Как сделать девиацию магнитного компаса

НАВИГАЦИЯ. Глава 2. §§ 15-16. Поправка компаса и способы ее определения. Расчет компасных, магнитных и истинных направлений.

Глава 1 Земной эллипсоид

Ориентирование корабля в море.

§ 15. Поправка компаса и способы ее определения

Повторение, как говорят, – мать ученья, к тому же, цитата из предыдущего параграфа здесь к месту:

«. В результате суммарного воздействия магнитного склонения и девиации стрелка магнитного компаса. находится не в плоскости истинного меридиана, а устанавливается в плоскости так называемого компасного меридиана.»

Поправкой магнитного компаса будет являться угол, заключённый между нордовой частью истинного меридиана и нордовой частью компасного меридиана.

Поправка магнитного компаса ΔМК может быть положительной, когда компасный меридиан отклонен от истинного к востоку, и отрицательной, когда компасный меридиан расположен к западу от истинного.

Поправка магнитного компаса, как видно из рис.68, представляет собой сумму двух ее составляющих: магнитного склонения и девиации магнитного компаса:

ΔМК = d + δ

Расчет истинных направлений по известным компасным направлениям и поправке магнитного компаса осуществляется по формулам:

ИК = КК + ΔМК ИП = КП + ΔМК

С карты снято d = —4,5°; КК= 217,0°; δ = +1,8°. Рассчитать δ, используя таблицу девиации на рис. 66 (из предыдущей статьи, §§13-14), величину и знак ΔМК.

При пользовании магнитным компасом, когда определить его поправку на данном курсе путем непосредственных наблюдений не представляется возможным, последняя вычисляется по формуле

ΔМК = d + δ

на основе рассчитанного для года и района плавания магнитного склонения и выбранной из таблицы на заданный компасный курс девиации.

В практике кораблевождения могут быть применены следующие способы определения поправки компаса:

• по пеленгу створа, истинное направление которого известно;

• по пеленгу ориентира, место которого нанесено на карту;

• по сличению с другим компасом, поправка которого известна;

• по пеленгу небесного светила.

Определение поправки компаса по пеленгу створа

практически идентичн определению девиации, подробно описаному в предыдущей статье.

Определение поправки компаса по пеленгу ориентира, место которого нанесено на карту.

Сущность этого способа состоит в сравнении истинного пеленга на отдаленный предмет с измеренным на него компасным пеленгом. Для этого необходимо, чтобы местá судна и наблюдаемого объекта (т. е. их координаты) в момент наблюдений были известны.

Истинный пеленг с корабля на маяк может быть рассчитан (при известных координатах того и другого) аналитически или снят непосредственно с карты крупного масштаба, компасный пеленг измеряется с помощью компаса. Тогда определяемая поправка компаса найдется по формуле

ΔМК = ИП – КП

Вследствие того, что место наблюдаемого ориентира, как правило, бывает известно с высокой точностью, ошибка в определяемой поправке компаса зависит главным образом от того, насколько точно известны координаты судна. Поэтому рассматриваемый способ определения поправки компаса применяется чаще всего при стоянке судна в гавани или на рейде, когда место корабля может быть определено с высокой точностью.

Определение поправки компаса по сличению показаний двух курсоуказателей.

Поправка компаса может быть определена путем сличения его показаний с показаниями другого компаса, поправка которого известна. Сущность способа состоит в том, что в один и тот же момент по сигналу замечаются курсы по обоим компасам. После наблюдений показания второго компаса исправляются его поправкой и из сравнения рассчитанного истинного курса с наблюденным компасным курсом исследуемого компаса находится искомая поправка:

Разность одновременно замеченных показаний курсов двух компасов

Таким образом, определяемая поправка компаса равна сличению плюс поправка компаса, с которым производится сличение.

В этом примере, ввиду того что небольшое судно, коим является парусная яхта, вряд ли будет оборудовано гирокомпасом, буквами ГК обозначается Главный Магнитный компас, поправка которого известна.

Определение поправки компаса по пеленгу небесного светила.

