การเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็ก การแก้ไขและแปลจุด เครื่องมือเดินเรือ พื้นฐานอุทกวิทยา บังคับเรือ บังคับเรือ บังคับเรือเล็ก

เรือสมัยใหม่ส่วนใหญ่สร้างจากเหล็กกล้าพิเศษและเหล็ก ด้วยตำแหน่งที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามสนามแม่เหล็กโลกในระหว่างการก่อสร้าง โครงสร้างส่วนบนของเรือและส่วนอื่นๆ ของเรือจะค่อยๆ ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กและสร้างสนามแม่เหล็กของมันเอง เพิ่มสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยไฟฟ้าของเรือและสินค้าที่ขนส่งซึ่งมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก สนามทั้งหมดเหล่านี้สร้างสนามแม่เหล็กของเรือซึ่ง
แตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่บนเรือ

ระบบแม่เหล็กของการ์ดเข็มทิศที่ติดตั้งบนเรือจะขึ้นอยู่กับผลรวมของสนามแม่เหล็กของเรือในตำแหน่งที่กำหนดของเรือและสนามแม่เหล็กโลกในพื้นที่การเดินเรือที่กำหนด ด้วยเหตุนี้แกนแม่เหล็กจึงกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของการ์ด 0-180 °ในทิศทางที่แน่นอนซึ่งใน กรณีทั่วไปแตกต่างจากทิศทางของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็ก

ระนาบแนวตั้งที่ผ่านแกนแม่เหล็กของการ์ดเข็มทิศที่ติดตั้งบนเรือเรียกว่าระนาบของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศ ร่องรอยจากจุดตัดระนาบของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศกับระนาบ ขอบฟ้าที่แท้จริงเรียกว่าเส้นเข็มทิศ
เส้นเมริเดียนหรือเส้นเมอริเดียนเข็มทิศ และเขียนแทนได้ Nk-สก .

มุมที่ระนาบของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศเบี่ยงเบนจากระนาบของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กเรียกว่า ความเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็ก ? .

ความเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็กวัดในระนาบของขอบฟ้าจริงจากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กถึง อี หรือ ว สูงถึง 180° หากในเวลาเดียวกันทางตอนเหนือของเส้นเมริเดียนของเข็มทิศเบี่ยงเบนจากเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กไปทางทิศตะวันออก การเบี่ยงเบนจะเรียกว่า ทิศตะวันออก (แกนกลาง) และมีเครื่องหมายบวกกำกับไว้ หากไปทางทิศตะวันตก การเบี่ยงเบนจะเรียกว่า ทิศตะวันตก (ทิศตะวันตก) และมีเครื่องหมายลบประกอบอยู่ด้วย

ปริมาณของการเบี่ยงเบนขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ โดยหลักแล้วขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเข็มทิศบนเรือ เข็มทิศที่ติดตั้งบนสะพานด้านบน และด้วยเหตุนี้ ค่อนข้างถูกถอดออกจากมวลหลักของเหล็กของเรือ ความเบี่ยงเบนจะน้อยกว่าของรางที่ติดตั้งภายในโรงเก็บล้อ การเลือกตำแหน่งเมื่อติดตั้งเข็มทิศแม่เหล็กเป็นสิ่งสำคัญ โดยปกติจะติดตั้งในระนาบเส้นผ่านศูนย์กลางใกล้กับส่วนกลางเพื่อให้ไม่มีมวลเหล็กที่มีนัยสำคัญในบริเวณใกล้เคียงและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กที่เคลื่อนที่ได้ (เครน, ลูกศร, เดวิท ฯลฯ )

เหล็กสำหรับต่อเรือทั้งหมดจะถูกแบ่งโดยแม่เหล็กเป็น "แข็ง" และ "อ่อน" ของแข็งมีความสามารถในการคงอำนาจแม่เหล็กที่ได้รับเมื่อได้รับแล้วอย่างชัดเจน ซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจากอำนาจแม่เหล็กของโลกที่อ่อนกว่า เหล็กอ่อนไม่คงสภาพความเป็นแม่เหล็กที่เกิดขึ้น และสามารถดึงดูดแม่เหล็กใหม่ได้แม้สนามแม่เหล็กอ่อนจะเปลี่ยนไป

ความเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็กจะขึ้นอยู่กับทิศทางของเรือด้วย เมื่อเส้นทางเปลี่ยนไป ตำแหน่งของเรือและชิ้นส่วนเหล็กทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กและแกนแม่เหล็กของการ์ดจะเปลี่ยนไป เหล็กเรืออ่อนซึ่งได้รับตำแหน่งใหม่ในสนามแม่เหล็กโลกจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กอีกครั้ง
และนอกจากนี้จะส่งผลต่อการ์ดจากทิศทางอื่นๆ เหล็กแข็งโดยไม่ต้องเปลี่ยนสนามแม่เหล็ก แต่เปลี่ยนตำแหน่งตามการ์ดพร้อมกับเรือก็จะดำเนินการจากทิศทางใหม่เช่นกัน เมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กโลก แรงเหล่านี้ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทางจะทำให้ความเบี่ยงเบนของเข็มทิศเปลี่ยนไป

ความเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็กจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของละติจูดของพื้นที่นำทางของเรือด้วย เมื่อละติจูดเปลี่ยน ความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกจะเปลี่ยนไป และด้วยเหตุนี้ เหล็กอ่อนจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่ เป็นผลให้ความเบี่ยงเบนของเข็มทิศในเส้นทางเดียวกัน แต่ที่ละติจูดต่างกันจะแตกต่างกัน

ความเบี่ยงเบนของเข็มทิศจะเปลี่ยนไปเมื่อบรรทุกหรือขนถ่ายสินค้าที่มีสภาพเป็นแม่เหล็กในตัวของมันเอง หรือสามารถถูกทำให้เป็นแม่เหล็กหรือถูกทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่ได้ในสนามแม่เหล็กของโลกและตัวเรือ นอกจากนี้ยังอาจขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแม่เหล็ก
สภาพของเรือ: จากการสั่นไหวของตัวเรือขณะเกิดพายุ การชนกับน้ำแข็ง และการสั่นสะเทือนที่รุนแรงอื่น ๆ พักยาวในตำแหน่งเดียวกัน เช่น ระหว่างการซ่อมแซม ระหว่างงานเชื่อมไฟฟ้าบนเรือ เป็นต้น

ตามลักษณะของการเกิดขึ้น การเบี่ยงเบนของครึ่งวงกลม ไตรมาส และส้นเท้าจะแตกต่างกัน รูปครึ่งวงกลมถูกสร้างขึ้นโดยเหล็กแข็ง ไตรมาส - โดยอ่อน การส้นเท้าเกิดขึ้นเมื่อเรือม้วน

เพื่อป้องกันการระเบิดจากทุ่นระเบิดแม่เหล็กในระหว่างสงคราม เรือจะถูกล้างอำนาจแม่เหล็กเป็นพิเศษ เพื่อจุดประสงค์นี้ เพื่อลดข้อจำกัดบางอย่างของส่วนประกอบของสนามแม่เหล็กใต้กระดูกงูของเรือ สนามแม่เหล็กของเรือจะได้รับการชดเชยโดยการกำหนดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ตรงกันข้ามกับพวกมัน ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้ ชนิดที่แตกต่างติดตั้งขดลวดบนเรือซึ่งผ่านกระแสไฟฟ้า ความซับซ้อนทั้งหมดของขดลวด
และอุปกรณ์สำหรับการทำงานเรียกว่าอุปกรณ์ลดอำนาจแม่เหล็กหรืออุปกรณ์ป้องกัน (RU หรือ ZU)

