Mach Paweł, Minicki Tomasz, Marciniak Marek gr. B2

Sprawozdanie nr 2

Badanie magnetyzmu okrętowego stałego

Kompas magnetyczny

Morski kompas magnetyczny jest urządzeniem przeznaczonym do utrzymania i przekazywania ciągłej informacji o kierunku. Działanie kompasu magnetycznego oparte jest na zasadach oddziaływania pola magnetyzmu ziemskiego na magnes stały róży kompasowej. Sprawność działania kompasu zależy od wartości natężenia linii pola magnetycznego ziemi, a zwłaszcza od poziomej składowej H₀

Kompas magnetyczny składa się z trzech podstawowych zespołow funkcjonalnych:

- układu pomiarowego

-układu kompensującego wpływ pola magnetyzmu okrętowego

-zespołów zmniejszających wpływ falowania morza

Zasadniczym elementem kompasu jest tzw. układ kierujący, czyli pływak z podwieszonym magnesem pierścieniowym, przymocowana do niego tarcza z podziałką stopniową zwana różą kompasową oraz trzpień z łożyskiem osadzonym w osi pływaka co umożliwia swobodny obrót pływaka tak, aby północ róży kompasowej pokazywała stale kierunek na biegun magnetyczny (aby ustawiała się wzdłuż linii sił pola magnetycznego Ziemi). Układ kierujący jest umieszczony w kociołku wykonanym z niemagnetycznego metalu, zamkniętym od góry szklaną kopułą lub płytką. Kociołek jest szczelnie wypełniony płynem, którego zadanie polega na wypieraniu ku górze obciążonego magnesem pływaka, aby zmniejszyć znaczne naciski w łożysku, a także na tłumieniu wychyleń i drgań układu kierującego.

Dewiaskop

Dewiaskop jest przyrządem przeznaczonym do symulacji podstawowych elementów magnetycznych statku i służącym jednocześnie do praktycznej dewiacji kompasu magnetycznego. Stół zbudowany jest z drewna i ma wcięcia wzdłużne pod różnymi kątami do linii symetrii stołu. W tych wgłębieniach umieszcza się magnesy symulujące magnetyzm okrętowy stały. Dzięki umocowaniu na osi obrotowej stół ma 2 stopnie swobody i może się dowolnie przechylać pod dowolnym kątem na obie burty.

Opis poszczególnych elementów:
1-podstawa dolna, 2-stół drewniany, 3-umocowanie stołu na osi obrotowej, 4-kompas magnetyczny, 5-kule kompensacyjne ze stali miękkiej, 6-namiernik, 7,8-stal miękka pionowa, 9-stal miękka poprzeczna, 10-nośnik magnesów do kompensacji lub wywoływania składowej pionowej magnetyzmu okrętowego R, 11-wskaźnik położenia stołu względem podstawy, 12-róża kompasowa, 13-śruba mocująca (stały przechył stołu), 14-okna wycięte w celu obserwacji

• symulacja indukcji biegunów stałych magnetyzmu okrętowego dla różnych kursów budowy, symulację sił ± Q ±P

• Określanie wartości dewiacji półokrężnej B₁ i C₁ wywołanych indukcją w stali twardej.

• kompensowanie dewiacji półokrężnej B₁ i C₁

• symulację indukcji biegunów zmiennego magnetyzmu okrętowego w stali miękkiej typu -e

• Określanie wartości dewiacji ćwierćokrężnej typu D

• kompensowanie dewiacji ćwierćokrężnej kulami za stali miękkiej

• symulowanie pionowych biegunów magnetyzmu okrętowego stałego pod kompasem wywołujących siłę ± R

• symulowanie dewiacji przechyłowej wywołanej siłą R dla dowolnej wartości kąta przechyłu

• symulowanie łącznej dewiacji statku przechylonego i nie przechylonego

• określanie współczynnika J dewiacji przechyłowej

• symulowanie dewiacji półokręznej wywołanej siłą P₂ i Q₂ w pionowych sztabach stali miękkiej typu c i f

