Abaterea busolei magnetice. Corectarea și translatarea punctelor, instrumente de navigație, bazele hidrometeorologiei, controlul unei ambarcațiuni, controlul unei ambarcațiuni, controlul unei nave mici
Navele moderne sunt construite în principal din oțeluri speciale și fier. Ocupând o poziție neschimbată față de câmpul magnetic al Pământului în timpul construcției, corpul suprastructurii și alte părți ale navei sunt magnetizate treptat și își creează propriile câmpuri magnetice. Lor li se adaugă câmpurile magnetice create de electricitatea navei și încărcătura transportată, care are proprietăți magnetice. Toate aceste câmpuri formează câmpul magnetic al navei, care
variază de la un loc la altul pe navă.
Sistemul magnetic al cardului de busolă instalat pe navă este supus efectului combinat al câmpului magnetic al navei într-o locație dată a navei și al câmpului magnetic al Pământului într-o zonă de navigație dată. Ca urmare a acestui fapt, axa sa magnetică și, în consecință, diametrul cardului 0-180 ° sunt setate într-o anumită direcție, care în caz general diferită de direcția meridianului magnetic.
Planul vertical care trece prin axa magnetică a cardului busolei instalat pe navă se numește planul meridianului busolei. Urme de la intersecția planului meridianului busolei cu planul orizont adevărat numită linia busolei
meridianul sau meridianul busolei și este notat Nk-Sk
.
Unghiul la care planul meridianului busolei se abate de la planul meridianului magnetic se numește abaterea busolei magnetice. ? .
Deviația busolei magnetice se măsoară în planul orizontului adevărat de la partea de nord a meridianului magnetic până la E sau W până la 180°. Dacă în același timp partea de nord a meridianului busolei este deviată de la meridianul magnetic spre est, atunci abaterea se numește est (nucleu) și i se atribuie un semn plus, dacă la vest, atunci abaterea se numește vest (vest) și i se atribuie un semn minus
Valoarea abaterii depinde de o serie de factori, în primul rând de locația busolei pe navă. O busolă instalată pe podul superior și, astfel, oarecum îndepărtată de masele principale ale fierului navei, abaterea va fi mai mică decât cea a unei căi instalate în interiorul timoneriei. Alegerea locației atunci când instalați o busolă magnetică este importantă. De obicei, se instalează în plan diametral mai aproape de secțiunea mediană, astfel încât în imediata apropiere să nu existe mase semnificative de fier și în special fier mobil (macarale, săgeți, plăcuțe etc.).
Tot fierul de navă este împărțit magnetic în „dur” și „moale”. Solidul are o capacitate foarte pronunțată de a reține magnetismul odată primit, care nu este afectat de magnetismul pământesc mai slab. Fierul moale nu reține magnetismul rezultat și este capabil să se remagnetizeze atunci când chiar și un câmp magnetic slab se schimbă.
Deviația busolei magnetice va depinde și de cursul vasului. Când cursul se schimbă, poziția vasului și a tuturor părților sale de fier în raport cu meridianul magnetic și cu axa magnetică a cardului se va schimba. Fierul moale al navei, după ce a luat o nouă poziție în câmpul magnetic al Pământului, va fi remagnetizat
și, în plus, va afecta cardul din alte direcții. Fierul solid, fără a-și schimba magnetismul, dar schimbându-și poziția față de card împreună cu nava, va acționa și asupra lui din noi direcții. Interacționând cu câmpul magnetic al Pământului, aceste forțe, care s-au schimbat în magnitudine și direcție, vor provoca o schimbare a abaterii busolei.
Deviația busolei magnetice se va modifica și ea odată cu modificarea latitudinii zonei de navigație a navei. Când se schimbă latitudinea, intensitatea câmpului magnetic al Pământului se modifică și, în legătură cu aceasta, fierul moale este remagnetizat. Ca urmare, abaterea busolei pe același curs, dar la latitudini diferite, va fi diferită.
Deviația busolei se modifică la încărcarea sau descărcarea mărfurilor care au propriul magnetism sau care sunt capabile să fie magnetizate sau remagnetizate în câmpul magnetic al Pământului și al navei. Poate depinde și de o serie de factori care provoacă modificări ale câmpului magnetic.
starea navei: de la scuturarea carenei în timpul unei furtuni, lovirea de gheață și alte tremurări puternice, sejur lungîn aceeași poziție, de exemplu, în timpul reparațiilor, în timpul lucrărilor de sudare electrică pe o navă etc.
În funcție de natura apariției, se disting abaterile semicirculare, sferturi și călcâi. Semicircularul este creat de fier dur, sfert - prin moale, călcarea are loc atunci când nava se rostogolește.
