книги из ГПНТБ / Меклер, А. Г. Электрооборудование машин непрерывного транспорта

§ 17. ДЕВИАЦИЯ И КОМПАСНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

Компасным меридианом называется след сечения плоскости истин­ ного горизонта вертикальной плоскостью, проходящей через линию N — S картушки магнитного компаса.

Дивиацией называется угол, образованный магнитным и компасным меридианами (рис. 18). Девиация обозначается буквой б и отсчитывает-

JNK

ся от нордовой части магнитного меридиана к востоку или западу от О до 180°. Девиация считается положительной, если компасный ме­ ридиан^ отклонен к востоку Ost от магнитного меридиана, и отрица­ тельной — если компасный меридиан отклонен от магнитного мери­ диана к западу West. Рассмотрим силы магнитного поля судна и их влияние на девиацию компаса.

30

Сила ХН действует в направлении магнитного меридиана. Она представляет собой горизонтальную составляющую земного магне­ тизма Я , измененную влиянием коэффициента X, который обычно меньше единицы и несколько ослабляет силу Я. Сила ЯЯ девиации не вызывает и является полезной силой, удерживающей линию N — S картушки в направлении магнитного меридиана. Ее обычно называют направляющей силой.

Сила А'ХН (см. рис. 18, а) создается мягкой в магнитном отно­ шении судовой сталью и действует перпендикулярно магнитному меридиану, в направлении к востоку или западу, и зависит от уста­ новки компаса. Если компас установлен в диаметральной плоскости судна, эта сила близка к нулю. Если это условие не соблюдено, сила А"КН на всех кур­ сах создает девиацию.

Сила В'ХН (см. рис. 18, б) создается мягкой и твердой в магнитном отноше­ нии сталью и действует в направлении продольной оси судна. Считается поло­ жительной, если направлена к носу судна, и отрицательной — если в сторо­ ну кормы. Девиация под влиянием этой силы достигает максимальных значений на магнитных курсах 90 и 270°. На магнитных курсах 0 и 180° она девиа­ ции не вызывает.

Сила С'ХН (см. рис. 18, в) создается твердой и мягкой в магнитном отно­

шении сталью и действует в направлении поперечной оси судна. При направлении к правому борту считается положительной, а к ле­ вому — отрицательной. Вызывает девиацию, достигающую наиболь­ ших значений на магнитных курсах 0 и 180°.

Сила D'XH (см. рис. 18, г) создается мягкой в магнитном отноше­ нии сталью и действует по зеркальному изображению магнитного меридиана в диаметральной плоскости судна. Девиация, вызываемая силой D'XH, достигает наибольших значений на магнитных курсах

45; 135; 225 и 315°.

Сила Е'ХН (см. рис. 18, д) создается мягкой в магнитном отношении сталью и действует в направлении, перпендикулярном силе D'XH. Девиация, вызываемая силой Е'ХН, достигает наибольших значений на магнитных курсах 0; 90; 180 и 270°.

Геометрическая сумма рассмотренных сил образует равнодействую­ щую силу Я ' (рис. 19). Сила Я ' определяет направление компасного меридиана и составляет с магнитным меридианом угол, равный девиа­

величина силы А'ХН также меняется, так как горизонтальная состав-

31

ляющая земного магнетизма Н зависит от широты. Однако девиация компаса при этом остается неизменной потому, что с изменением силы Ш соответственно уменьшается или увеличивается сила А 'Ш , а ве­ личина угла между магнитным и компасным меридианами остается

постоянной.

Силы В’Ш и С'Ш зависят от магнитного курса судна. Следова­ тельно, и девиация, создаваемая этими силами, зависит от курса судна и от изменения широты. При изменении курса от 0 до 360° девиация дважды достигает максимальных значений и дважды нулевых. Эта девиация носит название п о л у к р у г о в о й .

Рис. 20. Магнитные и компасные направления

Величина и знак девиации, создаваемой силой В'Ш , имеют сину­ соидальную зависимость, а силой С'Ш, — косинусоидальную за­ висимость.