• określanie wartości dewiacji półokrężnej P₂ i Q₂ o współczynnikach B₂ i C₂

Przebieg ćwiczenia

Nieuzbrojony dewiaskop ustawiono w linii południka magnetycznego zgrywając kurs magnetyczny z kursem kompasowym. Uczestnicy doświadczenia usunęli wszelkie metalowe przedmioty i telefony komórkowe z kieszeni aby nie zakłócały pracę kompasu. Wykonano cyrkulację co 45° w prawo. Odczytywano kurs kompasowy przed kompensacją i określono dewiacje poprzez różnicę kursu magnetycznego i kompasowego dla poszczególnych kierunków, uzyskując w ten sposób następujące wyniki:

	W PRAWO			W LEWO		średnia
KM	KK	d1	KM	KK	d2	dc
0	19	-19,0	0	19	-19,0	-19,0
15	35	-20,0	15	35	-20,0	-20,0
30	51	-21,0	30	51	-21,0	-21,0
45	67	-22,0	45	67	-22,0	-22,0
60	78	-18,0	60	78	-18,0	-18,0
75	90	-15,0	75	90	-15,0	-15,0
90	104	-14,0	90	104	-14,0	-14,0
105	116	-11,0	105	116	-11,0	-11,0
120	126	-6,0	120	126	-6,0	-6,0
135	138	-3,0	135	138	-3,0	-3,0
150	152	-2,0	150	152	-2,0	-2,0
165	162	3,0	165	162	3,0	3,0
180	171	9,0	180	171	9,0	9,0
195	183	12,0	195	183	12,0	12,0
210	194	16,0	210	194	16,0	16,0
225	205	20,0	225	205	20,0	20,0
240	218	22,0	240	218	22,0	22,0
255	229	26,0	255	229	26,0	26,0
270	244	26,0	270	244	26,0	26,0
285	264	21,0	285	264	21,0	21,0
300	284	16,0	300	284	16,0	16,0
315	309	6,0	315	309	6,0	6,0
330	330	0,0	330	330	0,0	0,0
345	355	-10,0	345	355	-10,0	-10,0
360	379	-19,0	360	379	-19,0	-19,0

D =	[( dNE + dSW ) - ( dSE + dNW )]/4	=-1,25
E =	[( dN + dS ) - ( dE + dW )]/4	=-5,5
A =	[ dN + dNE + dE + dSE + dS + dSW + dW + dNW )] / 8

=0,375

Wartość siły ustawiającej igłę kompasu w kierunku północy magnetycznej na statku

Hm = k1* H

Hm = 0,95 * 18 = 17,1

Wartość siły poprzecznej i wzdłużnej zaindukowanej w sztabach „a” i „d”

Fe = (Hm* sindc (D) ) / cos (KK)