Сущность способа состоит в том, что поправка компаса находится как разность рассчитанного истинного пеленга на небесное светило (Солнце, Луну, планету, звезду) и наблюденного на него компасного пеленга. Расчет истинного пеленга светила на момент наблюдения компасного пеленга производится по формулам сферической тригонометрии с применением специальных таблиц.

Результаты вычислений истинного пеленга (ИП) на светило и наблюдений его с помощью компаса (КП) реализуются для получения искомой поправки компаса по формулам уже известным, выше приведённым в статье формулам.

§ 16. Расчет компасных, магнитных и истинных направлений

В практике кораблевождения при определении (вычислении) направлений приходится решать задачи двух типов:

• исправление направлений, или исправление румбов: по известным компасным направлениям определять для дальнейшего использования в прокладке истинные направления;

• перевод направлений, или перевод румбов: по заданным (снятым с карты) истинным направлениям рассчитывать соответствующие им направления по компасу.

Исправление румбов.

С первым типом задач штурман встречается чаще всего при прокладке на карте курсов и пеленгов по результатам наблюдений.

Расчет истинных направлений производится по формулам, а при необходимости строится чертеж. Все необходимые для этого формулы выведены в предыдущих параграфах.

При решении задач магнитное склонение, девиацию и поправку компаса следует рассматривать как соответствующие поправки, которыми должны быть исправлены «неверные», т. е. содержащие ошибки, направления для получения «верных» – истинных направлений.

Полезно запомнить, что для получения верной величины поправку следует придать с ее знаком к «неверной» величине.

Применительно к рассматриваемым нами категориям «верными» надо считать истинные направления относительно магнитных и компасных, магнитные направления— относительно компасных.

Для исправления компасного курса и компасного пеленга, наблюденных по магнитному компасу, необходимо из таблицы выбрать девиацию (на аргумент КК), а с карты снять магнитное склонение. Придав девиацию и склонение к наблюденным компасным курсу и пеленгу, получают исправленные (истинные) курс и пеленг:

ИК = КК + d + δ = КК + ΔМК; ИП = КП + d + δ = КП + ΔМК.

Нужно твердо запомнить, что при расчете истинных направлений аргументом для выбора девиации из таблицы служит только компасный курс, так как девиация магнитного компаса зависит от компасного курса

При исправлении компасных (или обратных компасных) пеленгов девиацию из таблицы надо выбирать на тот компасный курс, которым следовал или на котором находился корабль, когда измеряли пеленг.

Чертеж вычерчивается в такой последовательности:

Отыскание после таких построений магнитных и истинных направлений по выполненному чертежу не составит особого труда.

Построение чертежа рекомендуется начать с проведения линии компасного меридиана. Это пригодно для случаев, когда в качестве заданных величин даны компасные направления. В других случаях построение чертежа следует начинать с того меридиана, положение которого задается курсом или пеленгом.

Дано: KK= 106°; d=5,3°W. Расчитать δ по таблице девиации (рис.69), найти истинный курс. Сделать чертёж.

Второй тип задач соответствует случаям, когда требуется рассчитать для рулевого курс по компасу, удерживая который корабль будет следовать по заданному истинному курсу. Такую же задачу приходится решать, когда требуется рассчитать, например, компасный пеленг на ориентир, соответствующий месту начала поворота корабля на новый курс.

Переход от истинных направлений к направлениям относительно компасного или магнитного меридиана осуществляется таким образом:

Суть этого метода применительно к рассматриваемой задаче состоит в следующем:

С выбранной на магнитный курс приближённой девиацией рассчитывается приближённый компасный курс. На этот приближённый компасный курс из таблицы выбирается уточнённая девиация. По уточнённой девиации и известному магнитному курсу рассчитывается уточнённый компасный курс, который затем можно вновь использовать для выбора более точной девиации. Обычно последующие приближения излишни, так как они улучшат результат не более чем на 0,1—0,2°.

Составление чертежа, иллюстрирующего задачу на расчет направлений, начинается с

Основа верного построения чертежа состоит в правильном нанесении на чертеж магнитного и компасного меридианов по найденному магнитному склонению и девиации магнитного компаса.

Дано: ИК=258°; d=4,1°. Расчитать δ по таблице девиации (рис.69). Найти курс по магнитному компасу. Результат округлить до целых градусов, сделать чертёж.