Pentru a preveni detonarea de către minele magnetice în timpul războiului, navele sunt supuse unei demagnetizări speciale. În acest scop, pentru a reduce până la anumite limite componenta câmpului magnetic de sub chila navei, câmpurile magnetice ale navei sunt compensate prin impunerea lor de câmpuri electromagnetice opuse, create folosind alt felînfășurări instalate pe navă, prin care trece un curent electric. Întregul complex de înfăşurări
iar echipamentul pentru funcționarea lor se numește dispozitiv de demagnetizare sau de protecție (RU sau ZU).
Câmpurile magnetice ale înfășurărilor dispozitivului de demagnetizare acționează nu numai sub chila navei până la adâncimea de protecție, ci și în orice punct deasupra punții. În consecință, aceste câmpuri au un anumit efect asupra sistemului de săgeți al unei busole magnetice, creând o abatere suplimentară a unui semn pozitiv sau negativ. Spre deosebire de abaterea obișnuită cauzată de fierul navei, abaterea produsă de câmpurile magnetice ale înfășurărilor purtătoare de curent se numește condiționat electromagnetică.
Este imposibil de observat separat deviația electromagnetică, se observă împreună cu deviația magnetică, crescând sau scăzând-o. Deviația electromagnetică apare atunci când înfășurările aparatului de distribuție sunt pornite și dispare atunci când sunt oprite.
Pe o navă modernă, deviația busolei magnetice poate ajunge la câteva zeci de grade. Utilizarea unei busole în acest caz este extrem de dificilă și în unele cazuri chiar imposibilă. Forțele care produc o abatere atât de mare, pe unele curse, se pot aduna și pot fi dirijate în așa fel încât să echilibreze forța de ghidare a busolei, care menține axa magnetică a cardului în planul meridianului busolei. Ca urmare, busola pe aceste curse pur și simplu nu va funcționa, deoarece cardul său va fi într-o poziție de echilibru indiferent și, atunci când vasul se întoarce, forțele de frecare sunt purtate în aceeași direcție, arătând același curs. Dacă
Dacă o forță de ghidare slăbită poate depăși această frecare, atunci nu va fi suficient să aduceți rapid cardul la meridianul busolei, cardul va fi instalat extrem de lent în poziție Nk-Sk
.
Cu o abatere mare, diferența dintre busola și cursurile magnetice este foarte mare și ar trebui să existe două tabele de abateri: unul pentru busolă, altul pentru cursurile magnetice, care în munca practica ar provoca mari neplăceri.
În cele din urmă, cu o abatere mare, determinarea valorilor sale pentru ratele tabelare intermediare prin interpolare simplă ar fi nu numai dificilă, ci și incorectă, deoarece modificarea abaterii nu ar fi
proporțional cu modificarea ratelor, care ar afecta calculele în mare măsură.
Astfel, pentru a asigura citiri fiabile și precise ale busolei magnetice, este necesar să se ia măsuri pentru a elimina abaterea. Justificare teoretică și tehnici practice distrugerea abaterilor sunt luate în considerare la cursul „Afaceri cu busolă magnetică”. Cât privește principiul eliminării abaterii, acesta constă în crearea artificială a câmpurilor magnetice în apropierea cardului busolei, egale, dar opuse ca semn, câmpurilor formate de fierul navei. În acest fel, câmpurile și forțele care provoacă abaterea busolei sunt compensate.
Pentru a elimina deviația electromagnetică, sunt utilizate dispozitive speciale care exclud efectul câmpului electromagnetic al înfășurărilor încărcătorului sau aparatului de comutare pe cardul busolei. Întregul complex de înfășurări instalat sub vasul busolei magnetice și echipamentul de control al unor astfel de dispozitive se numește dispozitiv de compensare (CUS). În funcție de numărul de bobine de compensare, acestea sunt împărțite în KUS-3 (trei bobine), KUS-6 (șase bobine),
KUS-9 (nouă bobine), KUS-12 (douăsprezece bobine).
Lucrări de distrugere, abaterile se efectuează pe o radă special echipată pentru aceasta, în modul navei în regim de arimat, când calele sunt închise, încărcătura pe punte este fixată, brațele sunt arimate, centrala electrică, mecanismele auxiliare și unitatile electrice functioneaza.
Distrugerea abaterii conform regulilor operare tehnică trebuie efectuată cel puțin o dată pe an și, în plus, în toate acele cazuri în care se preconizează o schimbare a stării magnetice a navei, adică după reparații sau o ședere lungă în port, după acceptarea sau livrarea mărfurilor care are proprietăți magnetice cu o schimbare mare de latitudine magnetică ca urmare a deplasării dintr-un punct în altul și așa mai departe.
