Dewiacja i kompensacja morskich kompasów magnetycznych

Opis

Dewiacja i kompensacja morskich kompasów magnetycznych

autor: Mirosław Jurdziński

Wydawnictwo Uniwersytet Morski w Gdyni

Zgodnie z Konwencją SOLAS wszystkie statki o tonażu powyżej 150 RT, uprawiające żeglugę morską, muszą być wyposażone w główny kompas magnetyczny. W publikacji Mirosława Jurdzińskiego pt. „Dewiacja i kompensacja morskich kompasów magnetycznych” zawarto podstawowe wiadomości o budowie i działaniu morskich kompasów magnetycznych. Wprowadzenie obejmuje pełny zakres najważniejszych pojęć dotyczących magnetyzmu ziemskiego, okrętowego oraz nazewnictwa związanego z budową kompasów magnetycznych. Bardziej szczegółowo opisano w kolejnych rozdziałach magnetyzm okrętowy oraz podstawy powstawania różnych typów dewiacji w zależności od charakteru i typu stali okrętowej. Budowę oraz badania kompasów ujęto i zanalizowano w stopniu obejmującym niezbędny zakres wiedzy nawigatorów – oficerów wachtowych. Dokładnie omówiono w podręczniku zjawisko kompensacji dewiacji wraz z uzasadnieniem matematycznym procesu. Przedstawiono również zmiany dewiacji kompasu oraz zachowanie się kompasu w warunkach morskich podczas pracy statku na fali. Najbardziej rozbudowano rozdział prezentujący metody praktycznego określania dewiacji, poszerzając możliwości samodzielnego określania dewiacji przez nawigatorów i kapitana statku. Zamieszczono także krótki opis dewiaskopu oraz możliwości symulacji różnych stanów dewiacji i jej kompensacji. Wydanie to poszerzono o dodatkowe informacje zawierające aktualne przepisy dotyczące wymagań wyposażenia statków w kompasy magnetyczne, jak też obszerną bibliografię wykorzystaną w pracy.

SPIS TREŚCI

Od autora …... 7
Ważniejsze oznaczenia ... 9
Wprowadzenie …… 13
1. Dewiacja kompasu magnetycznego w ujęciu systemowym ….. 13
2. Terminologia, podstawowe pojęcia i definicje stosowane w normach
krajowych i międzynarodowych, dotyczących morskich kompasów
magnetycznych….… 15
3. Badanie kompasu ….…. 19
4. Błędy kompasu i ich kompensacja …. 20
1. Magnetyzm ziemski …... 23
1.1. Współrzędne układu magnetycznego Ziemi ….23
1.2. Parametry pola magnetyzmu ziemskiego …..… 28
1.3. Zmiany elementów magnetyzmu ziemskiego …. 32
1.4. Oznaczenia deklinacji na mapach nawigacyjnych ….. 34
2. Magnetyzm okrętowy .... 36
2.1. Właściwości magnetyczne stali okrętowej ….. 36
2.2. Rodzaje magnetyzmu okrętowego ….. 36
2.3. Rozkład siły natężenia pola magnetyzmu okrętowego na trzy składowe:
P, Q, R ….. 39
2.4. Typy stali miękkiej w kadłubie statku …..…. 41
2.5. Pojęcie współczynnika siły ustawiającej różę kompasową na północ
w odniesieniu do kompasu zainstalowanego na statku …. 46
2.6. Równania Poissona …..46
3. Dewiacja półokrężna …… 50
3.1. Dewiacja kompasu magnetycznego na statku nieprzechylonym …. 50
3.2. Siły wywołujące dewiację statku nieprzechylonego .... 51
3.3. Całkowita dewiacja półokrężna na statku nieprzechylonym …… 60
4. Dewiacja ćwierćokrężna i stała .. 61
4.1. Dewiacja typu D wywołana poziomą stalą miękką symetryczną … 61
4.2. Analiza dewiacji ćwierćokrężnej typu D …64
4.3. Dewiacje typu E i A wywołane poziomą stalą miękką niesymetryczną .. 66
5. Obliczanie podstawowych współczynników dewiacji statku
nieprzechylonego ….. 71
5.1. Wzór Archibalda Smitha – suma dewiacji statku nieprzechylonego .. 71
5.2. Obliczanie przybliżonych wartości współczynników dewiacji …. 73