Силы D'XH и Е 'Ш зависят от магнитного курса. При изменении курса от 0 до 360° девиация четыре раза достигает максимальных и четыре раза нулевых значений. Девиация, создаваемая этими силами, называется ч е т в е р т н о й .

Величина и знак силы О 'Ш имеют синусоидальную зависимость, а сила Е 'Ш — косинусоидальную.

Компасными направлениями называются направления, отсчиты­ ваемые от нордовой части компасного меридиана.

Компасным курсом называется угол в плоскости истинного гори­

зонта, заключенный между нордовой частью компасного меридиана и линией курса.

Компасным пеленгом называется угол в плоскости истинного го­

ризонта, заключенный между нордовой частью компасного меридиа­ на и линией пеленга.

32

Руководствуясь рис, 20, выведем основные алгебраические фор­ мулы для магнитных и компасных направлений:

б= ОЛШ — СШ7.

§18. УНИЧТОЖЕНИЕ ДЕВИАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ

ДЕВИАЦИИ

Необходимость уничтожения девиации. Девиация магнитных ком­ пасов, установленных на современных судах, изготовленных из стали различных сортов, в результате действия магнитных сил судна может достигать десятков градусов. На некоторых курсах эти силы могут настолько ослабить магнитное поле Земли, что направляющая сила %Н не в состоянии преодолеть силы трения между шпилькой и топкой и у картушки появляется застой, т. е. безразличное равновесие. Если направляющая сила мала, то при повороте судна на новый курс ли­ ния N — S картушки очень медленно приходит в компасный мери­ диан. Может случиться, что уменьшение направляющей силы ХН приведет к тому, что на некоторых курсах компас вообще не будет работать.

При больших величинах девиации изменение курса, наблюдаемое по компасу, не будет соответствовать действительному углу поворота.

Для .того чтобы обеспечить надежность и точность показаний маг­ нитного компаса, необходимо уничтожить его девиацию.

При уничтожении девиации компенсируют магнитное поле судна, где расположен магнитный компас, искусственно создавая магнитные силы, равные по величине, но обратные по направлению силам, соз­ дающим девиацию. Для этого используют постоянные магниты и бруски из мягкой в магнитном отношении стали.

Силы D'KH и Е'КН, вызывающие четвертную девиацию, как указы­ валось выше, возникают от судовой стали, мягкой в магнитном отно­ шении. Следовательно, компенсировать эти силы нужно такой же сталью.

Силы В 'Ш и С"кН, вызывающие полукруговую девиацию, возни­ кают от твердой и частично от мягкой в магнитном отношении стали. Следовательно, их влияние надо компенсировать постоянными магни­ тами. Однако следует помнить, что величина этих сил зависит от ши­ роты, поэтому если после установки компенсирующих магнитов судно окажется в другой широте, то компенсация может быть нарушена.

Для компенсации сил В"кН и С'ХН применяются магниты-уничто­ жители, которые входят в комплект магнитного компаса. Эти магниты вставляют в каретки девиационного прибора.

Продольные магниты создают продольную силу, а поперечные маг­ ниты — поперечную силу.

Работа по уничтожению полукруговой девиации заключается в правильной установке продольных и поперечных постоянных маг- нитов-уничтожителей. При этом:

1) магниты-уничтожители должны быть такой силы, чтобы ка­ ретки девиационного прибора с магнитами можно было расположить в самой нижней части девиационного прибора и не слишком близко

одну от другой; 2) в случае, если для компенсации какой-либо силы двух магнитов

окажется мало, то находящиеся в каретках магниты необходимо за­ менить более сильными. Если и этого окажется недостаточно, надо установить дополнительную каретку с соответствующими магни­

тами; 3) передвигать каретки с магнитами следует осторожно, особенно

если эти каретки расположены в верхней части девиационного прибора. Сначала надо компенсировать силы, вызывающие четвертную де­

виацию, а затем уничтожать полукруговую девиацию.

Такая последовательность работы объясняется тем, что четвертная девиация уничтожается брусками мягкой в магнитном отношении стали, которые все же имеют некоторый остаточный магнетизм, и, уничтожая четвертную девиацию, одновременно изменяют и полу­ круговую.

