航海仪器Word文档下载推荐.docx

1、 FNFSm / （r2+l2） FN和FS在水平方向上合力为：H2的指向：平行于磁铁轴，从N指向S极，当与 磁铁中心距离r不变时，位于磁轴延 长线上场强比位于磁轴垂直平分线场强大一倍四.磁性物质的磁化1.自然界物质按导磁能力可分为： 磁性物质：铁，镍，钴及其合金等材料， 磁导率1； 非磁性物质：铜，铝，木，纸，橡胶,等，磁导率1 磁性物质可被磁化：磁力线进端，呈现S极；磁力线出端，呈现N极 非磁性物质不能被磁化2磁性物质依据其保留磁性程度可分为：软铁：可在弱磁场中被磁化，但其磁性不固定，随外界磁化场的变化而变化，矫顽力Hc50奥；如船上的隔板等感应船磁 硬铁：须在较强磁场中磁化，被磁化后可较

2、长期保留磁性，矫顽力Hc50奥。如船壳体永久船磁 3.磁滞回线 矫顽力Hc：使B（磁感应强度）减小至零的反向磁场Hc称为矫顽力。 剩磁Br：当H变为零时，铁磁体所具有的磁感应强度Br称为剩磁。 硬铁：Br大，Hc大，磁滞回线面积大，Hc通常大于50奥，如碳钢等。 软铁：Br很小，Hc很小，磁滞回线面积狭小，Hc通常小于几奥，如矽钢等磁障 :把一个环行软铁放在磁场里，使环面与磁力线平行，则铁环就被磁化，磁力线几乎全部通过铁质部分，铁环的当中部分成为一个磁场强度几乎等于零的区域（如图48），若把铁磁物质放在这个区域内，则没有磁感应作用。这就是铁环对放在环内的物体起了防磁的作用。五、地磁 1地磁极

3、N,S地磁极位于地球深处，与地理N，S极不重合。地磁极位置不固定，绕地理N，S极缓慢移动。 磁北极具有负磁量磁南极具有正磁量。 磁力线由南指向北2地磁要素 地磁总力T：沿磁力线切线方向。 磁倾角：地磁总力T与水平面之间的夹角，在北纬：，在南纬： 地磁水平分力和垂直分力： HTcos ZTsin 磁差Var：磁子午面与地理子午面间水平夹角。有东西磁差之分 磁赤道：磁倾角为零点的连线 地磁三要素：H，Var 地磁总力的水平分力H，垂直分力Z磁倾角 磁差ar 地磁要素 地磁极处 磁赤道处 H（指北力 ） 0 Hmax0.4奥 Z Zmax=0.7奥 90 0 Var 变化范围0180 有东西磁差之分

4、 船用磁罗经一.定义及特点磁罗经定义：在罗盘磁针与地磁场相互作用下，罗盘能指向磁北极的航海指向仪器。特点：结构简单，性能可靠，不依赖任何外界条件可独立工作。但受船磁场的影响，罗盘偏离磁北会产生自差。1997年，IMO通过安装磁罗经的决议，凡大于150总吨以上船舶均应安装:1）一台标准磁罗经 2） 一台操舵磁罗经；若标准磁罗经为投影或反射式的，可免装操舵罗经 3） 标准罗经与操舵位置间有可靠联络手段 4） 备用一台标准罗经 5） 正确校正磁罗经自差，并有剩余自差表和自差曲线 磁罗经作用：指向及定位，与陀螺罗经一起相辅相成保证船舶安全航行 二.分类按用途与分类分： 标准罗经：装于驾驶台露天甲板上的

