- •Бажанкин ю.В.
- •Магнитное поле прямолинейного магнита.
- •Сведения о намагничивании ферромагнитных тел
- •Тема 2 (1 час) Магнитное поле Земли. Направляющий момент магнитного компаса.
- •Тема 3 (2 часа) магнитное поле судна. Уравнения пуассона и их анализ.
- •Анализ уравнений Пуассона.
- •Тема 4 (2 часа) преобразование уравнений Пуассона. Точные коэффициенты девиации. Преобразование уравнений Пуассона.
- •Тема (5) судовые магнитные силы и их равнодействующая h’
- •Тема 6 (1 час) Определение девиации. Вычисление коэффициентов и составление рабочей таблицы девиации
- •Способы определения девиации
- •Вычисление коэффициентов и приближенных коэффициентов девиации. Составление рабочей таблицы девиации.
- •Тема 7 (2 часа) Необходимость, сущность, основной принцип и способы уничтожения девиации
- •Основные способы уничтожения полукруговой девиации
- •Требования к способу уничтожения девиации.
- •Тема 8 (2 часа) Уничтожение полукруговой девиации способом средней девиации (способ Эри и пол-Эри).
- •Уничтожение девиации способом пол-Эри
- •Правила проведения девиационных работ
- •Тема 9 Уничтожение девиации способом средней силы (Способ Колонга и пол-Колонга)
- •Подуничтожение девиации способом пол-Колонга
- •Тема 10 Уничтожение полукруговой девиации на двух главных обратных магнитных курсах
- •Понятие о других способах уничтожения полукруговой девиации Способ среднего пеленга.
- •Способ среднего курса.
- •Способ средней проекции
- •Определение коэффициента
- •Тема 11 теория креновой девиации. Принцип и практические способы уничтожения креновой девиации.
- •Совместное уничтожение полукруговой и креновой девиации. Совместное уничтожение полукруговой и креновой девиации на четырех главных магнитных курсах.
- •Совместное уничтожение полукруговой и креновой девиации на четырех главных компасных курсах
- •Совместное уничтожение полукруговой и креновой девиации на магнитных курсах e–w.
- •Тема 12 Уничтожение четвертной девиации
- •Девиация от индукции
- •Порядок работы при уничтожении четвертной девиации
- •Повышение точности магнитных компасов
- •1. Установка широтного компенсатора
- •2. Стабилизация четвертной девиации
- •3. Рациональное устройство картушки
- •Исправление таблицы девиации
Тема (5) судовые магнитные силы и их равнодействующая h’
Умножив правые и левые части формул (25) на Н, получим проекции суммарной напряженности магнитного поля судна и поля Земли на направление магнитного меридиана и на перпендикулярное ему направление:
(28) |
Входящие в это выражения ,A’,B’,C’,D’,E’называются судовыми магнитными силами, хотя на самом деле это напряженности, но будем называть их силами.
Как мы знаем, для перехода к силе взаимодействия нужно напряженность поля умножить на магнитный заряд, который взаимодействует с данным полем. В выражениях судовых магнитных сил напряженность умножают не на заряд а на отвлеченные числа.
Рассмотрим судовые магнитные силы. Все силы кроме B’,C’вызваны действием мягкого судового железа. Силы жеB’,C’вызваны действием жесткого железа, и лишь отчасти в них проявляется мягкое. Рассмотрим силы подробно.
H.Примем в уравнениях (28) все коэффициенты равными нулю. Тогда выражения примут следующий вид:
Так как H’ не может быть равной нулю, значит, девиация равна нулю. Таким образом, силасовпадает с направлением магнитного меридиана и девиации не производит. Значит силаявляется полезной силой, и нужно стремиться к ее увеличению. Достичь этого можно увеличивая коэффициентпутем установки брусков мягкого железа около компаса, что практически не выполняется из-за громоздкости и дороговизны таких брусков. На современных судах коэффициентв районе установки магнитного компаса равен 0,8 – 0,9. Еслименьше 0,3 то компас плохо работает даже в средних магнитных широтах. Хотя силаН сама девиации не производит, но косвенно влияет на ее величину. В выражениях (24). Отсюда видно, что изменениеН ведет к изменению девиации.