Conținutul articolului
BUSOLĂ, un dispozitiv pentru determinarea direcțiilor orizontale pe sol. Este folosit pentru a determina direcția în care aterizează o navă, o aeronavă vehicul; direcția în care merge pietonul; indicații către un obiect sau reper. Compasele sunt împărțite în două clase principale: busole magnetice, cum ar fi săgețile, care sunt folosite de topografi și turiști, și nemagnetice, cum ar fi girobusola și busola radio.
Card de busolă.
Pentru a determina direcțiile în busolă, există un card (Fig. 1) - o scară circulară cu 360 de diviziuni (corespunzând la un grad unghiular fiecare), marcată astfel încât numărătoarea inversă să fie de la zero în sensul acelor de ceasornic. Nordul (nord, N sau C) corespunde de obicei la 0 ° , est (est, O, E sau B) - 90 ° , sud (sud, S sau S) - 180 ° , vest (vest , V sau Z) - 270 °. Acestea sunt principalele puncte de busolă (țările lumii). Între ele sunt puncte „sferturi”: nord-est sau nord-est (45°), sud-est sau sud-est (135°), sud-vest sau sud-vest (225°) și nord-vest sau NV (315°). Între principal și sfert sunt 16 puncte „principale”, cum ar fi nord-nord-est și nord-nord-vest (au fost odată încă 16 puncte, cum ar fi „nord-umbră-vest”, numite simplu puncte) .
BUSOLA MAGNETICĂ
Principiul de funcționare.
În dispozitivul care indică direcția, trebuie să existe o direcție de referință, din care să fie numărate toate celelalte. Într-o busolă magnetică, această direcție este linia care leagă Polul Nord și Polul Sud al Pământului. În această direcție, tija magnetică se stabilește singură dacă este suspendată astfel încât să se poată roti liber într-un plan orizontal. Cert este că în câmpul magnetic al Pământului, o pereche de forțe rotative acționează asupra tijei magnetice, punându-l în direcția câmpului magnetic. Într-o busolă magnetică, rolul unei astfel de tije este jucat de un ac magnetizat, care, atunci când este măsurat, el însuși este așezat paralel cu câmpul magnetic al Pământului.
Busolă săgeată.
Acesta este cel mai comun tip de busolă magnetică. Este adesea folosit într-o versiune de buzunar. În busola săgeată (Fig. 2) există un ac subțire magnetic instalat liber în punctul de mijloc pe o axă verticală, ceea ce îi permite să se rotească într-un plan orizontal. Capătul de nord al săgeții este marcat și un card este fixat coaxial cu acesta. La măsurare, busola trebuie ținută în mână sau montată pe un trepied, astfel încât planul de rotație al săgeții să fie strict orizontal. Apoi capătul nordic al săgeții va indica polul nord magnetic al pământului. O busolă adaptată pentru topografi este un dispozitiv de stabilire a direcției, adică. instrument de măsurare a azimutului. De obicei este echipat cu o lunetă, care este rotită până când este aliniată cu obiectul dorit, pentru a citi apoi azimutul obiectului de pe card.
Busolă lichidă.
Busola lichidă, sau busola cu card plutitor, este cea mai precisă și mai stabilă dintre toate busolele magnetice. Se aplică adesea la nave maritime si de aceea se numeste instanta. Modelele unui astfel de compas sunt variate; într-o variantă tipică, este o „oală” umplută cu lichid (Fig. 3), în care pe o axă verticală este fixată un card de aluminiu. Pe părțile opuse ale axei, o pereche sau două perechi de magneți sunt atașate la partea de jos a cardului. În centrul cardului există o proeminență semisferică goală - un plutitor care slăbește presiunea pe suportul axei (când vasul este umplut cu lichid de busolă). Axa cardului, trecută prin centrul flotorului, se sprijină pe un lagăr de piatră, de obicei din safir sintetic. Rulmentul axial este fixat pe un disc fix cu o „linie de direcție”. Există două găuri în partea de jos a vasului prin care lichidul poate revărsa în camera de expansiune, compensând schimbările de presiune și temperatură.
Cardul plutește pe suprafața lichidului busolei. Lichidul, de altfel, calmează vibrațiile cardului cauzate de rulare. Apa nu este potrivită pentru busola unei nave, deoarece îngheață. 45% amestec folosit Alcool etilic cu 55% apă distilată, un amestec de glicerină cu apă distilată sau distilat de petrol de înaltă puritate.
