Креновая девиация магнитного компаса

Следует иметь в виду, что креновая девиация появляется как при наличии качки судна, так и при его движении со статическим креном и дифферентом. Количественная оценка девиации в первом случае или при наличии обеих факторов представляет определенную сложность. Это связано с тем, что в результате качки судна возникают силы инерции, которые воздействуют на картушку компаса, вынуждая ее совершать колебания не только в азимуте, но и относительно плоскости горизонта. В этих условиях на нее будет действовать вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли, что приведет к появлению дополнительных отклонений картушки от направления меридиана. В результате магнитный компас станет не только показывать курс судна с ошибкой, но и его картушка начнет совершать колебания относительно курсовой черты, затрудняя съем показаний.

Учитывая сказанное, на практике рассмотривают более простой случай, когда в процессе движения судна картушка компаса не выходит из плоскости горизонта или ее отклонения пренебрежимо малы. Это может иметь место при наличии только статического крена и дифферента или когда ускорения, возникающие в результате качки, несущественны. В этом случае влиянием вертикальной составляющей магнитного поля Земли можно пренебречь и девиацию рассматривать лишь как результат изменения параметров намагниченности судна.

В описанных условиях становится очевидным допущение о малости углов крена и дифферента, что позволяет, в свою очередь, рассматривать их влияние независимо друг от друга.

Будем считать, что судно идет произвольным курсом и имеет некоторый установившийся крен g (рис. 4.10). Составляющие Х_i¢, Y_i¢ и Z_i¢ судового магнитного поля при наличии указанного крена будут определяться уравнениями Пуассона следующего вида:

(4.25)

где X_i, Y_i, Z_i - составляющие земного магнитного поля вдоль осей оx_i y_i z_i, a…k – коэффициенты Пуассона, Р, Q, R – cоставляющие судового магнитного поля, порождаемые магнитотвердыми материалами. Для компаса, установленного в диаметральной плоскости судна, коэффициенты b, d, f, и h пренебрежимо малы, и их можно опустить из рассмотрения. Не будем также учитывать коэффициенты си g, как не оказывающие существенного влияния на полученные результаты. В этих условиях равенства (4.25) примут вид:

(4.26)

Выразим составляющие Х_i, Y_i и Z_i через соответствующие компоненты X, Y и Z поля, намагничивающего судно:

(4.27)

Подставляя равенства (4.27) в (4.26) найдем параметры судового поля при наличии крена судна:

(4.28)

Для оценки влияния полученных составляющих судового магнитного поля на картушку магнитного компаса спроектируем их на оси ох_к и оу_к, связанные с ней. Проекция на ось оz_к, очевидно, не будет представлять интереса, так как эта составляющая не может отклонять картушку в силу того, что ось оz_к перпендикулярна ее плоскости.

(4.29)

Раскрывая скобки и группируя члены по гармоникам, найдем:

(4.30)

Из полученных выражений следует, что крен судна вызывает изменение только поперечной составляющей напряженности судового магнитного поля, которая, в свою очередь, порождает дополнительную девиацию магнитного компаса. Очевидно, что при наличии угла q дифферента судна дополнительную погрешность магнитного компаса будет вызывать ее продольная составляющая. По аналогии с равенствами (4.30) эта составляющая будет определяться следующим соотношением:

(4.31)

Если имеет место и крен и дифферент судна, обе составляющие будут порождать девиацию компаса, которая является достаточно сложной функцией данных углов и зависит от курса судна.