Источник

Содержание

Характеристика магнитных сил, создающих девиацию

Равнодействующая Н горизонтальных сил X и Y называется направляющей силой в компасном меридиане. Угол между магнитным Nm и компасным Nк меридианами называется девиацией, МК=КК+?.
При плавании корабля в определенной магнитной широте с изменением курса кораблем будут изменяться величины проекций X и Y вектора Н на корабельные оси x и y. Зависимость между силами и магнитным курсом корабля выражается формулами:
.
При переходе корабля в другую магнитную широту изменяется вектор Т, а следовательно, и его составляющие H и Z. Основная формула девиации, выражающая зависимость между приближенными коэффициентами девиации, компасным курсом корабля и девиацией записывается в следующем виде:
,
где А, В, С, D, Е – приближенные коэффициенты девиации, выраженные в градусах.

Характер и свойства девиации магнитного компаса. общие принципы ее компенсации

В зависимости от происхождения девиацию подразделяют на два вида:
— ферромагнитную – происходит от магнитных полей намагниченных корабельных ферроматериалов;
— электромагнитную – происходит от действия магнитного поля корабельных источников, питаемых постоянным током (размагничивающее устройство, аккумуляторные батареи и т. д.)
Результирующую девиацию, происходящую от магнитных полей корабельных ферроматериалов и источников постоянного ток, обычно называют – девиацией.
В зависимости от характера девиацию подразделяют на постоянную, полукруговую, четвертную и креновую. Различные по происхождению и характеру составляющие результирующей девиации компенсируют раздельно в следующем порядке:
— приближенно компенсируются полукруговая и креновая девиация;
— компенсируется четвертная девиация;
— окончательно компенсируется креновая и полукруговая девиация;
— определяется остаточная девиация и вычисляется таблица девиации.
Процесс компенсации сил, вызывающих девиацию, называется уничтожением девиации магнитного компаса. Этот процесс предусматривает искусственное создание в центре компаса с помощью твердого (магнитов) и мягкого железа сил, одинаковых по характеру, равных по величине и противоположных по направлению силам, производящим девиацию. Если девиация производится силой, которая возникла от твердого железа корабля, то такая сила должна быть уничтожена твердым железом (магнитами). Если девиация производится силой от мягкого железа корабля, то такая сила должна уничтожаться мягким железом.
Постоянная девиация, производимая силой А??Н у главного компаса не превышает ±1?. Поэтому она не уничтожается. Полукруговая, креновая и четвертная девиации должны уничтожаться в строгой последовательности. Четвертная девиация уничтожается мягким железом, которое обладает некоторым постоянным магнетизмом. Поэтому, уничтожая четвертную девиацию, у компаса создают небольшую полукруговую и креновую девиации. Значит, четвертную девиацию нужно уничтожать до компенсации полукруговой и креновой.
Для уничтожения креновой девиации применяется креновой магнит, ось которого вследствие несовершенства изготовления девиационного прибора не проходит точно через центр картушки. За счет этого появляются добавочные продольная и поперечная проекции силы кренового магнита на плоскость картушки, производящие полукруговую девиацию. Поэтому креновую девиацию необходимо уничтожать до компенсации полукруговой девиации.
Уничтожение полукруговой и креновой девиации с помощь постоянных магнитов будет нарушено при переходе корабля в другую магнитную широту, поэтому с изменением магнитной широты необходимо повторить уничтожение девиации.
Кроме того, уничтожение девиации производится при изменении девиации более чем на 1,5°, после докования, ремонта, артиллерийских и ракетных стрельб, длительной стоянки корабля на одном курсе.

