZ +Q] cos MK,
H¢cos =[(1+a)X + bY + cZ + P] cos MK – [(1 + e)Y +dX + fZ = Q] sin MK.
U posljednjim jednakostima to uzimamo u obzir
X=H cosMK, Y= - H sinMK.(4.6) Tada dobijamo:
(4.7)
Proširujući uglaste zagrade jednakosti (4.7), nalazimo:
(4.8)
Grupisanjem pojmova po harmonicima imamo:
(4.9)
(4.9)
Označite 
i podijelite lijevu i desnu stranu jednakosti (4.9) sa . Kao rezultat, dobijamo:
(4.10)
Hajde da uvedemo sljedeću notaciju:
i zamijenimo ih u jednakosti (4.10). Kao rezultat, imaćemo:
Dijelimo prvu jednakost (4.12) sa drugom, dobivamo željeni izraz za tangens devijacije magnetskog kompasa:
Ovaj izraz je nazvan formula Arčibalda Smita po engleskom naučniku iz 19. veka. Određuje ovisnost MC devijacije o parametrima A¢…E¢ i magnetni kursevi broda. Opcije A¢…E¢ nazivaju se koeficijenti odstupanja.
U praksi se MK devijacija češće predstavlja kao funkcija kurseva brodskog kompasa. Da bismo dobili ovaj izraz, pomnožimo jednakost (4.13) sa imeniocem. Kao rezultat, imaćemo:
Proširivanje zagrada i prijenos svih članova osim prvog na desna strana jednakost, nalazimo:
S obzirom na to KK=MK - , a 2MK-δ \u003d 2KK +, konačno dobijamo izraz za sinus devijacije magnetnog kompasa kao funkciju kursa brodskog kompasa:
| Bitan! |
Zemljino magnetsko polje može se otkriti pomoću magnetne igle. Ako je strijela ovješena tako da se može slobodno rotirati u horizontalnoj i vertikalnoj ravni, onda u svakoj tački na površini zemlje, pod utjecajem magnetskih sila, teži da zauzme potpuno određen položaj u prostoru. Zemljino magnetsko polje postoji na površini, pod zemljom i u svemiru. Magnetno polje Zemlje uzrokovano je procesima unutar njene kore i u svemiru i usko je povezano sa aktivnošću Sunca.
Jačina Zemljinog magnetnog polja je u prosjeku 40 A/m.
Općenito, Zemljino magnetsko polje nije jednolično, ali se u ograničenom prostoru broda može smatrati uniformnim.
Razložimo napetost, kao vektor, na zasebne komponente, koje se nazivaju elementi zemaljskog magnetizma. To uključuje (vidi sliku) horizontalnu komponentu jačine Zemljinog magnetnog polja H, vertikalna komponenta Z i magnetna deklinacija d je horizontalni ugao formiran smjerom pravog meridijana ON i komponentu H, koji leži u ravni magnetnog meridijana. Pored ovih elemenata, vektor jačine magnetnog polja uključuje i magnetni nagib I je vertikalni ugao između horizontalne ravni i smjera vektora zemaljskog magnetizma.
Sa slike možete uspostaviti sljedeći odnos između elemenata zemaljskog magnetizma:
Ako trebate odrediti projekciju vektora zemaljskog magnetizma na smjer pravog meridijana ili prve vertikale, tada možete koristiti sljedeće jednakosti
Linije koje povezuju jednake vrijednosti H i Z nazivaju se izodine (linije jednakog intenziteta). Izolinije magnetne deklinacije su izogoni, a izolinije magnetne deklinacije su izokline. Takve linije su ucrtane na posebnoj karti zemaljskog magnetizma. Izokline nulte inklinacije formiraju magnetni ekvator.
Vektor zemaljskog magnetizma razlažemo na koordinatne osi broda:
Projekcije jačine Zemljinog magnetnog polja na osi broda:
Horizontalna komponenta, koja određuje rad magnetnog kompasa, varira na različitim mjestima na globusu od nule (na magnetnim polovima) do 32 A/m blizu južnog vrha Azije. Smanjenje ove komponente događa se u smjeru od ekvatora prema polovima.
Vertikalna komponenta Zemljinog magnetnog polja varira od nule (na magnetnom ekvatoru) do 56 A/m u polarnim područjima.
Tema 3 (2 sata) Magnetno polje broda. Poissonove jednadžbe i njihova analiza.
Trup broda, njegov motor, brodski mehanizmi su napravljeni od materijala koji imaju zaostalu magnetizaciju. Pored preostale trajne magnetizacije stečene tokom izgradnje, trup broda i njegovi mehanizmi nisu izgubili sposobnost magnetiziranja u Zemljinom magnetskom polju, koje stalno djeluje na brod. Dakle, u brodskom gvožđu mogu se razlikovati dvije komponente: tvrda komponenta se magnetizira u periodu izgradnje i ostaje konstantna, meka komponenta magnetizira se u magnetskom polju Zemlje. Trajni brodski magnetizam i magnetizacija brodskog mekog gvožđa utiču na bilo koji magnetni uređaj na brodu. U ovom slučaju uobičajeno je reći da magnetsko polje broda djeluje u prostoru koji okružuje brod.