5、船首尾线上，因安装位置较高，受船磁影响小，故称为标准罗经。 操舵罗经：装于驾驶台内操舵轮的正前方，用于读取船舶航向。 太平（应急）罗经：装于船尾应急舵前面，用于应急时操舵用。如装有陀螺罗经则用其分罗经作应急罗经。 救生艇罗经：每个救生艇内都有一个，供操纵救生艇时用，内有油灯，可用10小时。按直径分： 190mm型，165 mm型，127 mm型 按罗盆内有无液体分： 液体罗经：罗盆内充满液体，由于液体的阻尼作用，故稳定性好；且由于浮力的作用，减少轴针与轴帽的摩擦力，提高灵敏度。罗经性能优良，故被广泛使用。 干罗经：罗盘支在轴针上，当船舶摇摆时罗盘稳定性能差，该种罗经已被淘汰 三.结构 组成:罗

6、经盆，罗经柜，自差校正器 , 方位圈 1.罗经柜 罗经柜：由木料、黄铜或铝合金等非磁性材料制成，用于放置罗经盆和自差校正器。 顶部：罗经盖 左右两侧：软铁球或软铁片象限自差D 减震装置：常平环，用于放置罗盆 柜内有： 佛氏铁软（次）半圆自差 纵磁棒半圆自差B 横磁棒半圆自差C 垂直磁棒倾斜自差2.罗盆:由盆体、支承液和罗盘组成 罗盘 ： 起指向作用，是磁罗经的核心部分。 组成：刻度盘、浮室、磁钢和轴帽（支承罗盘） 刻度盘由铜片、云母、环氧玻璃等非磁性材制作，上面刻有0360度刻度和方向点。 浮室：为水密空气室以增加罗盘浮力减小轴针与轴帽之间的摩擦力。 轴帽：轴帽中心处嵌有宝石，轴针尖端由铱金等

7、硬金属制成，以减小与轴帽间的摩擦力。 磁钢：磁钢轴线与刻度盘0180度对称平行罗盘磁钢有条形磁棒和环形磁钢两种类型盆体：由非磁性的金属材料（铜）制成，用来储存液体。 分上、下两室，之间用毛细管连通，当温度变化时可调节盆内液体。 盆内盛液体（45酒精，55蒸馏水），减少罗盘的转动摩擦力。酒精的作用为降低冰点（-26）. 侧面有注液孔：用于排除罗盆内的气泡。 前后装有首基线：供读取航向用采取防止液体热膨胀冷缩措施 1）罗盆底部为铜皱片 2）罗盆分为上下两室由毛细管连通，通过罗盆内的压力来调节。为保持罗盆的稳定性1） 降低罗盆的重心，在罗盆底部加配重。2） 罗盆架在常平环上三.方位圈1.观测物标方位

8、观测物标方位时，从照门孔通过照准线观测物标，当测者看到物标、照准线和照门孔三者在一直线上时，即从照准架下的三棱镜中读出黑线所对应的度数就是物标的罗2.观测天体方位观测太阳方位时，使反射镜对准太阳，然后俯仰反射镜，使太阳反射到反光棱镜中，太阳光通过反光棱镜将在罗盘上出现一道很细的光线，该光线所指的刻度就是太阳方位。测星或测月亮方位时，使照门孔、照准线与黑色反射镜反射的天体成一直线后，在照准架下的棱镜中读出方位。四.磁罗经自差校正器类型 放置位置 校正自差 硬 铁 垂直磁棒 （Heeling） 罗盆中心正下方垂直铜管内 倾斜自差 纵向磁棒 （Fore & aft） 罗经柜内左右水平纵向架子 半圆自

9、差（纵向硬铁力） 横向磁棒 （Athwardship） 罗经柜内水平横向架子 半圆自差（横向硬铁力） 软铁 软铁球（片）（soft iron phere 罗经柜左右正横支架上 象限自差 佛氏铁 （Flinders bar） 罗经柜正前方竖直筒内 软铁半圆自差（水平纵向软铁力） 磁罗经检查保管与安装检查与调整项目 （1）罗盘灵敏度的检查：应|a|。系数c 船上罗经总是安装在顶甲板的前方，与烟囱较为接近，故系数c较大，且为负值。系数k 因罗经位置较高，位于罗经下面的垂直软铁较多，故系数k较大，且为正值。系数g 系数g较小，其符号随罗经安装位置而定系数b，d，f，h 因船舶结构都是左右舷对称的，所以