Fb = (Hm* sindc (E+A) ) / sin KK

KK	dc(D)	dc(E)	dc(A)	dc(E+A)	dc =(D)+(E+A)	Fe	Fb	M3
0	0,0	-5,5	0,4	-5,1	-5,1	0,000	0,000	0,000
15	-0,6	-4,8	0,4	-4,4	-5,0	-0,193	-5,055	5,059
30	-1,1	-2,8	0,4	-2,4	-3,5	-0,373	-1,417	1,466
45	-1,3	0,0	0,4	0,4	-0,9	-0,528	0,158	0,551
60	-1,1	2,8	0,4	3,1	2,0	-0,646	1,076	1,255
75	-0,6	4,8	0,4	5,1	4,5	-0,721	1,585	1,742
90	0,0	5,5	0,4	5,9	5,9	-0,746	1,750	1,903
105	0,6	4,8	0,4	5,1	5,8	-0,721	1,585	1,742
120	1,1	2,8	0,4	3,1	4,2	-0,646	1,076	1,255
135	1,3	0,0	0,4	0,4	1,6	-0,528	0,158	0,551
150	1,1	-2,8	0,4	-2,4	-1,3	-0,373	-1,417	1,466
165	0,6	-4,8	0,4	-4,4	-3,8	-0,193	-5,055	5,059
180	0,0	-5,5	0,4	-5,1	-5,1	0,000	0,000	0,000
195	-0,6	-4,8	0,4	-4,4	-5,0	0,193	5,055	5,059
210	-1,1	-2,8	0,4	-2,4	-3,5	0,373	1,417	1,466
225	-1,3	0,0	0,4	0,4	-0,9	0,528	-0,158	0,551
240	-1,1	2,8	0,4	3,1	2,0	0,646	-1,076	1,255
255	-0,6	4,8	0,4	5,1	4,5	0,721	-1,585	1,742
270	0,0	5,5	0,4	5,9	5,9	0,746	-1,750	1,903
285	0,6	4,8	0,4	5,1	5,8	0,721	-1,585	1,742
300	1,1	2,8	0,4	3,1	4,2	0,646	-1,076	1,255
315	1,3	0,0	0,4	0,4	1,6	0,528	-0,158	0,551
330	1,1	-2,8	0,4	-2,4	-1,3	0,373	1,417	1,466
345	0,6	-4,8	0,4	-4,4	-3,8	0,193	5,088	5,092
360	0,0	-5,5	0,4	-5,1	-5,1	0,000	0,000	0,000

KK	Hm	Fa	Fd	M3	dc(D)	dc(E+A)	Hk1	Hk2
0	17,100	0,000	0,000	0,0	0,0	-5,1	17,100	17,10
15	17,100	-0,193	-5,055	5,1	-0,6	-4,4	17,15	21,93
30	17,100	-0,373	-1,417	1,5	-1,1	-2,4	17,28	18,31
45	17,100	-0,528	0,158	0,6	-1,3	0,4	17,47	16,99
60	17,100	-0,646	1,076	1,3	-1,1	3,1	17,66	16,54
75	17,100	-0,721	1,585	1,7	-0,6	5,1	17,80	16,62
90	17,100	-0,746	1,750	1,9	0,0	5,9	17,85	17,01
105	17,100	-0,721	1,585	1,7	0,6	5,1	17,80	17,44
120	17,100	-0,646	1,076	1,3	1,1	3,1	17,66	17,61
135	17,100	-0,528	0,158	0,6	1,3	0,4	17,47	17,21
150	17,100	-0,373	-1,417	1,5	1,1	-2,4	17,28	15,86
165	17,100	-0,193	-5,055	5,1	0,6	-4,4	17,15	12,17
180	17,100	0,000	0,000	0,0	0,0	-5,1	17,100	17,10
195	17,100	0,193	5,055	5,1	-0,6	-4,4	17,15	21,93
210	17,100	0,373	1,417	1,5	-1,1	-2,4	17,28	18,31
225	17,100	0,528	-0,158	0,6	-1,3	0,4	17,47	16,99
240	17,100	0,646	-1,076	1,3	-1,1	3,1	17,66	16,54
255	17,100	0,721	-1,585	1,7	-0,6	5,1	17,80	16,62
270	17,100	0,746	-1,750	1,9	0,0	5,9	17,85	17,01
285	17,100	0,721	-1,585	1,7	0,6	5,1	17,80	17,44
300	17,100	0,646	-1,076	1,3	1,1	3,1	17,66	17,61
315	17,100	0,528	-0,158	0,6	1,3	0,4	17,47	17,21
330	17,100	0,373	1,417	1,5	1,1	-2,4	17,28	15,86
345	17,100	0,193	5,088	5,1	0,6	-4,4	17,15	12,17
360	17,100	0,000	0,000	0,0	0,0	-5,1	17,10	17,10

Kompensacja:

Podczas kompensacji typu B1 ustawiono dewiaskop na kursie magnetycznym równym 000° i 180° oraz C1 na kursie 090° i 270° przestawiając magnesy równolegle do diametralnej statku skompensowano dewiację do zera, zgrywając KM z KK, pamiętając aby bieguny obu magnesów skierowane były w jedną stronę.
Ustawiono dewiaskop na KM=000° i odczytano dewiację, która wyniosła -2°. Wykonano cyrkulację co 45° w prawo. Odczytywano kurs kompasowy przed kompensacją i określono dewiacje poprzez różnicę kursu magnetycznego i kompasowego dla poszczególnych kierunków, uzyskując w ten sposób następujące wyniki:

	W PRAWO			W LEWO		średnia
KM	KK	d1	KM	KK	d2	dc
0	2	-2,0	0	2	-2,0	-2,0
15	17	-2,0	15	17	-2,0	-2,0
30	31	-1,0	30	31	-1,0	-1,0
45	45	0,0	45	45	0,0	0,0
60	60	0,5	60	60	0,5	0,5
75	74	1,5	75	74	1,5	1,5
90	88	2,0	90	88	2,0	2,0
105	103	2,0	105	103	2,0	2,0
120	119	1,0	120	119	1,0	1,0
135	134	1,0	135	134	1,0	1,0
150	150	0,5	150	150	0,5	0,5
165	165	0,0	165	165	0,0	0,0
180	180	0,0	180	180	0,0	0,0
195	195	0,0	195	195	0,0	0,0
210	210	0,0	210	210	0,0	0,0
225	224	1,0	225	224	1,0	1,0
240	239	1,0	240	239	1,0	1,0
255	253	2,0	255	253	2,0	2,0
270	268	2,0	270	268	2,0	2,0
285	284	1,0	285	284	1,0	1,0
300	300	0,0	300	300	0,0	0,0
315	316	-1,0	315	316	-1,0	-1,0
330	332	-2,0	330	332	-2,0	-2,0
345	347	-2,0	345	347	-2,0	-2,0
360	362	-2,0	360	362	-2,0	-2,0

D =	[( dNE + dSW ) - ( dSE + dNW )]/4	=0,25
E =	[( dN + dS ) - ( dE + dW )]/4	=-1,5
A =	[ dN + dNE + dE + dSE + dS + dSW + dW + dNW )] / 8

=0,375

Wartość siły ustawiającej igłę kompasu w kierunku północy magnetycznej na statku

Hm = k1* H

Hm = 0,95 * 18 = 17,1

Wartość siły poprzecznej i wzdłużnej zaindukowanej w sztabach „a” i „d”

Fe = (Hm* sindc (D) ) / cos (KK)

Fb = (Hm* sindc (E+A) ) / sin KK

KK	dc(D)	dc(E)	dc(A)	dc(E+A)	dc =(D)+(E+A)	Fe	Fb	M3
0	0,0	-1,5	0,4	-1,1	-1,1	0,000	0,000	0,000
15	0,1	-1,3	0,4	-0,9	-0,8	0,039	-1,065	1,066
30	0,2	-0,8	0,4	-0,4	-0,2	0,075	-0,224	0,236
45	0,3	0,0	0,4	0,4	0,6	0,106	0,158	0,190
60	0,2	0,8	0,4	1,1	1,3	0,129	0,388	0,409
75	0,1	1,3	0,4	1,7	1,8	0,144	0,517	0,537
90	0,0	1,5	0,4	1,9	1,9	0,149	0,559	0,579
105	-0,1	1,3	0,4	1,7	1,5	0,144	0,517	0,537
120	-0,2	0,8	0,4	1,1	0,9	0,129	0,388	0,409
135	-0,3	0,0	0,4	0,4	0,1	0,106	0,158	0,190
150	-0,2	-0,8	0,4	-0,4	-0,6	0,075	-0,224	0,236
165	-0,1	-1,3	0,4	-0,9	-1,0	0,039	-1,065	1,066
180	0,0	-1,5	0,4	-1,1	-1,1	0,000	0,000	0,000
195	0,1	-1,3	0,4	-0,9	-0,8	-0,039	1,065	1,066
210	0,2	-0,8	0,4	-0,4	-0,2	-0,075	0,224	0,236
225	0,3	0,0	0,4	0,4	0,6	-0,106	-0,158	0,190
240	0,2	0,7	0,4	1,1	1,3	-0,129	-0,388	0,409
255	0,1	1,3	0,4	1,7	1,8	-0,144	-0,517	0,537
270	0,0	1,5	0,4	1,9	1,9	-0,149	-0,559	0,579
285	-0,1	1,3	0,4	1,7	1,5	-0,144	-0,517	0,537
300	-0,2	0,8	0,4	1,1	0,9	-0,129	-0,388	0,409
315	-0,3	0,0	0,4	0,4	0,1	-0,106	-0,158	0,190
330	-0,2	-0,7	0,4	-0,4	-0,6	-0,075	0,224	0,236
345	-0,1	-1,3	0,4	-0,9	-1,0	-0,039	1,072	1,073
360	0,0	-1,5	0,4	-1,1	-1,1	0,000	0,000	0,000