5.3. Zmiana wartości współczynników dewiacji wraz ze zmianą szerokości
magnetycznej ……. 77
5.4. Określanie współczynników 1 i 2 …..80
6. Dewiacja przechyłowa ……… 82
6.1. Przyczyny powstawania dewiacji przechyłowej …. 82
6.2. Dewiacja przechyłowa wywołana działaniem magnetyzmu
zaindukowanego w sztabach stali miękkiej …. 84
6.3. Całkowita dewiacja przechyłowa na statku przechylonym …… 86
7. Budowa, działanie i badania kompasów magnetycznych ….. 88
7.1. Wstępne wiadomości o kompasie magnetycznym .... 88
7.2. Budowa kompasów magnetycznych … 89
7.3. Układ pomiarowy …… 92
7.4. Zasady pracy układu pomiarowego ….… 97
7.5. Kociołki kompasowe ….. 99
7.6. Szafki kompasowe ….… 102
7.7. Badanie kompasów ….104
8. Układy przekaźnikowe wskazań kompasów magnetycznych ….108
8.1. Ogólna zasada działania systemów przekaźnikowych …. 108
8.2. Warunki stawiane systemowi zdalnego przekazywania wskazań kompasów
magnetycznych .. 109
8.3. Klasyfikacja układów zdalnego przekazywania wskazań kompasów
magnetycznych … 109
8.4. Zdalne przekazywanie kursu w systemie Kelvina–Hughesa ….. 111
9. Kompensacja dewiacji kompasu .... 113
9.1. Zasady kompensacji dewiacji …... 113
9.2. Rodzaje sztab stalowych i magnesów kompensacyjnych oraz kolejność ich
umieszczania w pobliżu kompasu .... 113
9.3. Matematyczne uzasadnienie kompensacji dewiacji ….. 118
9.4. Uzasadnienie kompensacji dewiacji przechyłowej ……. 119
9.5. Metody kompensacji dewiacji statku nieprzechylonego …. 122
9.6. Kompensacja deflektorem dewiacji statku nieprzechylonego …. 125
9.7. Zmiana dewiacji w zależności od szerokości magnetycznej ……. 128
9.8. Obliczanie zmiany wartości współczynnika dewiacji półokrężnej B2
po zmianie szerokości magnetycznej ….… 129
9.9. Określenie wartości współczynnika pionowej stali miękkiej typu c
na podstawie zmian dewiacji półokrężnej po zmianie szerokości
magnetycznej …... 131
9.10. Wpływ ładunków na zmiany dewiacji kompasów magnetycznych … 132
10. Określanie dewiacji kompasów magnetycznych …. 135
10.1. Przyczyny zmian dewiacji kompasu ... 135
10.2. Przygotowanie statku do procesu określania dewiacji kompasów ….. 136

10.3. Praktyczne określanie dewiacji kompasu magnetycznego ….. 137
10.4. Określanie dewiacji przez porównanie namiarów w czasie przejścia przez
nabieżnik o znanym kierunku ….. 139
10.5. Określanie dewiacji z porównania namiarów na odległy obiekt stały . 141
10.6. Określanie dewiacji przez porównanie namiarów na ciała niebieskie ..147
10.7. Określanie dewiacji kompasu magnetycznego przez porównanie
z żyrokompasem o znanej poprawce ….… 152
10.8. Określenie dewiacji deflektorem …. 153
10.9. Wykorzystanie wzoru Archibalda Smitha do określania tabelki dewiacji
na podstawie obserwacji dewiacji na ośmiu głównych kursach … 155
10.10. Określanie błędów wskazań kompasów okrętowych przy wykorzystaniu
systemów satelitarnych …... 156
10.11. Uwagi praktyczne dotyczące posługiwania się kompasem magnetycznym
na statku ….. 159
11. Usytuowanie kompasu magnetycznego na statku …... 160
11.1. Objawy złej pracy niewłaściwie umiejscowionego kompasu …. 160
11.2. Metody ustalania prawidłowego miejsca instalacji kompasu … 160
11.3. Instalacja kompasów magnetycznych na statkach w świetle przepisów . 162
Załączniki
Załącznik 1. Podstawowe jednostki magnetyzmu …. 165
Załącznik 2. Podstawa matematyczna określania ścisłej wartości dewiacji
kompasu na statku nieprzechylonym .... 166
Załącznik 3. Dewiaskop …. 169
Załącznik 4. Formularz do obliczania współczynników dewiacji ….. 173
Załącznik 5. Wybrane terminy angielsko–polskie podane w międzynarodowej
normie ISO 1069 z 1973 r. .. 174
Załącznik 6. Kompasy magnetyczne – spełnienie wymagań i wyposażenie na
statkach morskich. Zalecenia odnośnie do kompasów magne–
tycznych według Rezolucji IMCO A.383(X) z dnia 14 XI 1977 r. … 177
Załącznik 7. Oświadczenie producenta lub importera (Statement of
manufacturer or importer) …. 182
Załącznik 8. Parametry techniczno–eksploatacyjne dla systemów zdalnego
przekazywania kierunku morskich kompasów magnetycznych
(Marine Transmitting Magnetic Heading Devices – TMHD) …. 184
Załącznik 9. Pole magnetyczne Ziemi według WMM ….. 187
Załącznik 10. Wykres zmian deklinacji magnetycznej …190
Literatura …..…. 191