Государственный комитет Российской Федерации

по рыболовству

ФГОУ ВПО Дальневосточный государственный технический

рыбохозяйственный университет

(«Дальрыбвтуз»)

Кафедра «Акустические приборы, системы и технические

средства судовождения»

Методические указания к лабораторным работам

по курсу «Магнитные компасы» для курсантов

(студентов) специальности 180402 «Судовождение»

Владивосток

2008

УДК 656.61.052

К 214

Авторы: , доцент кафедры АПС и ТСС Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета

, ст. преподаватель кафедры АПС и ТСС Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета

Печатается в авторской редакции.

© , 2008

© , 2008

Введение

Магнитный компас – это один из незаменимых помощников судоводителя в различных условиях плавания. По действующим ныне требованиям Наставления по организации штурманской службы на морских судах флота рыбной промышленности СССР (НШСР-86) магнитный компас является обязательным прибором, которыми оборудуются морские суда.

Для обеспечения безопасного и надежного судовождения при работе с техническими средствами судовождения необходимо систематическое определение и учет поправок приборов. Для магнитного компаса – это определение и учет девиации, т. е. отклонения стрелки магнитного компаса от магнитного меридиана под действием магнитных сил судового железа.

Данные учебно-методические указания предусматривают выполнение лабораторных работ по уничтожению девиации магнитного компаса в судовых условиях и определению её остаточного значения для дальнейшего учета в рейсе. По требованиям НШСР-86 девиация магнитного компаса уничтожается не реже 1 раза в год, остаточная девиация у главного магнитного компаса не должна превышать ±3º, а у путевого ±5º.

2  Лабораторная работа
Магнитный компас УКП-М

Цель работы:

1.  Изучить конструкцию магнитного компаса УКП-М.

2.  Произвести проверки компаса.

3.  По результатам наблюдений определить магнитный пеленг створа (отдаленного ориентира) и рассчитать девиацию на восьми курсах.

4.  Составить отчет о работе.

2.1  Конструкция магнитного компаса УКП-М

Магнитные компасы используются на судах в качестве курсоуказателя, а также для определения места судна в море по пеленгам береговых ориентиров и небесных светил. Компас, используемый для пеленгования и для контроля курса, называется главным. Он устанавливается на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна или, как исключение, вблизи нее. Компас, находящийся в рулевой рубке, по показаниям которого рулевой удерживает судно на заданном курсе, называется путевым.

Чувствительный элемент магнитного компаса УКП-М (рис.1.1) представляет собой шестистрелочную магнитную систему (рис.1.2), помещенную в котелок с поддерживающей жидкостью. Чувствительный элемент имеет круговую шкалу для отсчета курса судна. Магнитная система со шкалой называется картушкой магнитного компаса, центрируемой при помощи шпильки.

Так как концы стрелок 1 находятся на одной окружности и под заданными углами по отношению к диаметру их магнитной системы, то этим с достаточной для практики точностью достигается автоматическое уничтожение коэффициентов девиации высших порядков. Такое обстоятельство позволяет во всех случаях судовой практики ограничиваться определением остаточной девиации у компаса только на восьми равноотстоящих компасных или магнитных курсах.

Кроме того, таким расположением стрелок достигается еще равенство моментов инерции картушки относительно любой экваториальной оси ее диска с делениями, что исключает беспорядочные колебания самой картушки во время качки судна.

Оправа картушки (рис. 1.2) состоит из поплавка 2, изготовленного из тонкой листовой латуни с ободком, конуса 7, снабженного агатовой топкой 3 и крепительным винтом 4 к ней, бумажного диска 5 и опорного диска 6. Конус 7 служит для того, чтобы картушка могла приобретать на шпильке, ввинченной до отказа в колонку котелка, угол наклона ≤ 12°, не касаясь этой колонки.

Бумажный диск 5 разбит на 360° через 1°, причем цифрами обозначены десятки градусов, начиная от 0°. Латинскими буквами обозначены главные и четвертные румбы.

Котелок компаса с жидкостью, в которой находится картушка, установлен в кардановом подвесе в верхней части нактоуза, предназначенного для подвеса магнитного компаса и размещения девиационного прибора. Нактоуз крепится к верхней палубе и, как правило, располагается в диаметральной плоскости судна. Такое его расположение обеспечивает наиболее благоприятные магнитные условия для работы магнитного компаса.