Pălăria melon a busolei este turnată din bronz și este echipată cu un capac de sticlă cu un sigiliu care exclude posibilitatea de scurgere. În partea superioară a bowlerului este fixat un inel de azimut sau de stabilire a direcției. Vă permite să determinați direcția către diferite obiecte în raport cu cursul vasului. Bowler-ul compas este fixat în suspensia sa pe inelul interior al balamalei universale (cardan), în care se poate roti liber, menținând o poziție orizontală, în condiții de tanare.
Busola de melon este fixată astfel încât săgeata sau marcajul său special, numită linia de curs, sau o linie neagră, numită linia de curs, să îndrepte spre prova navei. Când direcția navei se schimbă, cardul busolei este ținut în loc de magneți, care își mențin invariabil direcția nord-sud. Deplasând marcajul sau linia cursului în raport cu cardul, puteți controla modificările cursului.
CORECTAREA BUSOLEI
Corecția busolei este abaterea citirilor sale de la nordul adevărat (nordul). Cauzele sale sunt deviația acului magnetic și declinația magnetică.
Deviere.
Busola indică așa-numitul. busola, și nu la nordul magnetic (polul nord magnetic), iar diferența unghiulară corespunzătoare în direcții se numește abatere. Se datorează prezenței câmpurilor magnetice locale suprapuse câmpului magnetic al Pământului. Câmpul magnetic local poate fi creat de corpul navei, încărcătură, mase mari minereuri de fier situat lângă busolă și alte obiecte. Direcția corectă se obține luând în considerare corecția abaterii în citirile busolei.
Magnetismul navei.
Câmpurile magnetice locale create de carena navei și acoperite de conceptul de magnetism al navei sunt împărțite în variabile și constante. Magnetismul variabil al navei este indus în carcasa de oțel a navei de câmpul magnetic al Pământului. Intensitatea magnetismului alternativ al navei variază în funcție de direcția navei și de latitudinea geografică. Magnetismul permanent al navei este indus în timpul construcției navei, când sub influența vibrațiilor cauzate, de exemplu, de operațiunile de nituire, pielea de oțel devine un magnet permanent. Intensitatea și polaritatea (direcția) magnetismului permanent al navei depind de locația (latitudinea) și orientarea carenei navei în timpul asamblarii acesteia. Magnetismul permanent se pierde parțial după ce nava este lansată în apă și după ce a fost în mare agitată. În plus, se schimbă oarecum în timpul „îmbătrânirii” carenei, dar modificările sale sunt reduse semnificativ după ce nava a fost în funcțiune timp de un an.
Magnetismul navei poate fi descompus în trei componente reciproc perpendiculare: longitudinală (față de navă), orizontală transversală și verticală transversală. Abaterile acului magnetic, datorate magnetismului navei, se corectează prin plasarea magneților permanenți în apropierea busolei, paralele cu aceste componente.
Chirurgie.
Busola navei este de obicei montată într-o articulație universală pe un suport special numit chin (Fig. 4). Chipul este atașat rigid și sigur de puntea vasului, de obicei pe linia centrală a acestuia din urmă. Magneții sunt, de asemenea, instalați pe chin pentru a compensa influența magnetismului navei și este fixat un capac de protecție pentru busolă cu un iluminator intern al cardului. Anterior, binacleul a fost realizat sub forma unei figuri din lemn sculptat, dar pe navele moderne este doar un suport cilindric.
Declinație magnetică.
Declinația magnetică este diferența unghiulară dintre magnetic și nordul adevărat datorită faptului că magnetic polul Nord Pământul este deplasat cu 2100 km față de adevăratul, geografic.
Harta declinatiei.
Declinația magnetică variază în timp și de la un punct la altul de pe suprafața pământului. Ca urmare a măsurătorilor câmpului magnetic al Pământului, s-au obținut hărți de declinație, care dau magnitudinea declinației magnetice și rata modificării acesteia în diferite zone. Contururile declinației magnetice zero de pe astfel de hărți, care emană de la polul magnetic nord, se numesc linii agonice sau agoni, iar contururile de declinație magnetică egală se numesc izogonice sau izogoni.
Corecție busola.
În prezent, sunt utilizate o serie de metode diferite de contabilizare a corecțiilor busolei. Toate sunt la fel de bune și, prin urmare, este suficient să dam ca exemplu doar unul adoptat de Marina SUA. Abaterile și declinațiile magnetice spre est sunt considerate pozitive, iar spre vest - negative. Calculele se fac după următoarele formule:
Magn. de exemplu. = Comp. de exemplu. + Abatere,
Comp. de exemplu. = Mag. de exemplu. + Declinație.