Постоянная девиация, создаваемая силой А'ХН, незначительна, и поэтому обычно не уничтожается.

При качке или крене судна возникает еще и креновая девиация. Она уничтожается вертикальным магнитом, расположенным в трубе девиационного прибора.

Следует помнить, что полностью уничтожить девиацию практиче­ ски невозможно, вот почему после работ по уничтожению девиации определяют остаточную девиацию и составляют таблицу ее значений. Этой таблицей пользуются в процессе плавания.

Рассмотрим порядок работы по уничтожению полукруговой девиа­ ции, вызываемой силами В"кН и С"кН, на четырех главных магнитных курсах.

1.На магнитном курсе Норд (N) поперечными магнитами доводят девиацию магнитного компаса до нуля.

2.На магнитном курсе Зюйд (S) этими же поперечными магнитами уменьшают наблюдаемое значение девиации компаса вдвое.

Этими действиями сила С'ХН будет скомпенсирована.

3.На магнитном курсе Ост (О) продольными магнитами доводят девиацию до нуля.

4.На магнитном курсе Вест (W) этими же продольными магнитами уменьшают наблюдаемое значение девиации компаса вдвое. Этим сила В'ХН будет скомпенсирована.

Определять значение девиации при движении на магнитных кур­ сах N, О, S и W следует по створу, магнитный пеленг которого из­ вестен. Вместо створа можно брать пеленг на отдаленный ориентир, заранее рассчитав его магнитный пеленг.

Как уже говорилось, полностью уничтожить девиацию практи­ чески нельзя, но остаточная девиация не должна превышать 5°.

Перед началом работ по уничтожению девиации все расположенные вблизи от компаса судовые устройства—стрелы, шлюпбалки и т. д.— должны быть закреплены по-походному. Работа выполняется специа­

34

листами-девиаторами при хорошей погоде и видимости на специаль­ ном полигоне, оборудованном створами.

Девиацию уничтожают каждые полгода, а также после размагни­ чивания судна, длительных стоянок в зимнее время, принятия груза, имеющего магнитные свойства, и капитального ремонта. г

Если на судне имеется размагничивающее устройство (РУ), то девиация определяется при включенном размагничивающем устрой­ стве и отдельно при выключенном.

Четвертная девиация, как уже указывалось выше, вызывается силами D'kH и Е'ХН. Эти силы различны по своим свойствам: под влиянием силы D"kH девиация судового компаса достигает 6—8°. В то же время сила Е'КН, если компас установлен в диаметральной плоскости судна, на девиацию влияет незначительно, она не превышает десятых долей градуса. Поэтому обычно уничтожают четвертную девиацию, возникающую от силы D'XH. Действие этой силы обычно компенсируется брусками мягкой в магнитном отношении стали, рас­ положенными в шейке нактоуза вдоль судна. Иногда для этой цели применяют шары из той же стали, которые располагают на специаль­ ных кронштейнах справа и слева от продольной оси компаса.

Таблица девиации. После проведения работ по уничтожению девиации специалисты-девиаторы по данным, полученным из наблю­ дений в процессе этой работы, составляют таблицу остаточной девиа­ ции по каждому магнитному компасу, установленному на судне.

Обычно таблица девиации рассчитывается через 10° для главных магнитных компасов и через 15° — для путевых.

Аргументом для входа в таблицу девиации является компасный курс (КК).

Однако учитывая, что остаточная девиация в общем невелика и разница между компасным и магнитным курсами не превышает 3°, таким аргументом может быть и магнитный курс (МК). Образец таб­ лицы девиации для главного компаса приводится (табл. 1). В случае если компасный или магнитный курс не состоит из целых десятков градусов, то значение девиации определяется обыкновенным интер­ полированием с точностью до 0,1°.

Таблица 1

— 0,06°-5 -- — 0,3°.

Теперь, прибавив к девиации для КК = 90° рассчитанное изменение, по­ лучим значение девиации для КК~95°:

для КК=90° б = — 2,7°, для КК=95° 6 = — 2,7°+ (— 0,3°) = — 3,0°.