Brod je, sa svom opremom, tijelo vrlo složenog oblika, pa je teško očekivati da je ravnomjerno magnetiziran. Međutim, magnetizacija plovila tokom izgradnje i u kasnijim periodima njegove plovidbe javlja se u slabom magnetskom polju Zemlje, štoviše, magnetska osjetljivost plovila u cjelini je mala. Stoga se nehomogenost njegove magnetizacije pokazuje beznačajnom, može se zanemariti i polaziti od prosječne vrijednosti magnetizacije za cijelu posudu u cjelini.
Stoga se može koristiti Poissonova teorema o jednoličnoj magnetizaciji tijela.
Poissonova teorema je formulirana na sljedeći način: magnetni potencijal U jednoliko magnetiziranog tijela jednak je skalarnom proizvodu vektora magnetizacije tijela, uzet sa predznakom minus 
na potencijalnom gradijentu privlačne sile 
, stvorena masom datog tijela:
gdje: - 
- komponente magnetizacije plovila duž ose broda
- izvedene vrijednosti V duž ovih osa, proporcionalne potencijalu privlačenja uzrokovanom masom plovila.
Da bismo prešli s potencijala na projekcije jačine magnetskog polja na osi broda, razlikujemo (16) s obzirom na varijable x, y, z , gdje J- konstantna vrijednost:
Vektor magnetizacije tijela izražava se formulom (16). Razložimo ga na komponente duž ose broda:
gdje: X, Y, Z - projekcije na ove ose magnetizirajućeg polja - Zemljin magnetni mol.
Zamijenite ove vrijednosti u prethodne tri jednadžbe:
Otvorimo zagrade u svakoj od ovih jednačina i uvedemo oznaku
|
|
Koristeći ove notacije, možemo napisati sljedeće:
Ove jednačine izražavaju projekcije jačine brodskog magnetnog polja u tački O (vidi sliku). Ako se kompas nalazi u tački O, tada će pokazati ne samo magnetizam broda, već i učinak Zemljinog magnetnog polja. Algebarski dodajemo projekcije jačine polja broda i Zemlje kako bismo izrazili njihovo zajedničko djelovanje:
gdje su sa crticom projekcije na ose broda ukupnog magnetskog polja, bez crtice su projekcije na iste ose Zemljinog magnetskog polja, sa nulom su projekcije jačine magnetnog polja broda. Odavde:
|
|
Ove jednačine se nazivaju Poissonove jednačine, jer su izvedene na osnovu Poissonove teoreme o jednoličnoj magnetizaciji tijela.
a, b, c,… k su Poissonovi parametri. Oni karakteriziraju meko željezo: njegove magnetske kvalitete, oblik i veličinu, položaj u odnosu na središte kompasa.
Uslovi P, Q, R izražavaju magnetsko polje trajnog brodskog magnetizma zbog djelovanja tvrdog željeza.
Sve ove vrijednosti se praktički ne mijenjaju za dati kompas i za dato magnetsko stanje plovila. Ako na brodu premjestite velike mase željeza u odnosu na kompas ili pomaknete sam kompas, tada će se ove vrijednosti promijeniti.
Kurs broda ne utiče na ove vrednosti, magnetska širina ima veoma slab uticaj samo na Poissonove parametre. Potresi broda, utovar broda utiču na njegovo magnetsko stanje.
Smjerovi u moru mogu se odrediti ne samo u odnosu na pravi meridijan, već i u odnosu na magnetni.
Oslikajmo dva meridijana na ravni pravog horizonta posmatrača: pravi N I i magnetni N M smjer DP, OK i pravac od broda do obalnog orijentira OM. Zatim na ovoj slici, N I OK su pravi smjer broda, a ugao N I OM je pravi smjer. Analogno, smatra se da je ugao N M OK magnetni kurs (MK), a ugao N M OM magnetni kurs objekta M. Dakle, magnetni kurs plovila je ugao u centru kompasa. , računano od sjevernog dijela magnetskog meridijana do smjera pramca brodskog DP u smjeru kazaljke na satu od 0 do 360 0 . Na isti način, magnetni smjer objekta je ugao u centru kompasa, računajući od sjevernog dijela magnetskog meridijana do smjera objekta u smjeru kazaljke na satu od 0 do 360 0.
brodski magnetizam
Čelični komplet brodskog trupa, koža dobija magnetna svojstva od trenutka izgradnje. U magnetskom polju Zemlje, sve uzdužne, poprečne i vertikalne veze plovila magnetiziraju se različito. Osim toga, brodsko željezo je magnetski podijeljeno na „tvrdo“ i „meko“. Prvi ima svojstva trajnih magneta. Trajni magnetizam koji je brod stekao tokom izgradnje traje godinama. Magnetski mekano morsko gvožđe ne "odlaže" magnetsko stanje za dugo vremena; ima induktivni magnetizam, koji zavisi od položaja trupa broda u odnosu na magnetni meridijan. Dakle, magnetska igla kompasa postavljenog na brodu je pod utjecajem magnetskih sila magnetski tvrdog i mekog željeza, a njihovo djelovanje je različito. Osim toga, kao rezultat djelovanja magnetskih sila koje proizlaze iz magnetskog polja koje stvaraju različite operativne brodske jedinice, strujni krugovi, igla kompasa odstupa od magnetskog meridijana.