Vector T puterea câmpului magnetic al Pământului se află în planul meridianului magnetic și formează un anumit unghi cu planul orizontului eu. Acest colț se numește înclinare magneticăși poate varia în interior
.
Alături de cele de mai sus, sunt luate în considerare proiecțiile HȘi Z vector T la planul orizontului și, respectiv, la verticala locală. Aceste componente sunt definite de următoarele egalități:
. (1.1)
Liniile de valori egale ale parametrilor specificați pot fi trase pe hărțile de navigație. izogoni sunt numite linii de valori egale ale declinației magnetice. Se numesc linii de valori egale ale înclinației magnetice izoclină. Linii de valoare egală HȘi Z numit izodinamica.
Câmpul magnetic al Pământului suferă o modificare anuală lentă, precum și variații destul de rapide datorate, de exemplu, activării proceselor asupra Soarelui. În plus, uniformitatea câmpului magnetic al Pământului este afectată semnificativ de anomaliile magnetice locale.
materialele magnetice moi sunt magnetizate de componente ale câmpului magnetic al pământului. Vom reprezenta câmpurile magnetice ale navei și ale pământului sub forma componentelor corespunzătoare X¢,Y¢,Z¢Și X,Y,Z(Fig. 4.1) vectori ai intensității (sau inducției) acestor câmpuri de-a lungul axelor sistemului de coordonate ohz legat rigid de navă. Caracteristicile magnetizării materialelor magnetice moi de către câmpul magnetic terestru este că sunt magnetizate 
| Important! |
setare Oh, dxȘi gX, îndreptată de-a lungul axelor Oh, OUȘi oz, respectiv (Fig. 4.1). Aici anunțȘi g sunt coeficienții de proporționalitate, care determină mărimea componentelor indicate în fracțiuni ale câmpului magnetizant. În mod similar, un material magnetizat de o componentă Y câmp sol, își va crea propriul câmp cu componente de Y, eYȘi hY, și componenta magnetizată Z- cu componente cZ, fZȘi kZ.
Având în vedere cele de mai sus, puterea rezultată a câmpului magnetic al navei de-a lungul axelor asociate navei poate fi reprezentată ca următoarele egalități (Fig. 1.33):
X¢ = X + aX + bY + cZ + P,
Y¢ = Y + dX + eY + fZ + Q,(4.1)
Z¢ = Z + gX + hY + kZ + R,
Unde H, QȘi R sunt componentele câmpului magnetic generat de magnetismul permanent al navei. Se numesc ecuațiile (4.1). Ecuații Poisson, și coeficienții a...k – Rapoartele lui Poisson. Ecuațiile rezultate caracterizează structura câmpului magnetic al navei și sunt punctul de plecare pentru diverse evaluări în practică. Cu toate acestea, pentru procesul de navigare, interesul principal este relația dintre parametrii câmpului navei și erorile MC, adică. cu abaterea care apare la o busolă instalată într-un loc dat de pe navă. Această abatere este determinată de abaterea de la planul meridianului magnetic al componentei orizontale H¢(Fig. 4.1) a câmpului magnetic al navei, format din suma geometrică a vectorilor X¢Și Y¢, în direcția căreia sunt setate axele magneților cardului busolei. Să găsim relațiile care determină legătura indicată.
Ecuația deviației
Luați în considerare fig. 4.2, arătând orientarea reciprocă a vectorilor navei și a câmpurilor magnetice ale pământului. După cum reiese din figură, abaterea busolei magnetice, egală cu diferența de magnetic MK si busola QC cursuri de nave
=MK - KK, (4.2)
poate fi definită prin următoarea ecuație:
. (4.3)
La rândul său, din figură rezultă că
H¢sin = X¢sin MK + Y¢cos MK, A H¢cos = X¢cos MK – Y¢sin MK.(4.4)
Substituind în egalităţile obţinute valorile X¢ și Y¢ din ecuațiile Poisson (4.1), găsim:
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.
În ultimele egalități, ținem cont de asta
X=H cosMK, Y= - H sinMK.(4.6) Atunci obținem:
(4.7)
Extindem parantezele pătrate ale egalităților (4.7), găsim:
(4.8)
Grupând termeni după armonici, avem:
(4.9)
(4.9)
Denota 
și împărțiți părțile stânga și dreaptă ale egalităților (4.9) la . Ca rezultat, obținem:
(4.10)
Să introducem următoarea notație:
și înlocuiți-le în egalități (4.10). Ca urmare, vom avea:
Împărțind prima egalitate (4.12) la a doua, obținem expresia dorită pentru tangentei de deviație a busolei magnetice:
Această expresie a fost numită formula lui Archibald Smith după omul de știință englez din secolul al XIX-lea. Determină dependența abaterii MC de parametri А¢...E¢și cursurile magnetice ale vasului. Opțiuni A¢...E¢ se numesc coeficienţi de abatere.