Кроме указанного выше способа определения остаточной девиа­ ции, называемого полным, в период плавания выполняют так назы­ ваемое частичное определение девиации, которое надо проводить во всех возможных случаях и как можно чаще для каждого нового курса.

Девиацию для каждого курса определяют как разницу между компасным пеленгом и магнитным пеленгом по ориентирам, магнит­ ный пеленг которых точно известен, пользуясь формулами:

Для путевых магнитных компасов, установленных в рулевой руб­ ке, девиация определяется путем сличения показаний главного маг­ нитного компаса с путевым.

О п р ед ел ен и е о с т а т о ч н о й д е в и а ц и и п о с т в о р у . Определение остаточ­

ной девиации по створу сводится к тому, что, зная магнитное направ­ ление створа и обратный компасный пеленг этого же створа, сравни­ вают эти значения; их разность дает величину девиации. Итак, следуя определенным курсом, в момент пересечения створа определяют его обратный компасный пеленг. Тогда девиация определится:

б = ОМП — о к п .

Магнитное направление створа можно снять с карты. Если же на карте указано истинное направление, то его следует перевести в маг­ нитное, для чего из истинного направления следует вычесть склоне­ ние, приведенное к году плавания,

МП = ИП — d.

Иногда судно следует вдоль побережья, где установлено несколь­ ко различных створов. В этом случае для определения девиации на данном курсе надлежит взять несколько обратных компасных пелен­ гов, затем рассчитать девиацию на каждом створе и полученные зна­ чения осреднить.

Определение девиации по створу, пеленг которого неизвестен.

Если на побережье нет искусственных створов, направление которых всегда известно, можно на местности выбрать створ каких-либо есте­ ственных ориентиров, не нанесенных на карту, но хорошо видимых

36

с моря, и рассчитать магнитное направление этого створа. Для этого последовательно изменяют курс судна на восемь равноотстоящих ком­ пасных курсов по главному магнитному компасу и на каждом новом курсе берут обратный компасный пеленг выбранного створа.

Сложив все ОКП и разделив сумму на число наблюдений, прини­ мают осредненный КП или ОКП за МП или за ОМП соответственно, т. е.

После этого, сравнив каждый ОКП створа с рассчитанными ОМП, получим девиацию для всех восьми курсов:

б = ОМП — ОКП.

Для проверки правильности полученных значений девиаций необ­ ходимо сложить эти значения. Если сумма всех девиаций, положитель­ ных и отрицательных, будет равна или близка к нулю, расчет следует признать правильным.

Определение девиации по пеленгам отдаленного ориентира. В слу­ чае, если на побережье нет створов, но имеется хорошо видимый от­ даленный ориентир, то можно определить девиацию, рассчитав маг­ нитное направление на этот ориентир и сравнив его с компасным. Для этой цели с судна бросают буек с грузом и в районе этого буйка раз­ ворачивают судно так, чтобы оно легло на восемь равноотстоящих кур­ сов по главному магнитному компасу. В момент, когда судно проходит вблизи буйка, берут ОКП на данный ориентир. Сложив затем все значения ОКП ориентира и разделив на количество наблюдений, получим, как указывалось выше, обратный магнитный пеленг:

(ЖЯср - ОМП.

Сравнив ОКП, взятые на каждом из восьми курсов со значением ОМП, получим девиацию для каждого курса:

б = ОМП — ОКП.

Определение девиации магнитного компаса по сличению с гиро­ компасом. Этот способ широко используется для определения девиа­ ции как главных, так и путевых компасов. Сущность способа состоит в том, что судно ложится на восемь равноотстоящих курсов по гирокомпасу и на каждом курсе одновременно замечаются показания гирокомпаса и магнитного компаса. Зная поправку гирокомпаса, получим истинный курс, который надо перевести в магнитный. Сравнив магнитный курс с компасным курсом магнитного компаса, получим девиацию.

При этом соблюдают следующий порядок работы.