สนามแม่เหล็กของขดลวดของอุปกรณ์ล้างอำนาจแม่เหล็กไม่เพียงทำหน้าที่ใต้กระดูกงูของเรือจนถึงระดับความลึกของการป้องกันเท่านั้น แต่ยังอยู่ที่จุดใด ๆ เหนือดาดฟ้าด้วย ดังนั้นฟิลด์เหล่านี้จึงมีผลบางอย่างต่อระบบลูกศรของเข็มทิศแม่เหล็ก ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนเพิ่มเติมของเครื่องหมายบวกหรือลบ ซึ่งแตกต่างจากการเบี่ยงเบนตามปกติที่เกิดจากเหล็กของเรือ ความเบี่ยงเบนที่เกิดจากสนามแม่เหล็กของขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าเรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้าแบบมีเงื่อนไข
เป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกตการเบี่ยงเบนทางแม่เหล็กไฟฟ้าแยกกัน แต่จะสังเกตได้พร้อมกับการเบี่ยงเบนของสนามแม่เหล็ก เพิ่มขึ้นหรือลดลง การเบี่ยงเบนของแม่เหล็กไฟฟ้าจะปรากฏขึ้นเมื่อขดลวดสวิตช์เปิดอยู่และหายไปเมื่อปิด

บนเรือสมัยใหม่ ความเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็กอาจสูงถึงหลายสิบองศา การใช้เข็มทิศในกรณีนี้เป็นเรื่องยากมากและในบางกรณีก็เป็นไปไม่ได้เลย แรงที่ก่อให้เกิดการเบี่ยงเบนขนาดใหญ่เช่นนี้ ในบางหลักสูตรสามารถรวมกันและถูกกำกับในลักษณะที่สมดุลกับแรงชี้นำของเข็มทิศ ซึ่งทำให้แกนแม่เหล็กของการ์ดอยู่ในระนาบของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศ เป็นผลให้เข็มทิศในเส้นทางเหล่านี้ใช้งานไม่ได้เนื่องจากการ์ดจะอยู่ในตำแหน่งที่ไม่สมดุลและเมื่อเรือหมุนตัวแรงเสียดทานจะถูกพัดพาไปในทิศทางเดียวกันซึ่งแสดงเส้นทางเดียวกัน ถ้า
หากแรงชี้นำที่อ่อนลงสามารถเอาชนะแรงเสียดทานนี้ได้ ก็จะไม่เพียงพอที่จะนำการ์ดไปยังเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศอย่างรวดเร็ว การ์ดจะถูกติดตั้งอย่างเชื่องช้าอย่างยิ่งในตำแหน่ง Nk-สก .

ด้วยความเบี่ยงเบนที่มาก ความแตกต่างระหว่างเข็มทิศและสนามแม่เหล็กนั้นใหญ่มาก และตารางหนึ่งจะต้องมีตารางเบี่ยงเบนสองตาราง: ตารางหนึ่งสำหรับเข็มทิศ และอีกตารางหนึ่งสำหรับหลักสูตรแม่เหล็ก ซึ่งใน งานจริงจะก่อให้เกิดความไม่สะดวกอย่างมาก

ในที่สุด ด้วยความเบี่ยงเบนมาก การกำหนดค่าสำหรับอัตราตารางระดับกลางโดยการแก้ไขอย่างง่ายจะไม่เพียงยาก แต่ยังไม่ถูกต้อง เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในส่วนเบี่ยงเบนจะไม่
เป็นสัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงของอัตราซึ่งจะส่งผลต่อการคำนวณในระดับมาก

ดังนั้น เพื่อให้การอ่านค่าเข็มทิศแม่เหล็กมีความน่าเชื่อถือและแม่นยำ จึงจำเป็นต้องใช้มาตรการเพื่อกำจัดความเบี่ยงเบน เหตุผลทางทฤษฎีและ เทคนิคการปฏิบัติการทำลายความเบี่ยงเบนได้รับการพิจารณาในหลักสูตร "ธุรกิจเข็มทิศแม่เหล็ก" สำหรับหลักการของการกำจัดความเบี่ยงเบนนั้นประกอบด้วยการสร้างสนามแม่เหล็กใกล้กับการ์ดเข็มทิศซึ่งเท่ากัน แต่ตรงกันข้ามกับเครื่องหมายไปยังสนามที่เกิดจากเหล็กของเรือ ด้วยวิธีนี้ สนามและแรงที่ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของเข็มทิศจะได้รับการชดเชย

เพื่อขจัดความเบี่ยงเบนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีการใช้อุปกรณ์พิเศษที่ไม่รวมผลกระทบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวดของเครื่องชาร์จหรือสวิตช์บนการ์ดเข็มทิศ ขดลวดทั้งหมดที่ติดตั้งอยู่ใต้หม้อของเข็มทิศแม่เหล็กและอุปกรณ์ควบคุมของอุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่าอุปกรณ์ชดเชย (CUS) ขึ้นอยู่กับจำนวนของขดลวดชดเชย พวกเขาแบ่งออกเป็น KUS-3 (สามขด), KUS-6 (หกขด),
KUS-9 (เก้าขด), KUS-12 (สิบสองขด)

งานทำลายล้าง, การเบี่ยงเบนจะดำเนินการบนถนนที่ติดตั้งเป็นพิเศษสำหรับสิ่งนี้, ในโหมดของเรือในโหมดที่เก็บไว้, เมื่อปิดการถือครอง, สินค้าบนดาดฟ้าได้รับการแก้ไข, บูมถูกเก็บไว้, โรงไฟฟ้า, กลไกเสริมและ หน่วยไฟฟ้ากำลังทำงาน

การทำลายความเบี่ยงเบนตามกฎ การดำเนินการทางเทคนิคควรดำเนินการอย่างน้อยปีละครั้ง และนอกจากนี้ ในทุกกรณีที่คาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงในสถานะแม่เหล็กของเรือ เช่น หลังจากการซ่อมแซมหรืออยู่ในท่าเรือเป็นเวลานาน หลังจากรับหรือส่งมอบสินค้าที่ มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่มีละติจูดแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงมากอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง เป็นต้น

เนื้อหาของบทความ

เข็มทิศ,อุปกรณ์สำหรับกำหนดทิศทางแนวนอนบนพื้น ใช้เพื่อกำหนดทิศทางของเรือ เครื่องบิน ที่ดิน ยานพาหนะ; ทิศทางที่คนเดินเท้ากำลังเดิน เส้นทางไปยังวัตถุหรือจุดสังเกตบางอย่าง เข็มทิศแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: เข็มทิศแม่เหล็ก เช่น ลูกศร ซึ่งใช้โดยนักสำรวจภูมิประเทศและนักท่องเที่ยว และเข็มทิศที่ไม่ใช่แม่เหล็ก เช่น ไจโรคอมพาสและเข็มทิศวิทยุ