10、安装在船首尾面上的罗经系数b，d，f，h都是正负值同时存在，几乎可相互抵消，因此，一般船上的软铁系数b，d，f，h约为零。因此，泊松方程可简写为： XX+aX+cZ+P YY+eY+Q Z Z+gX+kZ+R 二.船舶正平时自差 罗盘平面上作用力 船正平时，只有泊松方程中的X和Y 两个力对罗经产生影响， 为避免地磁力X和Y随航向发生变化以及合并性质相同的自差力，把X 和Y 分别投影到磁子午线上和垂直磁子午线方向上。在磁子午线上的投影：在垂直磁子午线上投影为2. AH 力 令 B= C= D= E=0,有:Hcos=H , Hsin=AH 两式平方相加得:H2=H2+ （AH）2 可知：AH 力

11、垂直于H 由AH力产生的自差称为恒定自差A=A 3. BH力 B 0， BH指向船首。B 0, C H指向右舷 C 0, D H指向2 ; 0, DH指向2 D不随磁纬度发生变化 D D sin2 6.E H力 E H指向2 0， E H 指向2 +90H 指向2 90 E随2倍罗航向余弦关系变化 E称为象限自差 E 不随磁纬度发生变化 EE cos2 正平时自差自差公式： 磁罗经在某航向上的自差应是各种自差的总和，即自差公式： A B C D E ABsin Ccos Dsin2 +Ecos2 自差公式应用的条件是自差较小 要求： 误差小于0.1时， 3 误差小于0.25 三 倾斜自差1.

12、倾斜自差产生原因 船倾斜时，罗盘仍保持水平 磁化软铁的地磁力投影力发生变化，船软硬铁力相对于罗盘的作用方向也发生变化 罗盘水平面上作用力与正平时相比发生了变化 ii 2.横倾时的自差力和自差对于装在首尾面的罗经，软铁系数b、d、f、h几乎为零，泊松方程式为：船向右舷倾斜一角度i 后横向0Yi上Yi=Ycosi+Zsin 垂直0Zi上Zi=Zcosi-Ysini 对Oxiyizi坐标系的泊松方程式为 此时，罗经平面上的作用力为Ox轴上的作用力： X i = X i Oy轴上的作用力：Yi = Yicosi- Zisini 以Xi YiZi代入上式，并略去较小的项得：X i=X+aX+cZ+P Y

13、 i=Y+eY+Q-（R+kZ -eZ） i 与船正平时的泊松方程相比 多了一个横向附加力R+（k-e）Zi 令J=R+（k-e）Z/ H 有：i = -Jicos 相类似的，当纵倾角度为i时 ，有纵向力比船正平时多了一个附加力R-（k-a）Zi 倾斜自差为：i = - Jisin 式中J=R+（k-a）Z/ H 倾斜自差性质 随航向变化，N，S航向，横倾自差最大；E，W航向，纵倾自差最大。 随船所在磁纬度变化，因J和J中H，Z均随磁纬度变化。 与船的倾斜角度成正比，通常罗盘均偏向高舷。因船左右摇摆具有周期性，故倾斜自差不用东或西表示，而用偏向哪一舷来表示。罗经自差校正1.校正自差的必要性 自

14、差较大，使用磁罗经航行危险； 由于自差较大，罗盘可能无法克服摩擦力而不能指示方向； 或在某些航向上罗盘出现“呆滞”现象；或在船舶转向后，罗盘大幅度摆动。2.校正原则 大小相等，方向相反，性质相同 3.需要校正自差的时机： （1）磁罗经安装在新船上，或罗经安装位置移动后； （2）修船之后（无论大修、中修或小修）； （3）船舶受到剧烈振动后；如碰撞、搁浅、触礁、炮火袭击、雷击或强电流影响后； （4）驾驶室周围进行过大面积的电焊，或拆换磁罗经附近的甲板和设备等； （5）船舶在某一固定航向上停泊一个月以上； （6）装运大量磁性货物卸货后； （7）不计恒定自差A，标准罗经自差大于土3，操舵罗经自差大于土