În practică, abaterea MK este reprezentată mai des ca o funcție a cursurilor busolei navei. Pentru a obține această expresie, înmulțim egalitatea (4.13) cu numitorul ei. Ca urmare, vom avea:
Extinderea parantezelor și transferul tuturor membrilor cu excepția primului la partea dreapta egalitate, găsim:
Dat fiind KK=MK - , A 2MK-δ \u003d 2KK +, obținem în sfârșit o expresie pentru sinusul deviației busolei magnetice în funcție de cursurile busolei navei:
| Important! |
Câmpul magnetic al Pământului poate fi detectat folosind un ac magnetic. Dacă săgeata este suspendată astfel încât să se poată roti liber în plan orizontal și vertical, atunci în fiecare punct de pe suprafața pământului, sub influența forțelor magnetice, tinde să ia o poziție complet definită în spațiu. Câmpul magnetic al Pământului există la suprafață, sub pământ și în spațiu. Câmpul magnetic al pământului este cauzat de procese din interiorul scoarței sale și din spațiul cosmic și este strâns legat de activitatea Soarelui.
Puterea câmpului magnetic al Pământului este în medie de 40 A/m.
În general, câmpul magnetic al Pământului este neuniform, dar în spațiul limitat al navei poate fi considerat uniform.
Să descompunăm tensiunea, ca vector, în componente separate, care se numesc elementele magnetismului terestru. Acestea includ (vezi fig.) componenta orizontală a intensității câmpului magnetic al Pământului H, componentă verticală Zși declinația magnetică d este unghiul orizontal format de direcția meridianului adevărat PEși componentă H, care se află în planul meridianului magnetic. Pe lângă aceste elemente, vectorul intensității câmpului magnetic include înclinația magnetică eu este unghiul vertical dintre planul orizontal și direcția vectorului de magnetism terestru.
Din figură, puteți stabili următoarea relație între elementele magnetismului terestru:
Dacă trebuie să determinați proiecția vectorului magnetismului terestru pe direcția meridianului adevărat sau a primei verticale, atunci puteți utiliza următoarele egalități
Liniile care leagă valori egale ale lui H și Z se numesc izodine (linii de intensitate egală). Izoliniile de declinație magnetică sunt izogoni, izoliniile de declinație magnetică sunt izocline. Astfel de linii sunt trasate pe o hartă specială a magnetismului terestru. Izoclinele de înclinare zero formează ecuatorul magnetic.
Descompunem vectorul magnetismului terestru în axe de coordonate ale navei:
Proiecții ale puterii câmpului magnetic al pământului pe axele navei:
Componenta orizontală, care determină funcționarea busolei magnetice, variază în diferite locuri de pe glob de la zero (la polii magnetici) la 32 A/m în apropierea vârfului sudic al Asiei. Scăderea acestei componente are loc dinspre direcția de la ecuator la poli.
Componenta verticală a câmpului magnetic al Pământului variază de la zero (la ecuatorul magnetic) la 56 A/m în regiunile polare.
Subiectul 3 (2 ore) câmpul magnetic al navei. Ecuații Poisson și analiza lor.
Corpul navei, motorul acesteia, mecanismele navei sunt realizate din materiale care au o oarecare magnetizare reziduală. Pe lângă magnetizarea permanentă reziduală dobândită în timpul construcției, carena navei și mecanismele sale nu și-au pierdut capacitatea de a fi magnetizate în câmpul magnetic al Pământului, care afectează constant nava. Astfel, în fierul navei se pot distinge două componente: componenta tare se magnetizează în perioada de construcție și rămâne constantă, componenta moale se magnetizează în câmpul magnetic al Pământului. Magnetismul permanent al navei și magnetizarea fierului moale al navei au efect asupra oricărui dispozitiv magnetic de pe navă. În acest caz, se obișnuiește să se spună că câmpul magnetic al navei acționează în spațiul din jurul navei.
Nava, cu toate echipamentele sale, este un corp de formă foarte complexă, așa că este greu de așteptat să fie magnetizată uniform. Cu toate acestea, magnetizarea navei în timpul construcției și în perioadele ulterioare ale navigației sale are loc în câmpul magnetic slab al Pământului, în plus, susceptibilitatea magnetică a navei în ansamblu este mică. Prin urmare, neomogenitatea magnetizării sale se dovedește a fi nesemnificativă, poate fi neglijată și pornește de la valoarea medie a magnetizării pentru întregul vas în ansamblu.