บัตรเข็มทิศ

ในการกำหนดทิศทางในเข็มทิศ มีการ์ด (รูปที่ 1) ซึ่งเป็นสเกลวงกลมที่มี 360 ดิวิชั่น (แต่ละอันตรงกับองศาเชิงมุมหนึ่งองศา) ซึ่งทำเครื่องหมายไว้เพื่อให้การนับถอยหลังเริ่มจากศูนย์ตามเข็มนาฬิกา ทิศเหนือ (เหนือ N หรือ C) มักจะตรงกับ 0 ° , ตะวันออก (ตะวันออก, O, E หรือ B) - 90 ° , ใต้ (ใต้, S หรือ S) - 180 ° , ตะวันตก (ตะวันตก , W หรือ ซ) - 270°. นี่คือเข็มทิศหลัก (ประเทศต่างๆ ของโลก) ระหว่างจุดเหล่านี้คือจุด "ไตรมาส": ตะวันออกเฉียงเหนือ หรือ ตะวันออกเฉียงเหนือ (45°) ตะวันออกเฉียงใต้ หรือ ตะวันออกเฉียงใต้ (135°) ตะวันตกเฉียงใต้ หรือ ตะวันตกเฉียงใต้ (225°) และ ตะวันตกเฉียงเหนือ หรือ ตะวันตกเฉียงเหนือ (315°) ระหว่างหลักและไตรมาสมีจุด "หลัก" 16 จุด เช่น ตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงเหนือ และตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงเหนือ (ครั้งหนึ่งมีอีก 16 จุด เช่น "เหนือ-เงา-ตะวันตก" เรียกง่ายๆ ว่าจุด) .

เข็มทิศแม่เหล็ก

หลักการทำงาน.

ในอุปกรณ์ระบุทิศทาง ต้องมีทิศทางอ้างอิงซึ่งจะนับทิศทางอื่นทั้งหมด ในเข็มทิศแม่เหล็ก ทิศทางนี้คือเส้นที่เชื่อมระหว่างขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ของโลก ในทิศทางนี้ แท่งแม่เหล็กจะตกลงโดยตัวมันเองหากถูกระงับเพื่อให้หมุนได้อย่างอิสระในระนาบแนวนอน ความจริงก็คือในสนามแม่เหล็กโลก แรงคู่ที่หมุนได้จะกระทำกับแท่งแม่เหล็กโดยกำหนดให้มันอยู่ในทิศทางของสนามแม่เหล็ก ในเข็มทิศแม่เหล็ก บทบาทของแท่งดังกล่าวแสดงโดยเข็มแม่เหล็ก ซึ่งเมื่อวัดแล้ว ตัวมันเองจะถูกตั้งขนานกับสนามแม่เหล็กโลก

เข็มทิศลูกศร

นี่คือเข็มทิศแม่เหล็กประเภทที่พบมากที่สุด มักใช้ในรุ่นพกพา ในเข็มทิศลูกศร (รูปที่ 2) มีเข็มแม่เหล็กบาง ๆ ติดตั้งอยู่ในนั้นอย่างอิสระ จุดกึ่งกลางบนแกนตั้งซึ่งช่วยให้หมุนในแนวระนาบได้ ปลายด้านเหนือของลูกศรถูกทำเครื่องหมายไว้ และการ์ดจะยึดกับแกน เมื่อทำการวัด ต้องถือเข็มทิศไว้ในมือหรือติดตั้งบนขาตั้งเพื่อให้ระนาบการหมุนของลูกศรอยู่ในแนวนอนอย่างเคร่งครัด จากนั้นปลายลูกศรด้านเหนือจะชี้ไปที่ขั้วแม่เหล็กโลกด้านเหนือ เข็มทิศที่ดัดแปลงมาสำหรับนักสำรวจภูมิประเทศคืออุปกรณ์หาทิศทาง กล่าวคือ เครื่องมือวัดแนวราบ โดยปกติจะติดตั้งขอบเขตการส่อง ซึ่งจะหมุนจนอยู่ในแนวเดียวกับวัตถุที่ต้องการ เพื่อที่จะอ่านค่า Azimuth ของวัตถุจากการ์ด

เข็มทิศเหลว

เข็มทิศของเหลวหรือเข็มทิศแบบบัตรลอยมีความแม่นยำและเสถียรที่สุดในบรรดาเข็มทิศแม่เหล็กทั้งหมด มักจะนำไปใช้กับ เรือเดินทะเลจึงเรียกว่าศาล. การออกแบบของเข็มทิศนั้นมีหลากหลาย ในรูปแบบทั่วไป มันคือ "หม้อ" ที่เต็มไปด้วยของเหลว (รูปที่ 3) ซึ่งการ์ดอะลูมิเนียมจะยึดกับแกนตั้ง ที่ด้านตรงข้ามของแกน แม่เหล็กคู่หนึ่งหรือสองคู่ติดอยู่ที่ด้านล่างของการ์ด ตรงกลางการ์ดมีส่วนที่ยื่นออกมาครึ่งวงกลมกลวง - ทุ่นที่ทำให้แรงกดบนแกนรองรับอ่อนลง (เมื่อหม้อเต็มไปด้วยของเหลวเข็มทิศ) แกนของการ์ดที่ลากผ่านจุดศูนย์กลางของทุ่นจะวางอยู่บนแท่นหิน ซึ่งมักทำจากแซฟไฟร์สังเคราะห์ ตลับลูกปืนกันรุนได้รับการแก้ไขบนดิสก์คงที่ด้วย "บรรทัดหัวเรื่อง" มีรูสองรูที่ด้านล่างของหม้อซึ่งของเหลวสามารถล้นเข้าไปในห้องขยายได้ ชดเชยการเปลี่ยนแปลงของความดันและอุณหภูมิ

การ์ดลอยอยู่บนพื้นผิวของเหลวของเข็มทิศ ของเหลวยังช่วยบรรเทาการสั่นสะเทือนของการ์ดที่เกิดจากการกลิ้ง น้ำไม่เหมาะสำหรับเข็มทิศของเรือเนื่องจากเป็นน้ำแข็ง ใช้ส่วนผสม 45% เอทิลแอลกอฮอล์ด้วยน้ำกลั่น 55% ส่วนผสมของกลีเซอรีนกับน้ำกลั่น หรือน้ำมันกลั่นที่มีความบริสุทธิ์สูง

หมวกกะลาของเข็มทิศหล่อจากทองสัมฤทธิ์และติดตั้งฝาแก้วพร้อมซีลที่ป้องกันการรั่วซึม วงแหวนราบหรือวงแหวนหาทิศทางถูกยึดไว้ที่ส่วนบนของกะลา ช่วยให้คุณกำหนดทิศทางไปยังวัตถุต่าง ๆ ที่สัมพันธ์กับเส้นทางของเรือ กะลาเข็มทิศได้รับการแก้ไขในการระงับที่วงแหวนด้านในของบานพับสากล (cardan) ซึ่งสามารถหมุนได้อย่างอิสระในขณะที่รักษาตำแหน่งแนวนอนในสภาพการขว้าง

กะลาเข็มทิศได้รับการแก้ไขเพื่อให้ลูกศรหรือเครื่องหมายพิเศษที่เรียกว่าเส้นแน่นอนหรือเส้นสีดำเรียกว่าเส้นแน่นอนชี้ไปที่หัวเรือ เมื่อทิศทางของเรือเปลี่ยนไป การ์ดเข็มทิศจะถูกยึดด้วยแม่เหล็ก ซึ่งจะรักษาทิศทางเหนือ-ใต้อย่างสม่ำเสมอ คุณสามารถควบคุมการเปลี่ยนแปลงหลักสูตรได้โดยการเลื่อนเครื่องหมายหรือเส้นของหลักสูตรให้สัมพันธ์กับการ์ด