Понятие о креновой и электромагнитной девиации и их компенсация

Компенсация креновой девиации, если позволяют магнитные условия, выполняются на стоянке (у пирса, на бочках) или на ходу. На ходу корабль должен удерживаться на курсе с точностью 2-3°.
Компенсация креновой девиации при создании дифферента (применяется на подводных лодках и катерах):
1. Привести корабль на КК=90° (или 270°) и взять пеленг на отдаленный ориентир.
2. Создать дифферент на нос (порядка 10°) и снова взять пеленг на тот же ориентир. Если пеленг изменился, то, перемещая креновой магнит, довести его до прежнего значения.
3. Создать такой же дифферент на корму и взять пеленг того же отдаленного ориентира. Если пеленг изменился, то, перемещая креновой магнит, довести пеленг до среднего значения.
4. Выровнять корабль и для контроля взять пеленг на отдаленный ориентир. Пеленг должен равняться среднему значению.
5. Закрепить креновой магнит и записать его положение.
Компенсация креновой девиации при создании крена (порядка 10°) выполняется аналогично, но на КК=0° (или 180°).
Компенсация креновой девиации в прямом положении корабля (применяется на больших или средних кораблях):
1. Привести корабль на МК=90° (или 270°).
2. Заменить корабельный котелок креновым. Поместить в креновый котелок наклонную картушку и установить на крышку котелка дефлектор, вооруженный для измерения вертикальных сил.
3. Рассчитать величину?Z (Z берется из береговых наблюдений) и установить на этот отсчет измерительный магнит дефлектора.
4. Перемещая креновой магнит, привести стрелки наклонной картушки в горизонтальное положение.
5. Снять дефлектор. Записать отсчет положения кренового магнита. Вместо кренового котелка, наклонной картушки и дефлектора можно использовать инклинатор, устанавливаемый на место корабельного котелка. Стрелка инклинатора перемещением кренового магнита устанавливается на отсчет, определенный при береговых наблюдениях.
Электрические установки и кабельные линии постоянного тока создают электромагнитное поле, которое перемагничивает мягкое железо корабля и непосредственно воздействует на магнитный компас. У компаса появляется электромагнитная девиация. Угол, заключенный между компасным меридианом при включенных и отключенных электрических установках, называется электромагнитной девиацией?Э. Величина электромагнитной девиации зависит от расстояния электрических установок до компаса и величины тока в них. Основным источником электромагнитной девиации являются специальные обмотки, питаемые постоянным током и называемые размагничивающим устройством (РУ) корабля.
Компенсация электромагнитной девиации выполняется при стоянке корабля у стенки на швартовах (когда нет вблизи кораблей, железных масс и источников электромагнитных полей) и на ходу корабля. Предпочтительнее компенсировать электромагнитную девиацию при стоянке корабля на швартовах способом двух искусственных главных компасных курсов.
Перед выполнением девиационных работ заблаговременно включаются источники электромагнитной девиации, чтобы кабельные обмотки и элементы схемы Кус приняли нормальный тепловой режим. При компенсации девиации сила тока каждого источника должна быть наибольшей.
Главные компасные курсы можно создать искусственно с помощью: дефлектора, измеряя проекции горизонтальной магнитной силы; вспомогательного магнита, имеющего наибольший магниты момент (магнита-успокоителя), помещаемого на подставке на стекле корабельного котелка или на шейке нактоуза; магнитов-уничтожителей девиационного прибора. Первый из указанных способов предпочтительнее остальных.
Перед началом девиационных работ рекомендуется сделать рисунок. Найти направление проекций X? и Y? горизонтальной силы Н? и определить отсчеты картушки (90° или 270°), которые должны подойти под призму после включения источника электромагнитной девиации при доведении продольной проекции X?+X до величины X?, поперечной проекции Y?+Y до величины Y?.