Vertikalna ravan koja prolazi kroz polove magnetske igle kompasa na brodu, koja ima slobodnu rotaciju oko vertikalne ose, naziva se ravan meridijana kompasa u datoj tački na brodu. Dakle, meridijan kompasa je zamišljena linija preseka ravnine pravog horizonta posmatrača sa ravninom meridijana kompasa koja prolazi kroz dati poen na brodu. Ugao u ravni pravog horizonta posmatrača između magnetskog i kompasnog meridijana naziva se devijacija magnetskog kompasa. Ovaj ugao se računa od sjevernog dijela magnetnog meridijana do W ili do E od 0 do 180 0 . 
Odstupanje se naziva istočnim ako sjeverni dio meridijana kompasa odstupa od sjevernog dijela magnetskog meridijana prema istoku; ako sjeverni dio meridijana kompasa odstupa od sjevernog dijela magnetskog meridijana prema zapadu, tada se odstupanje naziva zapadnim. Istočnoj devijaciji je dodijeljen znak plus, zapadnoj devijaciji je znak minus.
Značajno odstupanje magnetskog kompasa stvara velike neugodnosti u praktičnom radu. Stoga se devijacija na brodovima uništava umjetnim stvaranjem sila u središtu kompasa koje su identične prirode, jednake po veličini i suprotne po smjeru silama koje uzrokuju devijaciju. Uništavanje devijacije magnetnog kompasa na brodu je naporan posao, koji obično obavljaju specijalisti devijatori. Nakon uništenja devijacije, brodski kompasi određuju zaostalo odstupanje, koje obično ne prelazi 2-3 0. Nalazi se iz zapažanja na osam jednako raspoređenih glavnih i četvrtinskih kurseva, a zatim se pomoću posebnih formula izračunavaju njegove vrijednosti za kurseve kompasa kroz 10 ili 15 0.
Postoji mnogo načina da se odredi odstupanje od posmatranja: po smjeru nebeskih tijela; prema smjeru udaljenog objekta; po međusobnim ležajevima; na linijama. Posljednja metoda je najjednostavnija i najpreciznija. Suština metode je sljedeća. Prateći jedan od kurseva kompasa na magnetskom kompasu, prelaze liniju vodećih znakova, čiji je magnetski smjer poznat. U trenutku prelaska trasa, bilježi se smjer kompasa i na taj način je moguće odrediti vrijednost odstupanja za dati kurs kompasa. Isto rade i kada prelaze cilj na drugom kursu kompasa. Ako to učinite potreban broj puta, vrijednost odstupanja u svakom slučaju određuje se formulom:
Δ= MP i - KP i
Fizička suština onoga što devijacija ima razna značenja za svaki kurs kompasa, nije teško razumjeti, imajući u vidu činjenicu da će magnetsko polje plovila biti različito u zavisnosti od položaja njegovog trupa u odnosu na linije sile Zemljinog magnetnog polja, tj. plovilo.
Pravila tehničkog rada predviđaju uništavanje devijacije i utvrđivanje preostalog odstupanja magnetnog kompasa najmanje jednom u šest mjeseci.
Kursevi kompasa i kursevi
Smjerovi u moru mogu se odrediti ne samo u odnosu na pravi ili magnetski meridijan, već i u odnosu na kompas.
Slika iznad prikazuje tri meridijana na pravoj ravni horizonta posmatrača: pravi N i magnetni N M i kompas N do; smjer DP plovila OK i smjer od plovila do obalnog orijentira OM. Ugao N i OK - pravi kurs plovila, ugao N M OK - magnetni kurs plovila i ugao N K OK - kurs kompasa plovila; ugao N i OM je pravi smjer objekta M, ugao N m OM je magnetni smjer objekta M a ugao N K OM je smjer kompasa objekta M. Dakle, smjer brodskog kompasa je ugao u centru kompasa, računajući od sjevernog dijela meridijana kompasa do smjera pramca DP plovila u smjeru kazaljke na satu od 0 do 360 0 . Slično tome, smjer kompasa objekta je ugao u središtu kompasa, računajući od sjevernog dijela meridijana kompasa do smjera objekta u smjeru kazaljke na satu od 0 do 360 0.
Kombinirano djelovanje sila zemaljskog i brodskog magnetizma dovodi do toga da magnetna igla odstupa od pravog meridijana za neki ukupni ugao, koji se naziva korekcija magnetskog kompasa i označava ΔMK. Po analogiji s deklinacijom i devijacijom, korekcija kompasa se naziva istočna, pripisujući joj znak plus, ili zapadna (znak minus), ovisno o tome da li je sjeverni dio meridijana kompasa odstupio od sjevernog dijela pravog meridijana do istok ili zapad.