การแก้ไขเข็มทิศ

การแก้ไขเข็มทิศคือการเบี่ยงเบนของค่าที่อ่านได้จากทิศเหนือจริง (ทิศเหนือ) สาเหตุของมันคือการเบี่ยงเบนของเข็มแม่เหล็กและการปฏิเสธของแม่เหล็ก

การเบี่ยงเบน

เข็มทิศชี้ไปที่สิ่งที่เรียกว่า เข็มทิศและไม่ใช่แม่เหล็กเหนือ (ขั้วแม่เหล็กเหนือ) และความแตกต่างเชิงมุมที่สอดคล้องกันในทิศทางเรียกว่าการเบี่ยงเบน เกิดจากการที่มีสนามแม่เหล็กเฉพาะที่ทับอยู่บนสนามแม่เหล็กโลก สนามแม่เหล็กเฉพาะที่สามารถสร้างโดยตัวเรือ สินค้า สิ่งของจำนวนมาก แร่เหล็กอยู่ใกล้เข็มทิศและวัตถุอื่นๆ ทิศทางที่ถูกต้องจะได้มาโดยคำนึงถึงการแก้ไขความเบี่ยงเบนในการอ่านค่าของเข็มทิศ

แม่เหล็กเรือ

สนามแม่เหล็กท้องถิ่นที่สร้างขึ้นโดยตัวเรือและปกคลุมด้วยแนวคิดของอำนาจแม่เหล็กของเรือนั้นแบ่งออกเป็นค่าคงที่และค่าคงที่ แม่เหล็กของเรือแปรผันถูกเหนี่ยวนำขึ้นในตัวเรือเหล็กโดยสนามแม่เหล็กโลก ความเข้มของแม่เหล็กเรือสลับกันจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทิศทางของเรือและละติจูดทางภูมิศาสตร์ แม่เหล็กถาวรของเรือถูกเหนี่ยวนำระหว่างการสร้างเรือ เมื่ออยู่ภายใต้อิทธิพลของการสั่นสะเทือน เช่น จากการตอกหมุด ผิวเหล็กจะกลายเป็นแม่เหล็กถาวร ความเข้มและขั้ว (ทิศทาง) ของแม่เหล็กถาวรของเรือขึ้นอยู่กับตำแหน่ง (ละติจูด) และทิศทางของตัวเรือระหว่างการประกอบ อำนาจแม่เหล็กถาวรบางส่วนสูญเสียไปหลังจากที่ปล่อยเรือลงน้ำและหลังจากอยู่ในทะเลที่มีคลื่นลมแรง นอกจากนี้ มีการเปลี่ยนแปลงบ้างในช่วง "อายุ" ของตัวเรือ แต่การเปลี่ยนแปลงจะลดลงอย่างมากหลังจากใช้งานเรือเป็นเวลาหนึ่งปี

อำนาจแม่เหล็กของเรือสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วนที่ตั้งฉากกัน: ตามยาว (เทียบกับเรือ) แนวนอนตามขวางและแนวตั้งตามขวาง การเบี่ยงเบนของเข็มแม่เหล็กเนื่องจากอำนาจแม่เหล็กของเรือ จะแก้ไขได้โดยการวางแม่เหล็กถาวรไว้ใกล้กับเข็มทิศโดยขนานกับส่วนประกอบเหล่านี้

บินนาเคิล

เข็มทิศของเรือมักจะติดตั้งในข้อต่อสากลบนขาตั้งพิเศษที่เรียกว่า binnacle (รูปที่ 4) หัวเรือติดแน่นกับดาดฟ้าของเรืออย่างแน่นหนาและแน่นหนา โดยปกติจะอยู่ที่เส้นกึ่งกลางของส่วนหลัง นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งแม่เหล็กบน binnacle เพื่อชดเชยอิทธิพลของอำนาจแม่เหล็กของเรือ และฝาครอบป้องกันสำหรับเข็มทิศที่มีไฟส่องการ์ดภายในได้รับการแก้ไขแล้ว ก่อนหน้านี้ binnacle ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของไม้แกะสลัก แต่ในเรือสมัยใหม่มันเป็นเพียงขาตั้งทรงกระบอก

การปฏิเสธแม่เหล็ก

การปฏิเสธแม่เหล็กคือความแตกต่างเชิงมุมระหว่างแม่เหล็กและทิศเหนือจริงเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าแม่เหล็ก ขั้วโลกเหนือโลกถูกแทนที่ด้วยระยะทาง 2,100 กม. เมื่อเทียบกับภูมิศาสตร์ที่แท้จริง

แผนที่การปฏิเสธ

การลดลงของสนามแม่เหล็กจะแปรผันไปตามกาลเวลาและจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งบนพื้นผิวโลก จากการวัดสนามแม่เหล็กโลกทำให้ได้แผนที่การลดลงซึ่งให้ขนาดของการลดลงของสนามแม่เหล็กและอัตราการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ต่างๆ รูปทรงของการลดลงของสนามแม่เหล็กเป็นศูนย์บนแผนที่ดังกล่าว ซึ่งเล็ดลอดออกมาจากขั้วแม่เหล็กเหนือ เรียกว่าเส้นอะโกนิกหรืออากอน และรูปทรงของการลดลงของสนามแม่เหล็กที่เท่ากันเรียกว่าไอโซโกนิกหรือไอโซกอน

การแก้ไขเข็มทิศ

ขณะนี้มีการใช้วิธีการบัญชีที่แตกต่างกันหลายวิธีสำหรับการแก้ไขเข็มทิศ พวกเขาทั้งหมดมีดีพอ ๆ กัน ดังนั้นจึงเพียงพอที่จะยกตัวอย่างเพียงหนึ่งเดียวที่กองทัพเรือสหรัฐฯ นำมาใช้ การเบี่ยงเบนและการปฏิเสธแม่เหล็กไปทางทิศตะวันออกถือเป็นบวกและทางทิศตะวันตก - เป็นลบ การคำนวณทำตามสูตรต่อไปนี้:

ขนาด เช่น. = คอมพ์ เช่น. + ส่วนเบี่ยงเบน

คอมพ์ เช่น. = แม็ก เช่น. + การปฏิเสธ

เวกเตอร์ ตความแรงของสนามแม่เหล็กโลกอยู่ในระนาบของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กและทำมุมกับระนาบขอบฟ้า ฉัน. มุมนี้เรียกว่า ความเอียงของแม่เหล็กและอาจแตกต่างกันไปภายใน .

นอกเหนือจากที่กล่าวมาแล้ว ยังมีการพิจารณาประมาณการ ชมและ Zเวกเตอร์ ตไปยังระนาบขอบฟ้าและแนวตั้งในพื้นที่ตามลำดับ ส่วนประกอบเหล่านี้ถูกกำหนดโดยความเท่าเทียมกันดังต่อไปนี้:

. (1.1)
สามารถวาดเส้นที่มีค่าเท่ากันของพารามิเตอร์ที่ระบุบนแผนภูมิการนำทาง ไอโซโกเนสเรียกว่าเส้นที่มีค่าเท่ากันของการปฏิเสธแม่เหล็ก เส้นที่มีค่าเท่ากันของความเอียงของแม่เหล็กเรียกว่า ไอโซไลน์. เส้นค่าเท่ากัน ชมและ Zเรียกว่า ไอโซไดนามิกส์.