A’H Предположим, что все коэффициенты кромеиA’ равны нулю:
Возведем все в квадрат и сложим почленно:
Это напоминает теорему Пифагора, так складываются два катета или два взаимно перпендикулярных отрезка. Поэтому, если Н совпадает с магнитным меридианом, то силаA’Hперпендикулярна ему. Причем, если А>0 то сила к востоку.
Сила A’Hсохраняет свое направление неизменным, независимо от курса судна, но создает девиацию, причем девиация эта постоянна. Коэффициент А можно уменьшить рациональной установкой комапса на судне.
B’H Предположим, что все коэффициенты кромеиB’ равны нулю:
Возведем обе части уравнений в квадрат и сложим
Данная формула выражает собой квадрат стороны H’ косоугольного треугольника, лежащий против угла 180-к. Другими словами, это алгебраическое значение суммы двух векторовН и В’Н, образующих между собой уголкравный магнитному курсу.
Отсюда видно, что сила B’Hдействует относительно магнитного меридиана под углом, равным магнитному курсу. В судовых координатных осях она расположена по ДП. Сила производит девиацию, которая зависит от курса судна. Из формулы синуса девиации:
Отсюда видно, что = 0 при к’ = 0, 180
= maxпри к’ = 90, 270
При этом на одной половине окружности девиация положительна, на другой отрицательна, поэтому такая девиация называется полукруговой.
С’H Предположим, что все коэффициенты кромеи С’ равны нулю:
Как и с предыдущей силой, возведем в квадрат и просуммируем обе части и сделаем замену :
Следовательно сила C’Hперпендикулярна силеB’Hи составляет с магнитным меридианом угол, равный (к+90). В судовых координатных осях она всегда перпендикулярна ДП. Из формулы синуса девиации:
Отсюда видно, что =maxпри к’ = 0, 180
= 0 при к’ = 90, 270
То есть девиация от это силы также является полукруговой.
D’H Предположим, что все коэффициенты кромеиD’ равны нулю:
Возведем в квадрат обе части и сложим:
Это все та же формула квадрата стороны Н’ косоугольного треугольника. Эта сторона в данном случае лежит против угла (180 – 2к). Поэтому D’Hобразует с магнитным меридианом угол 2к – удвоенный магнитный курс.
Если представить результат решения этого уравнения в виде графика, то будет видно, что девиация от силы D’Hпри изменении курса на 360четыре раза меняет свой знак, причем:
= 0 при k’ = 0, 90, 180, 270
= maxприk’ = 45, 135, 225, 315
Такая девиация называется четвертной.
E’H Предположим, что все коэффициенты кромеиE’ равны нулю:
Возведем в квадрат обе части и сложим, заменим синус, как в силе С:
Отсюда видно, что при положительном значении сила E’Hнаправлена к магнитному меридиану под углом (2к+90)
Аналогично силе D’HсилаE’Hпроизводит четвертную девиацию.
Спроектируем все судовые силы на плоскость компасного меридиана:
Сила Н составляет с компасным меридианом угол -, следовательно проекция равнаHcos(-). СилаA’Hперпендикулярна силеН и составляет с ней угол +90, поэтому ее проекция на компасный меридиан равнаA’Hcos(90-). СилаB’Hнаправлена под углом К’ к компасному меридиану, следовательно ее проекция на меридианB’Hcosk’. Перпендикулярная ей силаC’Hбудет иметь проекцию на компасный меридианC’Hcos(90+k’).
Сила D’Hсоставляет с компасным меридианом угол (k’k) или (2k’+), следовательно ее проекция на компасный меридианD’Hcos(2k’+), а проекция перпендикулярной ей силыE’Hcos(90+2k’+).
Сведем эти сведения в таблицу произведя некоторые тригонометрические преобразования.
Силы |
Угол с Nм |
Угол с Nk |
Проекция на Nk |
H |
0 |
- |
Hcos |
A’H |
90 |
90 - |
A’Hsin |
B’H |
k |
k’ |
B’Hcosk’ |
C’H |
k+90 |
k’ + 90 |
-C’Hsink’ |
D’H |
2k |
2k’ + |
D’Hcos(2k’+) |
E’H |
2k+90 |
2k’ + + 90 |
-E’Hsin(2k’+) |
Если все проекции сложить, то в результате получим результирующую H’ многоугольника сил:
(29) |