Продолжение. Начало здесь: «Магнитно-компасное дело. Краткий конспект. Часть 1», «Магнитно-компасное дело. Краткий конспект. Часть 2», «Магнитно-компасное дело. Краткий конспект. Часть 3»
Предварительные выводы
Итак, подытожим выводы, которые мы получили в предыдущих частях конспекта по магнитно-компасному делу. Прежде всего, еще раз давайте детально разберемся, зачем нужно обязательно уничтожать девиацию, почему ее нельзя просто учесть в виде поправки.
Причина первая – огромные погрешности при определении девиационных поправок. Как мы помним, девиация – величина переменная и зависит от курса судна. Для ее определения необходимо, чтобы судно двигалось известным магнитным курсом. Но проблема состоит в том, что управление судном осуществляется по компасному курсу, а девиация для одних и тех же компасных и магнитных курсов будет значительно отличаться по величине. Поэтому, при большой девиации потребуется иметь две таблицы поправок – одну для магнитных курсов, другую – для компасных. Кроме того, при выборе девиации из таблиц для промежуточных курсов, что делается всегда простым интерполированием, может быть допущена значительная ошибка, в виду того, что при большой девиации непропорциональность ее изменения от курса не особенно заметна. Еще один подвох может состоять в том, что изменение курса по компасу при большой девиации может не соответствовать действительному повороту судна: повернули по компасу на 20°, а в реальности, за счет изменения девиации – на все 40°. А в отдельных случаях можно вообще увидеть парадоксы, например, когда при повороте судна вправо компасный курс будет уменьшаться, вместо того, чтобы увеличиваться.
Но есть другая, главная причина необходимости уничтожения девиации. Если у компаса девиация велика, то это означает, что силы, вызывающие девиацию, соизмеримы с направляющей силой магнитного поля Земли. При этом может оказаться, что эти силы на некоторых курсах будут так направлены относительно магнитного меридиана, что их равнодействующая окажется равной нулю, и картушка компаса при изменении курса просто будет поворачиваться вместе с судном. Таким компасом станет невозможно пользоваться. Поэтому вывод однозначен. При больших значениях девиации ее нужно уничтожать.
Какие значения девиации считать большими? Это зависит от модели компаса. Например, при цене деления картушки в 5 градусов вряд ли девиацию 5° имеет смысл уничтожать. Тем не менее некоторые производители дают свои рекомендации. Например, компания Plastimo рекомендует уничтожать девиацию, если она превышает 7°, а если девиация более 20°, тогда - переместить компас в менее "намагниченное" место.
Принципы уничтожения девиации
Для уничтожения девиации используются постоянные магниты и мягкое железо, с помощью которых создают силы, компенсирующие влияние «судового железа». Как я уже писал ранее, при уничтожении девиации руководствуются следующим правилом: силы, происходящие от твердого судового железа, нужно компенсировать с помощью постоянных магнитов, а силы от индуктивного магнетизма мягкого судового железа — с помощью элементов из мягкого ферромагнитного материала. Правильная установка компенсаторов — это и есть задача, которую требуется решать для уничтожения девиации.
Для капитана яхты актуальным является уничтожение только полукруговой девиации. Основным способом уничтожения полукруговой девиации, в данном случае, будет так называемый «способ Эри», названный так в честь Джоржа Бидля Эри (George Biddell Airy), британского математика и астронома, директора Гринвичской обсерватории. В 1839 году Джорж Эри опубликовал обоснование данного способа в своей работе «Experiments on Iron-built Ships, instituted for the purpose of discovering a correction for the deviation of the Compass produced-by the Iron of the Ships».
George Biddell Airy
Суть способа предельно проста. Сначала судно ложится на один из главных магнитных курсов, например 0° и на этом курсе девиация уничтожается до нуля с помощью компенсационных магнитов-уничтожителей перпендикулярных меридиану. Затем судно ложится на обратный курс, на котором девиация уменьшается до половины теми же магнитами. После чего судно ложится на курс, перпендикулярный предыдущему, где девиация опять уничтожается до нуля, с помощью магнитов опять-таки перпендикулярных меридиану, после чего судно ложится на обратный курс и компенсирует девиацию до половины. Таким образом, яхта последовательно ложится на четыре главных магнитных курса. Поэтому способ Эри еще называют способом уничтожения девиации «Четырех главных магнитных курсов».