На боковой стенке котелка имеется отверстие, закрываемое винтовой пробкой. Через указанное отверстие котелок заполняется поддерживающей жидкостью (водным раствором этилового спирта крепостью 43º), не замерзающей до -26º. При наличии в основной камере котелка воздушных пузырей, необходимо их удалить. Для этого котелок компаса аккуратно переворачивают стеклянной крышкой вниз и покачивают вокруг горизонтальной оси или, убрав из чашки с грузом патрон электрической лампочки, несколько раз слегка нажимают на пробку диафрагмы. Если эти меры не дают желаемого результата, то следует долить в котелок некоторое количество компасной жидкости.

В комплект компаса входит пеленгатор - приспособление для пеленгования предметов и небесных светил, а также для определения курсовых углов[1].

Магнитный компас, установленный на немагнитном судне, показывает магнитный курс (МК), отличающийся от истинного курса (ИК) на величину магнитного склонения d:

ИК = МК + d (1.1)

Судовое железо влияет на показания магнитного компаса. В его отсчете - компасном курсе (КК) – появляется погрешность, называемая девиацией δ. Общая поправка магнитного компаса будет

∆ = d + δ. (1.2)

Истинный курс судна при этом определяется из выражения

ИК = КК + ∆, (1.3)

или

ИК = КК + δ + d (1.4)

Компасный курс (КК), исправленный девиацией δ, определяет величину магнитного курса (МК),

МК = КК + δ (1.5)

На рис. 1.3 представлены соотношения (1.1)-(1.5). Девиация магнитного компаса δ - это погрешность, в которую входят четыре ее составляющие:

-постоянная девиация, возникающая от мягкого железа;

-полукруговая девиация, обусловленная влиянием в основном твердого судового железа;

-четвертная девиация, вызываемая мягким судовым железом;

-креновая девиация, возникающая при крене и качке судна, и обусловленная в основном действием вертикальных ферромагнитных элементов корпуса судна.

Для уничтожения этих трех девиаций в конструкции магнитного компаса имеется три самостоятельных приспособления.

Компенсаторы полукруговой девиации – две пары постоянных магнитов-уничтожителей, установленных внутри компаса. Одна пара - продольные магниты, другая - поперечные. Уничтожение полукруговой девиации заключается в отыскании надлежащего положения магнитов при помощи кареток или маховиков В и С.

Компенсаторы четвертой девиации выполнены в виде горизонтальных пластин из мягкого ферромагнитного материала, которые устанавливают с снаружи нактоуза, в его верхней части.

Вертикальный постоянный магнит для уничтожения креновой девиации помешен внутри нактоуза в девиационной трубе. Маховиком Z устанавливают его соответствующее положение.

Магнитный компас дает возможность определить не только курс судна, но также курсовой угол и пеленг какого-либо объекта.

2.2  Проверки магнитного компаса

2.2.1  Проверка картушки на застой

Застой картушки вызывается сухим трением в подвесе чувствительного элемента. Для определения величины застоя картушку отклоняют на небольшой угол, воздействуя на нее каким-либо магнитом. После того, как магнит будет убран, она должна вернуться на первоначальный отсчет. При наличии застоя картушка установится в другом положении. Разность отсчетов характеризует величину застоя.

Для увеличения точности определения угла застоя отсчеты по картушке измеряют через призму пеленгатора. Работу выполняют на берегу в приведенной далее последовательности:

– устанавливают пеленгатор на отсчет 0° по азимутальному кругу и поворачивают нактоуз компаса так, чтобы под призмой пеленгатора оказался отсчет 180° (S) картушки.

– воздействуя небольшим магнитом, отклоняют картушку на 2 - 3 градуса, убирают магнит и, после того, как картушка успокоится, снимают отсчет под призмой пеленгатора (с точностью до 0,2°); процедуру повторяют несколько раз;

– находят угол застоя как среднюю разность отсчетов по сравнению с первоначальным значением 180°.

Застой картушки считаемся нормальным, если угол застоя не превышает 0,2°. При большом застое необходимо заточить или заменить шпильку компаса.

2.2.2  Проверка предметной мишени пеленгатора

Нить предметной мишени пеленгатора не должна иметь слабины и изгибов. Если она не удовлетворяет этим требованиям, то ее следует заменить, взяв запасную нить из комплекта дефлектора.