สนามแม่เหล็กโลกผ่านการเปลี่ยนแปลงประจำปีอย่างช้าๆ เช่นเดียวกับการแปรผันที่ค่อนข้างเร็วเนื่องจากการกระตุ้นกระบวนการต่างๆ บนดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ ความสม่ำเสมอของสนามแม่เหล็กโลกยังได้รับผลกระทบอย่างมากจากความผิดปกติของสนามแม่เหล็กในพื้นที่

วัสดุแม่เหล็กอ่อนถูกแม่เหล็กโดยส่วนประกอบของสนามแม่เหล็กโลก เราจะเป็นตัวแทนของสนามแม่เหล็กของเรือและของโลกในรูปแบบของส่วนประกอบที่สอดคล้องกัน X ¢,Y ¢,Z ¢และ X,Y,Z(รูปที่ 4.1) เวกเตอร์ของความเข้ม (หรือการเหนี่ยวนำ) ของฟิลด์เหล่านี้ตามแกนของระบบพิกัด โอ้เชื่อมต่อกับเรืออย่างแน่นหนา คุณสมบัติของการทำให้เป็นแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กอ่อนโดยสนามแม่เหล็กโลกก็คือ พวกเขากำลังถูกดึงดูด

สำคัญ!

หนึ่งในส่วนประกอบของฟิลด์นี้ เช่น ส่วนประกอบ X จะสร้างฟิลด์ของตัวเอง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีส่วนประกอบทั้งหมด 3 ส่วน ซึ่งขนาดจะเป็นสัดส่วนกับสนามแม่เหล็กดังนั้น เมื่อวัสดุถูกทำให้เป็นแม่เหล็กโดยส่วนประกอบ เอ็กซ์วัสดุแม่เหล็กสร้างสนามที่มี
การตั้งค่า โอ้, ดีเอ็กซ์และ gXกำกับไปตามแกน โอ้, อู๋และ ออนซ์,ตามลำดับ (รูปที่ 4.1) ที่นี่ ก, งและ ชคือค่าสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนที่กำหนดขนาดของส่วนประกอบที่ระบุเป็นเศษส่วนของสนามแม่เหล็ก ในทำนองเดียวกัน วัสดุที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กโดยส่วนประกอบ วายสนามกราวด์จะสร้างสนามของตัวเองพร้อมส่วนประกอบ บาย อีวายและ ฮและส่วนประกอบที่เป็นแม่เหล็ก Z- มีส่วนประกอบ ซีแซด, เอฟแซดและ kZ.

ความแรงของสนามแม่เหล็กของเรือตามแกนที่เกี่ยวข้องกับเรือสามารถแสดงได้ดังนี้ (รูปที่ 1.33):

X ¢ = X + aX + bY + cZ + P

Y ¢ = Y + dX + eY + fZ + Q(4.1)

Z ¢ = Z + gX + hY + kZ + R

ที่ไหน เอช, คิวและ รเป็นส่วนประกอบของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กถาวรของเรือ สมการ (4.1) เรียกว่า สมการปัวซองและค่าสัมประสิทธิ์ ก...ค – อัตราส่วนของปัวซอง. สมการที่ได้จะอธิบายลักษณะโครงสร้างของสนามแม่เหล็กของเรือ และเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการประเมินต่างๆ ในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม สำหรับกระบวนการนำทาง ความสนใจหลักคือความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ช่องเรือกับข้อผิดพลาด MC เช่น กับความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นกับเข็มทิศที่ติดตั้งไว้ ณ ที่ใดที่หนึ่งบนเรือ ความเบี่ยงเบนนี้ถูกกำหนดโดยการเบี่ยงเบนจากระนาบของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กขององค์ประกอบแนวนอน H ¢(รูปที่ 4.1) ของสนามแม่เหล็กของเรือ เกิดจากผลรวมทางเรขาคณิตของเวกเตอร์ X ¢และ ใช่ในทิศทางที่ตั้งแกนของแม่เหล็กการ์ดเข็มทิศ ให้เราค้นหาความสัมพันธ์ที่กำหนดการเชื่อมต่อที่ระบุ

สมการเบี่ยงเบน

พิจารณารูป 4.2 แสดงการวางแนวร่วมกันของเวกเตอร์ของเรือและสนามแม่เหล็กโลก จากรูปความเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็กเท่ากับความแตกต่างของแม่เหล็ก เอ็ม.เคและเข็มทิศ ควบคุมคุณภาพหลักสูตรเรือ

=มข.-มข, (4.2)

สามารถกำหนดได้ด้วยสมการต่อไปนี้:

. (4.3)

ในทางกลับกันก็เป็นไปตามรูปที่

H ¢ sin = X ¢ sin MK + Y ¢ cos MKก H ¢ cos = X ¢ cos MK – Y ¢ sin MK(4.4)

แทนค่าความเท่าเทียมกันที่ได้รับ เอ็กซ์¢ และ Y ¢จากสมการปัวซอง (4.1) เราพบ:

H¢sin =[(1+a)X + byY + cZ + P] sin MK + [(1+e)Y + dX + fZ +Q] cos MK

H¢cos =[(1+a)X + byY + cZ + P] cos MK – [(1 + e)Y +dX + fZ = Q] บาป MK

ในความเสมอภาคสุดท้าย เราคำนึงถึงสิ่งนั้น

X=H cosMK, Y= - H sinMK(4.6) จากนั้นเราจะได้:

(4.7)

เมื่อขยายวงเล็บเหลี่ยมของความเท่าเทียมกัน (4.7) เราพบว่า:

(4.8)

การจัดกลุ่มคำตามเสียงประสาน เรามี:

(4.9)

(4.9)

แสดงว่า และหารด้านซ้ายและขวาของความเท่าเทียมกัน (4.9) ด้วย เป็นผลให้เราได้รับ:

(4.10)

ให้เราแนะนำสัญกรณ์ต่อไปนี้:

และแทนความเท่ากัน (4.10) เป็นผลให้เราจะมี:

การหารความเท่าเทียมกันครั้งแรก (4.12) ด้วยวินาที เราได้นิพจน์ที่ต้องการสำหรับส่วนเบี่ยงเบนแทนเจนต์ของเข็มทิศแม่เหล็ก:

การแสดงออกนี้เรียกว่าสูตรของ Archibald Smith ตามนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในศตวรรษที่ 19 มันกำหนดการพึ่งพาของการเบี่ยงเบน MC กับพารามิเตอร์ A¢…E¢และสนามแม่เหล็กของเรือ ตัวเลือก กข…จขเรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์การเบี่ยงเบน

ในทางปฏิบัติ ค่าเบี่ยงเบน MK มักจะแสดงเป็นฟังก์ชันของหลักสูตรเข็มทิศของเรือ เพื่อให้ได้นิพจน์นี้ เราคูณความเท่าเทียมกัน (4.13) ด้วยตัวส่วน เป็นผลให้เราจะมี:

การขยายวงเล็บและโอนสมาชิกทั้งหมดยกเว้นสมาชิกตัวแรกไปยัง ด้านขวาความเท่าเทียมกัน เราพบ:

กำหนดว่า KK=เอ็มเค - ,ก 2MK-δ \u003d 2KK +,ในที่สุดเราก็ได้นิพจน์สำหรับค่าไซน์ของการเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็กตามฟังก์ชันของหลักสูตรเข็มทิศของเรือ:

สำคัญ!