Prin urmare, se poate folosi teorema lui Poisson asupra magnetizării uniforme a corpurilor.
Teorema lui Poisson se formulează astfel: potenţialul magnetic U a unui corp magnetizat uniform este egal cu produsul scalar al vectorului de magnetizare al corpului, luat cu semnul minus 
asupra gradientului potenţial al forţei de atracţie 
, creat de masa corpului dat:
Unde: - 
- componente ale magnetizării navei de-a lungul axelor navei
- valori derivate V de-a lungul acestor axe, proporționale cu potențialul de atracție cauzat de masa vasului.
Pentru a trece de la potențial la proiecțiile intensității câmpului magnetic pe axele navei, diferențiem (16) în raport cu variabilele X, y, z , Unde J- valoare constanta:
Vectorul de magnetizare al corpului este exprimat prin formula (16). Să-l descompunem în componente de-a lungul axelor navei:
Unde: X, Y, Z - proiecții pe aceste axe ale câmpului magnetizant - alunița magnetică a Pământului.
Înlocuiți aceste valori în cele trei ecuații anterioare:
Să deschidem parantezele din fiecare dintre aceste ecuații și să introducem notația
|
|
Folosind aceste notații, putem scrie după cum urmează:
Aceste ecuații exprimă proiecțiile intensității câmpului magnetic al navei în punctul O (vezi fig.). Dacă o busolă este situată în punctul O, atunci va arăta nu numai magnetismul navei, ci și efectul câmpului magnetic al Pământului. Adăugăm algebric proiecțiile intensităților câmpului navei și ale Pământului pentru a exprima acțiunea lor comună:
unde cu liniuță sunt proiecții pe axele navei ale câmpului magnetic total, fără liniuță sunt proiecții pe aceleași axe ale câmpului magnetic al Pământului, cu zero sunt proiecții ale intensității câmpului magnetic al navei. De aici:
|
|
Aceste ecuații sunt numite ecuații Poisson, deoarece au fost derivate pe baza teoremei lui Poisson privind magnetizarea uniformă a corpurilor.
A, b, c,… k sunt parametrii Poisson. Ele caracterizează fierul moale: calitățile sale magnetice, forma și dimensiunea, locația față de centrul busolei.
Termeni P, Q, R exprimă câmpul magnetic al magnetismului permanent al navei datorită acțiunii fierului dur.
Toate aceste valori practic nu se schimbă pentru o anumită busolă și pentru o anumită stare magnetică a navei. Dacă pe navă se mută mase mari de fier în raport cu busola sau se mută busola în sine, atunci aceste valori se vor schimba.
Direcția navei nu afectează aceste valori; latitudinea magnetică are un efect foarte slab doar asupra parametrilor Poisson. Tremuraturile navei, încărcarea navei afectează starea sa magnetică.
Direcțiile în mare pot fi determinate nu numai în raport cu adevăratul meridian, ci și în raport cu cel magnetic.
Să înfățișăm două meridiane pe planul orizontului adevărat al observatorului: adevărat N I și magnetic N M direcția DP, OK și direcția de la navă până la reperul de coastă OM. Apoi, în această figură, N ȘI OK sunt direcția adevărată a navei, iar unghiul N ȘI OM este direcția adevărată. Prin analogie, se crede că unghiul N M OK este direcția magnetică (MK), iar unghiul N M OM este orientarea magnetică a obiectului M. Astfel, direcția magnetică a vasului este unghiul din centrul busolei. , numărat de la partea de nord a meridianului magnetic până la direcția prova DP-ului navei în sensul acelor de ceasornic de la 0 la 360 0 . În același mod, direcția magnetică a unui obiect este unghiul din centrul busolei, numărat de la partea de nord a meridianului magnetic până la direcția obiectului în sensul acelor de ceasornic de la 0 la 360 0.
magnetismul navei
Setul de oțel al carenei navei, pielea capătă proprietăți magnetice din momentul construcției. În câmpul magnetic al Pământului, toate legăturile longitudinale, transversale și verticale ale vasului sunt magnetizate diferit. În plus, fierul navei este împărțit magnetic în „dur” și „moale”. Primul are proprietățile magneților permanenți. Magnetismul permanent dobândit de navă în timpul construcției durează ani de zile. Fierul marin magnetic moale nu „întârzie” starea magnetică pentru o lungă perioadă de timp; are magnetism inductiv, care depinde de poziția carenei navei față de meridianul magnetic. Astfel, acul magnetic al unui compas instalat pe o navă este influențat de forțele magnetice ale fierului dur și moale magnetic, iar acțiunea lor este diferită. În plus, ca urmare a acțiunii forțelor magnetice care decurg din câmpul magnetic creat de diferite unități de operare a navei, circuite de curent, acul busolei se abate de la meridianul magnetic.