KK	Hm	Fa	Fd	M3	dc(D)	dc(E+A)	Hk1	Hk2
0	17,100	0,000	0,000	0,0	0,0	-1,1	17,100	17,10
15	17,100	0,039	-1,065	1,1	0,1	-0,9	17,09	18,13
30	17,100	0,075	-0,224	0,2	0,2	-0,4	17,06	17,29
45	17,100	0,106	0,158	0,2	0,3	0,4	17,03	16,99
60	17,100	0,129	0,388	0,4	0,2	1,1	16,99	16,90
75	17,100	0,144	0,517	0,5	0,1	1,7	16,96	16,96
90	17,100	0,149	0,559	0,6	0,0	1,9	16,95	17,09
105	17,100	0,144	0,517	0,5	-0,1	1,7	16,96	17,23
120	17,100	0,129	0,388	0,4	-0,2	1,1	16,99	17,29
135	17,100	0,106	0,158	0,2	-0,3	0,4	17,03	17,21
150	17,100	0,075	-0,224	0,2	-0,2	-0,4	17,06	16,91
165	17,100	0,039	-1,065	1,1	-0,1	-0,9	17,09	16,07
180	17,100	0,000	0,000	0,0	0,0	-1,1	17,100	17,10
195	17,100	-0,039	1,065	1,1	0,1	-0,9	17,09	18,13
210	17,100	-0,075	0,224	0,2	0,2	-0,4	17,06	17,29
225	17,100	-0,106	-0,158	0,2	0,3	0,4	17,03	16,99
240	17,100	-0,129	-0,388	0,4	0,2	1,1	16,99	16,90
255	17,100	-0,144	-0,517	0,5	0,1	1,7	16,96	16,96
270	17,100	-0,149	-0,559	0,6	0,0	1,9	16,95	17,09
285	17,100	-0,144	-0,517	0,5	-0,1	1,7	16,96	17,23
300	17,100	-0,129	-0,388	0,4	-0,2	1,1	16,99	17,29
315	17,100	-0,106	-0,158	0,2	-0,3	0,4	17,03	17,21
330	17,100	-0,075	0,224	0,2	-0,2	-0,4	17,06	16,91
345	17,100	-0,039	1,072	1,1	-0,1	-0,9	17,09	16,07
360	17,100	0,000	0,000	0,0	0,0	-1,1	17,10	17,10

Wnioski:

Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia, możemy stwierdzić, iż kompensacja dewiacji działającej na kompas magnetyczny statku nieprzechylonego, połączona z odpowiednią wiedzą nie jest trudna. Dowodem na to jest fakt, iż robiliśmy to pierwszy raz, a wynik był satysfakcjonujący, co przedstawia wykres zestawiający dewiację przed i po kompensacji.

Po ćwiczeniu tym można się przekonać jak ważna jest regularna i prawidłowa kompensacja kompasu magnetycznego w celu zapewnienia bezpieczeństwa statku i załogi

---