15、5时； （8）在正常情况下，船舶必须每年校正一次磁罗经自差并重新编制自差表。4.倾斜自差校正1.校正原理 船倾斜后，罗盘平面上将产生： 横向附加力：R+（k-e）zi 纵向附加力：R+（k-a）zi 要抵消纵，横向附加力，可使 R0， k e， k a 若D = 0 则ae，即可使 R0， k e。 船正平时，Z ZgXkZR 若在E，W航向上：gX0，则 Z EWZkZR 在船正平时，调整垂直磁铁， 若使Z EW中的 R=0，k= e 则：EW = Z+eZ = （1+e）Z=（1+a/2+e/2-a/2+e/2）Z =（-D ）Z =Z 只要使罗盘的垂直作用力Z EW=Z， 即不产生倾斜自

16、差。2.校正方法 1） 船正平时校正方法 将倾差仪置于岸上，无磁性干扰的地方，离地一米以上，移动滑重，使磁针水平，测得地磁力Z的格数n。 将倾差仪带回船上，将滑重移至n 处， n Z EWZ n （标0.8-0.9 操0.6-0.8） 船正平，航向为E或W，用倾差仪取代罗盆，倾差仪磁针与罗盘磁针在同一水平面上。 调垂直磁铁直至倾差仪磁针水平。 恢复罗盆 2） 船摇摆时校正方法： 当船在风浪中航行，若随着船的摇摆，罗盘也左右或前后来回摆动，可直接调整垂直磁铁的位置，直至罗盘稳定为止。5.半圆自差校正 半圆自差力 BHcZP C HfZQ 一般船上fZ0，近似用佛氏铁消除cZ0则 B HPHQ 抵

17、消P，Q两力，采用爱利法，即在四个 主航向上通过观测自差，用纵横磁铁分 别抵消P，Q产生的自差。1）抵消CHQ力 1） 当 0时，调整横向磁铁使N=0，F（AE ）HCH令Ff1f2，则f1CH，f2（AE ）H 不能用硬铁力f2去抵消软铁力（AE）H，为消除多余的f2力，将船转至 180（2）抵消BHP力 1） 在90 用纵向磁铁力F将自差E校为零，即：E）HB令Ff1f2 则f1 B）H 软铁力（AE）H，为消除多余的f2力将船转至 2702） 270 自差W是由大小相等，方向相同的软铁力（AE）H和硬铁力f2共同产生的调整纵向磁铁，消除一半自差，即抵消了硬铁力f2，而仅由纵向磁铁产生f1

18、力抵消了B H力. 3）校正口诀： 东东上，西西上，东西下，西东下 口诀中第一字表示自差的东或西； 第二字表示磁棒红端的朝向； 第三字“上”表示磁棒上移或增加磁棒；“下”表示磁棒下移或减少磁棒； 口诀亦可简化为：同名上，异名下。 （4）为节省校正时间，校正自差可采取顺时针或逆时针的顺序。6.象限自差校正 （1） 校正原理 象限自差力 DH（a-e）H/2 EH因商船上， EH约为零，故只消除DH力。 因商船上系数 a0，e |a|.故D 0 0。 若校正软铁的象限自差系数 D1 0时，当使D0 + D1 0，象限自差为零。 铁球或软铁片对罗经产生a和e系数，其象限自差系数为： D1 故满足消除象限自差的要求。（2）校正象限自差方法 在校正半圆自差后进行 , 在两相邻的象限航向上 校正 1） 45 当用软铁力F把自差NE 消除为零时， F AH DH令Ff1f2 则 f1 DH，f2 AH 因f2为象限自差校正力，AH为船磁固定自差力，故f2为多余的力，为去掉f2力，将船转至SE航向 2） 135 SE是由大小相等，方向相同的多余软铁力f2和AH力共同产生的调整校正软铁，去掉一半自差