Нить предметной мишени должна располагаться в вертикальной плоскости. Выверку положения мишени выполняют путем пеленгования отвеса, расположенного на расстоянии 3 - 4 м от компаса. Если мишень имеет наклон, нужно отдать винты, крепящие ее к основанию пеленгатора, и подложить под соответствующую лапку прокладку из фольги.

2.2.3  Проверка призмы пеленгатора

Глазная мишень должна быть вертикальна и находиться в визирной плоскости пеленгатора. Нижняя грань призмы глазной мишени должна лежать в горизонтальной плоскости.

Проверка призмы глазной мишени производится при положении пеленгатора на отсчете 180° азимутального круга котелка. Глазную мишень слегка наклоняют вперед и наблюдают одновременно нить предметной мишени и видимую в призме носовую курсовую нить, которые должны лежать на одной вертикали. Неправильное положение призмы заключается в том, что курсовая черта располагается не вертикально, а под некоторым углом к нити предметной мишени. Для устранения этой погрешности необходимо отдать три крепежных винта (из четырех) ее оправы и повернуть призму вокруг продольно-горизонтальной оси так, чтобы ось носовой курсовой черты, видимой в призму, составляла продолжение оси нити предметной мишени. В случае, если нить предметной мишени смещена в какую-либо сторону от курсовой черты, то необходимо ослабить винты, крепящие глазную мишень к основанию пеленгатора, и сместить ее так, чтобы и курсовая черта совпали.

2.3  Определение магнитного пеленга створа и девиации магнитного компаса

Самым простым и распространенным способом определения девиации магнитного компаса является сличение его с гирокомпасом. В этом случае девиация магнитного компаса δ находится по формуле:

δ = (ГКК – КК) + ΔГК – d (1.6)

где (ГКК – КК) - разность одновременно взятых отсчетов курса по гирокомпасу и магнитному компасу (сличение);

ΔГК – известная поправка гирокомпаса;

d – известное (снятое с карты) склонение.

Однако бывает обстоятельства, когда гирокомпас имеет неопределенную поправку ΔГК или же неизвестно магнитное склонение в данном районе. В таких случаях девиация магнитного компаса определяется автономным способом – пеленгованием какого-либо естественного или искусственного створа, или даже просто отдаленного ориентира. Обычно ее определяют на восьми компасных курсах. Девиации на каждом курсе рассчитывается по формуле

δ = МП – КП (1.7)

где МП - известный магнитный пеленг створа (отдаленного ориентира), не зависящий от курса судна;

КП - компасный пеленг створа (ориентира). Величина KП различна на разных курсах судна.

Для определения девиации δ магнитного компаса также можно использовать обратные значения (ОМП – OKП), отличающиеся от МП и KП на 180º. Тогда девиация определяется из разности:

δ = ОМП – ОКП (1.8)

Магнитное направление створа (МП или ОМП) с достаточной точностью можно определить путем пеленгования линии створа на восьми компасных курсах. Данный способ применяется, когда курс судна устанавливается непосредственно по магнитному компасу.

Последовательность чередования курсов может быть любой. Сначала, например, судно идет компасным курсом N. В момент пересечения линии створа берут компасный пеленг этой линии. Затем ложатся на компасный курс S и снова, при помощи пеленгования линии створа, находят компасный пеленг этой линии. Аналогичное пеленгование линии створа выполняется на всех последующих галсах.

Если судно имеет возможность разворачиваться на одном месте (например, на бочках станции безобмоточного размагничивания), то можно пеленговать любой отдаленный ориентир, поскольку магнитный пеленг на него не меняется.

Данные для определения девиации приведены в следующей таблице:

Таблица 1.1 Определение девиации

Найденные значения компасных пеленгов (с точностью до 0,1°) записывают во второй столбец таблицы

ΣКП = 953,6º; МП = 1/8 ΣКП = 119,1º

Магнитный пеленг створа (или отдаленного ориентира) рассчитывается как среднее арифметическое значение из восьми компасных пеленгов:

MП= (1.9)

Значение МП (или ОМП) записывают в третьем столбце приведенной таблицы. Четвертая графа служит для вычисления девиации в соответствии с формулами (1.7) и (1.8). Зависимость девиации δ от компасного курса КК можно представить в виде диаграммы (рис.1.4).

+δ

-δ

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5