ดังนั้นจึงมีการกำหนดนิพจน์ที่แสดงลักษณะของกฎการเปลี่ยนแปลงในส่วนเบี่ยงเบนของ MC และอนุญาตให้มีการประมาณการเชิงตัวเลขในแง่ของ เงื่อนไขต่างๆการว่ายน้ำ. ความเท่าเทียมกัน (4.16) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแก้ปัญหานี้ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะใช้ความเท่าเทียมกันแบบใดในการประมาณค่า ควรระลึกไว้เสมอ (ดูความสัมพันธ์ 4.11) ว่า ค่าสัมประสิทธิ์การเบี่ยงเบน А¢, D¢ และ E¢ แทบไม่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเรือ และค่าสัมประสิทธิ์ B¢ และ C¢ เปลี่ยนไปตามละติจูดของตำแหน่งของเรือ เนื่องจากองค์ประกอบแนวนอน H ของความแรงของสนามแม่เหล็กโลก ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์นี้ สามารถเห็นได้จากนิพจน์เดียวกันว่าค่าสัมประสิทธิ์การเบี่ยงเบนไม่ได้ขึ้นอยู่กับเส้นทางของเรือ

สามารถตรวจจับสนามแม่เหล็กโลกได้โดยใช้เข็มแม่เหล็ก หากลูกศรถูกแขวนไว้เพื่อให้สามารถหมุนได้อย่างอิสระในระนาบแนวนอนและแนวตั้ง ในทุกจุดบนพื้นผิวโลกภายใต้อิทธิพลของแรงแม่เหล็ก ลูกศรมักจะอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอนในอวกาศ สนามแม่เหล็กโลกมีอยู่ทั้งบนพื้นผิว ใต้ดิน และในอวกาศ สนามแม่เหล็กโลกเกิดจากกระบวนการภายในเปลือกโลกและในอวกาศ และมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกิจกรรมของดวงอาทิตย์

ความแรงของสนามแม่เหล็กโลกโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 40 A/m

โดยทั่วไปแล้วสนามแม่เหล็กโลกนั้นไม่สม่ำเสมอ แต่ในพื้นที่จำกัดของยานก็ถือได้ว่ามีความสม่ำเสมอ

ให้เราแยกความตึงเครียดเป็นเวกเตอร์ออกเป็นองค์ประกอบที่แยกจากกันซึ่งเรียกว่าองค์ประกอบของแม่เหล็กโลก ซึ่งรวมถึง (ดูรูปที่) องค์ประกอบแนวนอนของความแรงของสนามแม่เหล็กโลก ชม, ส่วนประกอบแนวตั้ง Zและการปฏิเสธของแม่เหล็ก งคือมุมแนวนอนที่เกิดจากทิศทางของเส้นเมอริเดียนที่แท้จริง บนและส่วนประกอบ ชมซึ่งอยู่ในระนาบของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็ก นอกจากองค์ประกอบเหล่านี้แล้ว เวกเตอร์ความแรงของสนามแม่เหล็กยังรวมถึงความเอียงของสนามแม่เหล็กด้วย ฉันคือมุมแนวตั้งระหว่างระนาบแนวนอนกับทิศทางของเวกเตอร์แม่เหล็กโลก

จากรูป คุณสามารถสร้างความสัมพันธ์ต่อไปนี้ระหว่างองค์ประกอบของแม่เหล็กโลก:

หากคุณต้องการกำหนดการฉายเวกเตอร์ของแม่เหล็กโลกในทิศทางของเส้นเมอริเดียนจริงหรือแนวตั้งแรกคุณสามารถใช้ความเท่าเทียมกันต่อไปนี้

เส้นที่เชื่อมต่อค่าที่เท่ากันของ H และ Z เรียกว่า isodynes (เส้นที่มีความเข้มเท่ากัน) ไอโซไลน์ของการปฏิเสธแม่เหล็กคือไอโซกอน ไอโซไลน์ของการปฏิเสธแม่เหล็กคือไอโซไลน์ เส้นดังกล่าวถูกลงจุดบนแผนที่แม่เหล็กโลกแบบพิเศษ ไอโซไซไลน์ที่มีความเอียงเป็นศูนย์ก่อตัวเป็นเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก

เราแยกเวกเตอร์ของแม่เหล็กโลกออกเป็นแกนพิกัดของเรือ:

การฉายภาพความแรงของสนามแม่เหล็กโลกบนแกนของเรือ:

ส่วนประกอบแนวนอนซึ่งกำหนดการทำงานของเข็มทิศแม่เหล็กจะแตกต่างกันไปในแต่ละจุดบนโลกตั้งแต่ศูนย์ (ที่ขั้วแม่เหล็ก) ถึง 32 A/m ใกล้กับปลายด้านใต้ของเอเชีย การลดลงขององค์ประกอบนี้เกิดขึ้นจากทิศทางจากเส้นศูนย์สูตรไปยังขั้วโลก

องค์ประกอบแนวตั้งของสนามแม่เหล็กโลกจะแปรผันตั้งแต่ศูนย์ (ที่เส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก) ถึง 56 A/m ในบริเวณขั้วโลก

หัวข้อที่ 3 (2 ชั่วโมง) สนามแม่เหล็กของเรือ สมการปัวซองและการวิเคราะห์

ตัวเรือ เครื่องยนต์ และกลไกของเรือทำจากวัสดุที่มีการดึงดูดแม่เหล็กหลงเหลืออยู่ นอกเหนือจากการดึงดูดแม่เหล็กถาวรที่เหลืออยู่ในระหว่างการก่อสร้างแล้ว ตัวเรือและกลไกต่างๆ ของเรือยังไม่สูญเสียความสามารถในการดึงดูดในสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งส่งผลต่อเรืออย่างต่อเนื่อง ดังนั้น ส่วนประกอบเหล็กของเรือสามารถแยกความแตกต่างได้สองส่วน: ส่วนประกอบที่แข็งจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในระหว่างระยะเวลาการก่อสร้างและคงที่ ส่วนประกอบที่อ่อนนุ่มจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กโลก แม่เหล็กถาวรของเรือและแม่เหล็กของเหล็กอ่อนของเรือมีผลกับอุปกรณ์แม่เหล็กบนเรือ ในกรณีนี้ เป็นเรื่องปกติที่จะบอกว่าสนามแม่เหล็กของเรือทำหน้าที่ในอวกาศรอบๆ เรือ

เรือพร้อมอุปกรณ์ทั้งหมดเป็นลำตัวที่มีรูปร่างซับซ้อนมาก ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะคาดหมายว่าจะได้รับแรงแม่เหล็กอย่างสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตามการดึงดูดของเรือระหว่างการก่อสร้างและในช่วงเวลาต่อ ๆ ไปของการเดินเรือนั้นเกิดขึ้นในสนามแม่เหล็กโลกที่อ่อนแอ นอกจากนี้ความไวต่อแม่เหล็กของเรือโดยรวมยังมีน้อย ดังนั้นความไม่สม่ำเสมอของการสะกดจิตจึงไม่มีนัยสำคัญสามารถละเลยได้และดำเนินการต่อจากค่าเฉลี่ยของการสะกดจิตสำหรับเรือทั้งหมดโดยรวม