Очевидно, что для определения девиации необходимо знать магнитное направление – ложиться не на компасный, а на магнитный курс. В условиях яхты его можно определить с помощью ручного магнитного пеленгатора, если поместить его вдали от источников девиации.
При больших значениях девиации, рекомендуется, перед тем как приступать к уничтожению, сначала уменьшить ее значение способом «полу-Эри». Суть этого способа заключается в том, что на любых двух перпендикулярных главных магнитных курсах соответствующими магнитами девиация уничтожается до нуля. Например, на курсе 0° и 90°. После этого уже приступают к уничтожению девиации основным способом на четырех главных магнитных курсах.
Несмотря на то, что яхтенные компасы не оборудуются классическими нактоузами, тем не менее, большинство из них укомплектовано соответствующими компенсационными устройствами, состоящими из двух перпендикулярных магнитов. Перемещая эти магниты и добиваются уничтожения девиации.
Яхтенный магнитный компас Plastimo 135 с компенсационным устройством в нижней части
Полностью уничтожить девиацию невозможно, поэтому остаточные значения определяют, сводят в таблицы и используют в виде поправок компаса.
Девиационные таблицы
Определить остаточную девиацию и составить девиационные таблицы не сложно. Для этого достаточно на главных восьми магнитных курсах сличить измеренный пеленг на некоторый объект с известным магнитным пеленгом. Так гласит теория. Основная сложность для проведения этой операции на яхте – это отсутствие пеленгаторного устройства на яхтенных магнитных компасах. Решить эту проблему можно несколькими способами. Самый очевидный – это использовать ручной магнитный компас-пеленгатор.
Ручной компас-пеленгатор Plastimo
Выбрав место на яхте, где девиационные силы минимальны, можно добиться того, чтобы яхта следовала заданным магнитным курсом. Снимая показания компасного курса с путевых магнитных компасов яхты и сличая их с заданным магнитным курсом строится график полученных наблюдений. На основании графика рассчитывается девиационная таблица. Учитывая, что цена деления типовых магнитных яхтенных компасов 2-5 градусов, этот способ даст вполне удовлетворительный результат, т.к. погрешности удержания яхты на курсе и погрешности определения этого курса с помощью ручного магнитного компаса-пеленгатора будут одного порядка.
В качестве альтернативы ручному магнитному компасу-пеленгатору можно использовать GPS навигатор. При точности определения места с погрешностью 5-10 метров можно на карте по известному местоположению рассчитать магнитные направления на отдаленные береговые ориентиры и использовать их для покладки яхты на нужный курс. На крайний случай, в условиях отсутствия заметного дрейфа и течения, можно использовать значения путевого угла по показаниям GPS навигатора для расчета необходимого магнитного курса. Тут как подскажет капитану его изобретательность.
В любом случае знание достоверной поправки компаса, регулярный контроль показаний компаса всеми доступными способами являются обязательными составляющими хорошей морской практики. И наоборот, пренебрежение этими элементарными вещами может привести к неожиданным последствиям, например, как пятнадцатилетнего капитана из одноименного романа Ж.Верна.
Кстати, напомню, что когда-то я писал об этом эпизоде в статье «Ошибка Жюля Верна» на нашем сайте.
Удачи вам на морских просторах! Мореплавание должно быть безопасным.
Начало здесь: «Магнитно-компасное дело. Краткий конспект. Часть 1», «Магнитно-компасное дело. Краткий конспект. Часть 2», «Магнитно-компасное дело. Краткий конспект. Часть 3»
Использованная литература:
П.А. Нечаев, В.В. Григорьев «Магнитно-компасное дело»
В.В. Воронов, Н.Н. Григорьев, А.В. Яловенко «Магнитные компасы»
NATIONAL GEOSPATIAL-INTELLIGENCE AGENCY «HANDBOOK OF MAGNETIC COMPASS ADJUSTMENT», Техническая документация компании Plastimo