Когда судно легло на заданный курс, по команде замечают показа­ ния гирокомпаса и магнитного компаса. На каждом курсе следует

37

произвести 2—3 наблюдения, которые затем осредняют. По окончании маневров рассчитывается ИК'.

ИК --= ККгк + АК,

где ККтк— компасный курс по гирокомпасу; АК — поправка гирокомпаса.

Для гирокомпасов типа «Амур» поправка на каждом курсе будет различна. Поэтому для каждого курса следует вводить соответствую­ щую поправку гирокомпаса. Сняв с карты склонение и приведя его к году плавания, получим магнитный курс по формуле

М/С - ИК — d.

После этого, сравнивая значение магнитного курса с компасным, получим девиацию для всех восьми курсов:

§ 19. ИСПРАВЛЕНИЕ И ПЕРЕВОД КУРСОВ И ПЕЛЕНГОВ

Исправление направлений. С помощью любого компаса на судне получают компасные направления — компасные курсы, компасные пеленги и обратные компасные пеленги. Однако судоводителю надо знать истинные направления, так как на морских навигационных кар­ тах прокладывают и с них снимают истинные курсы и истинные пелен­ ги. Следовательно, необходимо уметь переходить от компасных на­ правлений к истинным и обратно.

Расчеты, связанные с переходом от компасных направлений — компасных курсов и .компасных пеленгов к истинным — истинному

нитного компаса отклоняется на величину склонения. В судовых усло­ виях картушка магнитного компаса отклоняется от магнитного на­ правления на величину девиации. В целом же на судне линия N — S картушки магнитного компаса отклонится от истинного направления на величину, равную алгебраической сумме склонения и девиации. Эта величина называется поправкой магнитного компаса и обозначается АМ/С:

АМК = d + б.

Вданную формулу склонение и девиация входят со своими знаками

ипоправка магнитного компаса также будет иметь знак плюс или минус.

Поправкой магнитного компаса (рис. 21) называется угол в гори­ зонтальной плоскости, заключенный между истинным и компасным меридианами.

Если компасный меридиан расположен восточнее истинного мери­ диана, поправка магнитного компаса имеет знак плюс ( + ). Если же компасный меридиан расположен западнее истинного меридиана, поправка магнитного компаса имеет знак минус ( — ).

38

Поправка магнитного компаса изменяется в пределах от 0 до 180°. Следует помнить, что склонение откладывается от истинного мери­ диана к востоку (Ost) или западу (West), а девиация откладывается

соответственно от магнитного меридиана.

Обозначение истинного, магнитного и компасного меридианов пока­ зано на рис. 21, по этому рисунку можно составить следующие алгеб­ раические зависимости:

ИК = КК + АМК;

ИП = КП + Ш К ;

оип = омп + т к.

Перевод направлений. При пользовании морскими навигацион­ ными картами и судовыми курсоуказателями приходится решать за­ дачи и на переход от истинных направлений к компасным. Так, на морских навигационных картах прокладывают истинные курсы, по которым судно должно переме­ щаться от одного пункта к друго­ му. Но чтобы судно перемещалось по проложенному на карте истин­ ному курсу, необходимо рассчи­ тать соответствующий компасный курс, который должен быть назна­ чен рулевому.

Переход от истинных направле­ ний — истинных курсов и истин­ ных пеленгов к компасным направ­ лениям — компасным курсам и компасным пеленгам называется пе- р е в о д о м н а п р а в л е н и й .

Для этой цели пользуются фор­ мулами:

КК = ИК — Ш К ; КП = ИП — Ш К ; ОКП = ОИП — Ш К .

Соответственно, поправка компаса определится как разность между истинным и компасным значениями:

ШК - ИК — КК;

ШК - ИП — КП;

ШК = ОИП — ОКП.

Задачи на исправление и перевод направлений могут решаться по приведенным выше формулам. Однако решение задач только по формулам требует большого практического навыка. Если такого навы­ ка нет, то можно ошибиться в расчетах, что недопустимо, так как по­ добные ошибки могут привести к аварии. Поэтому все задачи на исправ­ ление и перевод направлений следует решать не только аналитически, но и с помощью графических построений, которые достаточно нагляд­

39