Planul vertical care trece prin polii acului magnetic al busolei de pe navă, care are rotație liberă în jurul axei verticale, se numește planul meridianului busolei într-un punct dat al navei. Astfel, meridianul busolei este o linie imaginară de intersecție a planului orizontului adevărat al observatorului cu planul meridianului busolei care trece prin punct dat pe navă. Unghiul din planul orizontului adevărat al observatorului dintre meridianul magnetic și cel al busolei se numește abaterea busolei magnetice. Acest unghi este numărat de la partea de nord a meridianului magnetic la W sau la E de la 0 la 180 0 . 
Abaterea se numește estică dacă partea de nord a meridianului busolei se abate de la partea de nord a meridianului magnetic spre est; dacă partea de nord a meridianului busolei se abate de la partea de nord a meridianului magnetic spre vest, atunci abaterea se numește vest. Deviația de est are un semn plus, abaterea de vest este un semn minus.
O abatere semnificativă a busolei magnetice creează un mare inconvenient în munca practică. Prin urmare, deviația este distrusă pe nave prin crearea artificială în centrul busolei de forțe care sunt de natură identică, egale ca mărime și opuse ca direcție forțelor care provoacă abaterea. Distrugerea abaterii busolei magnetice de pe navă este o lucrare laborioasă, efectuată de obicei de deviatori specialiști. După distrugerea abaterii, busolele navei determină abaterea reziduală, care de obicei nu depășește 2-3 0. Se găsește din observații pe opt cursuri principale și sferturi distanțate egal, iar apoi, folosind formule speciale, valorile sale sunt calculate pentru cursurile de busolă prin 10 sau 15 0.
Există multe modalități de a determina abaterea de la observații: prin orientarea corpurilor cerești; în funcție de orientarea unui obiect îndepărtat; prin rulmenti reciproci; pe linii. Ultima metodă este cea mai simplă și mai precisă. Esența metodei este următoarea. Urmând unul dintre cursurile busolei pe busola magnetică, ei traversează linia semnelor de conducere, a căror direcție magnetică este cunoscută. În momentul traversării aliniamentelor, se notează direcția busolei acestora și, astfel, este posibilă determinarea valorii abaterii pentru un anumit curs de busolă. Ei fac același lucru atunci când traversează ținta pe un alt curs de busolă. Făcând acest lucru de numărul necesar de ori, valoarea abaterii în fiecare caz este determinată de formula:
Δ= MP i - KP i
Esența fizică a ceea ce are abaterea diverse sensuri pentru fiecare curs de busolă, nu este greu de înțeles, amintindu-ne faptul că câmpul magnetic al navei va fi diferit în funcție de locația corpului său în raport cu liniile de forță ale câmpului magnetic al Pământului, adică de cursul vasul.
Regulile de funcționare tehnică prevăd distrugerea abaterii și determinarea abaterii reziduale a busolei magnetice cel puțin o dată la șase luni.
Cursuri de busolă și indicații
Direcțiile în mare pot fi determinate nu numai în raport cu meridianul adevărat sau magnetic, ci și în raport cu busola.
Figura de mai sus arată trei meridiane pe planul orizontului adevărat al observatorului: N adevărat și N M magnetic și busola N la; direcția DP a navei OK și direcția de la navă la reperul de coastă OM. Unghiul N și OK - direcția adevărată a navei, unghiul N M OK - direcția magnetică a navei și unghiul N K OK - direcția busola a navei; unghiul N și OM este direcția adevărată a obiectului M, unghiul N m OM este direcția magnetică a obiectului M și unghiul N K OM este direcția busolei obiectului M. Deci, direcția busolei navei este unghiul în centrul busolei, numărat de la partea de nord a meridianului busolei până la direcția DP a prova a navei în sensul acelor de ceasornic de la 0 la 360 0 . În mod similar, direcția busolei unui obiect este unghiul din centrul busolei, numărat de la partea de nord a meridianului busolei până la direcția obiectului în sensul acelor de ceasornic de la 0 la 360 0.
Acțiunea combinată a forțelor magnetismului terestru și al navei duce la faptul că acul magnetic se abate de la meridianul adevărat cu un unghi total, numit corecție busolă magnetică și notat cu ΔMK. Prin analogie cu declinația și deviația, corecția busolei se numește estică, atribuindu-i un semn plus, sau vestică (semnul minus), în funcție de dacă partea de nord a meridianului busolei este deviată de la partea de nord a meridianului adevărat la est sau vest.