ดังนั้น เราสามารถใช้ทฤษฎีบทของปัวซองในการดึงดูดวัตถุที่สม่ำเสมอ

ทฤษฎีบทของปัวซองมีสูตรดังนี้: ศักย์แม่เหล็ก ยูของวัตถุที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กอย่างสม่ำเสมอจะเท่ากับผลคูณของสเกลาร์ของเวคเตอร์ของการทำให้เป็นแม่เหล็กของวัตถุ ถ่ายด้วยเครื่องหมายลบ บนความลาดเอียงของแรงดึงดูด , สร้างขึ้นโดยมวลของร่างกายที่กำหนด:

ที่ไหน: -
- ส่วนประกอบของการดึงดูดของเรือตามแกนของเรือ

- ค่าที่ได้รับ V ตามแกนเหล่านี้เป็นสัดส่วนกับศักยภาพของแรงดึงดูดที่เกิดจากมวลของเรือ

ในการส่งผ่านจากศักย์ไฟฟ้าไปยังการฉายภาพของความแรงของสนามแม่เหล็กบนแกนของเรือ เราแยกความแตกต่าง (16) ด้วยความเคารพต่อตัวแปร x, ย, ซี , ที่ไหน เจ- ค่าคงที่:

เวกเตอร์การดึงดูดของร่างกายแสดงโดยสูตร (16) มาแยกย่อยออกเป็นส่วนประกอบตามแกนของเรือ:

ที่ไหน: เอ็กซ์, วาย, Z - การฉายภาพบนแกนของสนามแม่เหล็กเหล่านี้ - โมลแม่เหล็กของโลก

แทนค่าเหล่านี้ลงในสามสมการก่อนหน้า:

ให้เราเปิดวงเล็บในแต่ละสมการเหล่านี้และแนะนำสัญกรณ์

เราสามารถเขียนโดยใช้สัญกรณ์เหล่านี้ได้ดังนี้:

สมการเหล่านี้แสดงการคาดคะเนความแรงของสนามแม่เหล็กของเรือที่จุด O (ดูรูปที่) หากเข็มทิศอยู่ที่จุด O เข็มทิศจะไม่เพียงแสดงพลังแม่เหล็กของยานเท่านั้น แต่ยังแสดงผลกระทบของสนามแม่เหล็กโลกด้วย เราเพิ่มการประมาณเชิงพีชคณิตของกำลังภาคสนามของเรือและโลกเพื่อแสดงการกระทำร่วมกัน:

โดยที่เส้นประจะฉายไปยังแกนของเรือของสนามแม่เหล็กทั้งหมด โดยไม่มีเส้นประจะเป็นการฉายไปยังแกนเดียวกันของสนามแม่เหล็กโลก โดยที่ศูนย์คือเส้นโครงของความแรงของสนามแม่เหล็กของเรือ จากที่นี่:

สมการเหล่านี้เรียกว่าสมการปัวซอง เนื่องจากได้มาจากทฤษฎีบทของปัวซองเกี่ยวกับการดึงดูดวัตถุให้เป็นแม่เหล็กแบบสม่ำเสมอ

ก, ข, ค,… เคเป็นพารามิเตอร์ปัวซอง พวกเขาแสดงลักษณะของเหล็กอ่อน: คุณสมบัติทางแม่เหล็ก รูปร่างและขนาด ตำแหน่งที่สัมพันธ์กับศูนย์กลางของเข็มทิศ

ข้อกำหนด พี, ถาม, รแสดงสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กเรือถาวรเนื่องจากการกระทำของเหล็กแข็ง

ค่าทั้งหมดเหล่านี้แทบไม่เปลี่ยนแปลงสำหรับเข็มทิศที่กำหนดและสำหรับสถานะแม่เหล็กที่กำหนดของเรือ หากอยู่บนเรือเพื่อเคลื่อนย้ายเหล็กจำนวนมากเมื่อเทียบกับเข็มทิศหรือย้ายเข็มทิศเองค่าเหล่านี้จะเปลี่ยนไป

ทิศทางของเรือไม่ส่งผลต่อค่าเหล่านี้ ละติจูดแม่เหล็กมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อพารามิเตอร์ปัวซองเท่านั้น การสั่นของเรือ การบรรทุกของเรือส่งผลต่อสถานะแม่เหล็กของมัน

ทิศทางในทะเลสามารถกำหนดได้ไม่เพียง แต่สัมพันธ์กับเส้นเมอริเดียนที่แท้จริงเท่านั้น แต่ยังสัมพันธ์กับเส้นแม่เหล็กด้วย
ให้เราพรรณนาเส้นเมอริเดียนสองเส้นบนระนาบของขอบฟ้าที่แท้จริงของผู้สังเกตการณ์: N I จริงและทิศทางแม่เหล็ก N M DP, OK และทิศทางจากเรือไปยังจุดสังเกตชายฝั่ง OM ในรูปนี้ N และ OK คือทิศทางที่แท้จริงของเรือ และมุม N และ OM คือทิศทางที่แท้จริง โดยการเปรียบเทียบ เชื่อกันว่ามุม N M OK คือทิศทางแม่เหล็ก (MK) และมุม N M OM คือทิศทางแม่เหล็กของวัตถุ M ดังนั้น ทิศทางแม่เหล็กของเรือคือมุมที่ศูนย์กลางของเข็มทิศ นับจากตอนเหนือของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กไปจนถึงทิศทางของหัวเรือของ DP ของเรือตามเข็มนาฬิกาตั้งแต่ 0 ถึง 360 0 . ในทำนองเดียวกัน แนวแม่เหล็กของวัตถุคือมุมที่ศูนย์กลางของเข็มทิศ โดยนับจากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กไปยังทิศทางของวัตถุตามเข็มนาฬิกาตั้งแต่ 0 ถึง 360 0

แม่เหล็กเรือ

ชุดเหล็กของตัวเรือผิวได้รับคุณสมบัติแม่เหล็กตั้งแต่การก่อสร้าง ในสนามแม่เหล็กโลก การเชื่อมโยงตามยาว แนวขวาง และแนวดิ่งของเรือจะถูกดึงดูดให้แตกต่างกัน นอกจากนี้ เหล็กต่อเรือยังถูกแบ่งโดยสนามแม่เหล็กเป็น "แข็ง" และ "อ่อน" ประการแรกมีคุณสมบัติของแม่เหล็กถาวร แม่เหล็กถาวรที่เรือได้รับระหว่างการก่อสร้างนั้นคงอยู่เป็นเวลาหลายปี เหล็กทางทะเลที่อ่อนด้วยแม่เหล็กไม่ "หน่วง" สถานะแม่เหล็กเป็นเวลานาน มันมีแม่เหล็กแบบเหนี่ยวนำซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งของลำเรือที่สัมพันธ์กับเส้นลมปราณแม่เหล็ก ดังนั้น เข็มแม่เหล็กของเข็มทิศที่ติดตั้งบนเรือจะได้รับอิทธิพลจากแรงแม่เหล็กของเหล็กแข็งและอ่อนที่เป็นแม่เหล็ก และการทำงานของพวกมันก็แตกต่างกัน นอกจากนี้ ผลจากการกระทำของแรงแม่เหล็กที่เกิดจากสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยหน่วยปฏิบัติการต่างๆ ของเรือ วงจรกระแสไฟฟ้า เข็มของเข็มทิศจะเบี่ยงเบนไปจากเส้นเมริเดียนแม่เหล็ก
ระนาบแนวตั้งที่ผ่านขั้วของเข็มแม่เหล็กของเข็มทิศบนเรือซึ่งมีการหมุนรอบแกนตั้งอย่างอิสระเรียกว่าระนาบของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศ ณ จุดที่กำหนดบนเรือ ดังนั้น เส้นเมริเดียนของเข็มทิศจึงเป็นเส้นจินตภาพของจุดตัดของระนาบของขอบฟ้าที่แท้จริงของผู้สังเกตกับระนาบของเส้นเมริเดียนของเข็มทิศที่ตัดผ่าน จุดที่กำหนดบนเรือ. มุมในระนาบของขอบฟ้าที่แท้จริงของผู้สังเกตระหว่างเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กและเข็มทิศเรียกว่าส่วนเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็ก มุมนี้นับจากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กถึง W หรือถึง E ตั้งแต่ 0 ถึง 180 0