Определение остаточной девиации магнитного компаса

Погрешности магнитного компаса
Остаточная девиация магнитного компаса может быть определена следующими способами:
— по измеренным компасным пеленгам створа;
— по компасным пеленгам отдельного ориентира;
— по сличению с гирокомпасом;
— по сличению показаний путевого магнитного компаса с главным магнитным компасом;
— по известной поправке магнитного компаса.
Остаточная девиация определяется на восьми (0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315°) или, как исключение, на пяти (0, 72, 144, 216,288°) равноотстоящих курсах:
— на ходу, последовательно приводя корабль на курсы в соответствии с проектом маневрирования;
— без хода, разворачивая корабль на соответствующие курсы;
— на медленной циркуляции, выполняемой вокруг бочки с помощью буксира.
— Остаточную девиацию определяют с включенным и выключенным РУ.
Вычисление таблицы остаточной девиации на любое число курсов производится по формуле:
.
Расчет производят через 10-15°. Качество уничтожения девиации оценивается по величинам коэффициентов В и С. Они не должны превышать 3°. Четвертная и постоянная девиации уничтожаются базовыми специалистами девиаторами при коэффициентах D>1 и А>1.
МК свойственны методические и инструментальные погрешности, которые по характеру подразделяются на систематические и случайные.
Систематические погрешности обусловлены:
· Увлечением картушки вязкой компасной жидкостью и трением в подвесе ЧЭ компаса во время рыскания или поворотов корабля;
· Не горизонтальностью азимутального круга котелка компаса (неправильное распределение свинцового груза в котелке или смещение латунного поддона);
· Эксцентриситетом пеленгатора при его расстройке;
· Неправильной установкой (наклоном или смещением) призмы пеленгатора;
· Неправильной установкой зеркала предметной мишени – неперпедикулярностью его визирной плоскости пеленгатора;
· Деформацией основания пеленгатора;
· Неточной установкой компаса в диаметральной плоскости корабля.
Случайные погрешности обусловлены:
· Застоем картушки компаса;
· Условиями использования МК (влияние изменяющихся магнитных полей, рыскание, качка и др.);
· Изменениями температуры, частоты и напряжения тока, питающего линии синхронной передачи;
· Изменяющимся трением в подвесе ротора сельсина.
Погрешности МК определяются в процессе их проверок, выполняемых во время береговых наблюдений и на корабле при подготовке к походу.

Контроль за работой МК.

При использовании МК необходимо:
· Своевременно и качественно проводить береговые наблюдения и проверки МК на корабле;
· Перед выполнением девиационных работ на корабле осмотреть и проверить компас;
· При первой возможности определить поправку компаса, вычислить девиацию и сличить её с табличной; если надежно определенная и табличная девиации различаются на величину, большую 0,8? для главного и 1,2? для путевого МК, надо уточнить таблицу девиации путем определения остаточной девиации и вычисления таблицы девиации;
· Перед пеленгованием проверить по носовой курсовой черте котелка положение пеленгатора;
· Следить, чтобы азимутальный круг котелка при пеленговании находился в горизонтальном положении;
· Наклонить главную и предметную мишень к центру котелка после пеленгования, чтобы не повредить их колпаком, а пеленгатор повернуть на отсчет 90 (270) для лучшего обзора картушки;
· Содержать компас в чистом виде, все металлические части внутри и снаружи, а также магниты-уничтожители смазывать тонким слоем вазелина;

· Протирать пеленгаторы бескислотным вазелином мягкой чистой ветошью; удалять пыль с оптических деталей беличьей кисточкой и протирать чистой салфеткой из фланели, замши или батиста; для удаления грязи и жирных пятен с оптики использовать вату, смоченную спиртом-ректификатом;
· Во время качки корабля, а также между походами пеленгаторы хранить в специальных футлярах; обыкновенный пеленгатор 127мм компаса хранить вместе с котелком в заводском ящике;
· Не иметь при себе железных предметов при работе с компасом, пеленговании и снятии отсчетов курса и пеленга;
· Магниты-уничтожители и снятый дефлектор держать на расстоянии не менее 3 метров от МК; если при работе дефлекторный магнит упал, работу начать заново;
· Картушку с наклонными стрелками брать только за алюминиевые радиусы;
· Вынимать картушку с наклонными стрелками из футляра перед её установкой в креновой котелок, предварительно поднеся футляр к котелку;
· Содержать приборы МК в корабельных помещениях с температурой не более + 50? С.

ТТД магнитного компаса КМ-145:
· Чувствительный элемент – система из шести стрелок;
· Поддерживающая жидкость – полиметилсилоксановая жидкость (ПМС-5);
· Допустимый застой ЧЭ – 0,2?;
· Цена деления картушки ЧЭ – 1,0?;
· Дистанционная передача – оптическая и электрическая;
· Количество репитеров – 5;
· Напряжение питания – 127/220 В, 50 Гц;
· Потребляемая мощность –
· СКП компасного курса –
±0,3° (при спокойном состоянии моря);
±1,5° (при волнении до 5 баллов);

Источник