ความเบี่ยงเบนนี้เรียกว่า ทิศตะวันออก ถ้าส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศเบี่ยงเบนจากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กไปทางทิศตะวันออก หากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศเบี่ยงเบนจากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กไปทางทิศตะวันตก การเบี่ยงเบนนั้นเรียกว่าทิศตะวันตก ส่วนเบี่ยงเบนทางทิศตะวันออกถูกกำหนดให้เป็นเครื่องหมายบวก ส่วนเบี่ยงเบนทางทิศตะวันตกเป็นเครื่องหมายลบ
ความเบี่ยงเบนที่สำคัญของเข็มทิศแม่เหล็กทำให้เกิดความไม่สะดวกอย่างมากในการทำงานจริง ดังนั้น การเบี่ยงเบนจะถูกทำลายบนเรือโดยการสร้างแรงเทียมขึ้นที่ศูนย์กลางของเข็มทิศซึ่งมีลักษณะเหมือนกันโดยธรรมชาติ ขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้ามกับแรงที่ทำให้เกิดการเบี่ยงเบน การทำลายความเบี่ยงเบนของเข็มทิศแม่เหล็กบนเรือเป็นงานที่ลำบากซึ่งมักดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง หลังจากค่าความเบี่ยงเบนหายไป เข็มทิศของเรือจะระบุค่าเบี่ยงเบนที่เหลือซึ่งโดยปกติจะไม่เกิน 2-3 0 พบได้จากการสังเกตแปดหลักสูตรหลักและไตรมาสที่มีระยะห่างเท่าๆ กัน จากนั้นใช้สูตรพิเศษ ค่าของหลักสูตรจะถูกคำนวณสำหรับหลักสูตรเข็มทิศจนถึง 10 หรือ 15 0
มีหลายวิธีในการระบุค่าเบี่ยงเบนจากการสังเกต: โดยรัศมีของเทห์ฟากฟ้า ตามทิศทางของวัตถุที่อยู่ห่างไกล โดยตลับลูกปืนร่วมกัน บนเส้น วิธีสุดท้ายนั้นง่ายและแม่นยำที่สุด สาระสำคัญของวิธีการมีดังนี้ ตามหลักสูตรเข็มทิศแบบใดแบบหนึ่งบนเข็มทิศแม่เหล็ก พวกเขาข้ามเส้นสัญญาณนำหน้า ซึ่งทราบทิศทางแม่เหล็ก ในขณะที่ข้ามแนวแนว จะมีการสังเกตทิศทางของเข็มทิศ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดค่าการเบี่ยงเบนสำหรับเส้นทางของเข็มทิศที่กำหนด พวกเขาทำเช่นเดียวกันเมื่อข้ามเป้าหมายในเส้นทางเข็มทิศอื่น ทำตามจำนวนครั้งที่ต้องการ ค่าเบี่ยงเบนในแต่ละกรณีจะถูกกำหนดโดยสูตร:
Δ= MP ผม - KP ผม
สาระสำคัญทางกายภาพของสิ่งที่เบี่ยงเบน ความหมายต่างๆมันไม่ยากที่จะเข้าใจสำหรับแต่ละเส้นทางของเข็มทิศ โดยจดจำข้อเท็จจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กของเรือจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของลำเรือเมื่อเทียบกับเส้นแรงของสนามแม่เหล็กโลก นั่นคือ บนเส้นทางของ เรือ
กฎของการดำเนินการทางเทคนิคกำหนดให้ทำลายส่วนเบี่ยงเบนและกำหนดส่วนเบี่ยงเบนที่เหลือของเข็มทิศแม่เหล็กอย่างน้อยทุก ๆ หกเดือน

หลักสูตรเข็มทิศและตลับลูกปืน

ทิศทางในทะเลสามารถกำหนดได้ไม่เพียงแค่สัมพันธ์กับเส้นเมอริเดียนจริงหรือเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กเท่านั้น แต่ยังสัมพันธ์กับเข็มทิศด้วย
รูปด้านบนแสดงเส้นเมอริเดียนสามเส้นบนระนาบขอบฟ้าที่แท้จริงของผู้สังเกตการณ์: N จริงและแม่เหล็ก N M และเข็มทิศ N ถึง; ทิศทางของ DP ของเรือตกลงและทิศทางจากเรือไปยังจุดสังเกตชายฝั่ง OM มุม N และ OK - ส่วนหัวที่แท้จริงของเรือ, มุม N M OK - ส่วนหัวของแม่เหล็กของเรือและมุม NK OK - ทิศทางของเข็มทิศของเรือ มุม N และ OM คือทิศทางที่แท้จริงของวัตถุ M มุม N m OM คือทิศทางแม่เหล็กของวัตถุ M และมุม N K OM คือทิศทางของเข็มทิศของวัตถุ M ดังนั้น ทิศทางของเข็มทิศของเรือคือมุม ที่กึ่งกลางของเข็มทิศ นับจากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศไปยังทิศทางของ DP เรือของหัวเรือตามเข็มนาฬิกาจาก 0 ถึง 360 0 ในทำนองเดียวกัน ทิศทางของเข็มทิศของวัตถุคือมุมที่ศูนย์กลางของเข็มทิศ โดยนับจากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศไปยังทิศทางของวัตถุตามเข็มนาฬิกาตั้งแต่ 0 ถึง 360 0
การกระทำร่วมกันของแรงแม่เหล็กบนบกและบนเรือนำไปสู่ความจริงที่ว่าเข็มแม่เหล็กเบี่ยงเบนไปจากเส้นเมอริเดียนที่แท้จริงด้วยมุมทั้งหมด เรียกว่าการแก้ไขเข็มทิศแม่เหล็ก และแสดงโดย ΔMK โดยการเปรียบเทียบกับการปฏิเสธและการเบี่ยงเบน การแก้ไขเข็มทิศเรียกว่าทิศตะวันออกโดยมีเครื่องหมายบวกหรือตะวันตก (เครื่องหมายลบ) ขึ้นอยู่กับว่าส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนของเข็มทิศเบี่ยงเบนจากส่วนเหนือของเส้นเมอริเดียนจริงไปยัง ตะวันออกหรือตะวันตก