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2、自差形成及泊松方程隨堂測試


自差形成及泊松方程

1.概念

1)船磁

船舶鋼鐵所具有的永久磁性和由地磁場作用而產(chǎn)生的感應(yīng)磁性的總稱。對羅盤磁針的作用相當(dāng)于一個磁鐵的作用,從而使磁針指向偏離地磁北極。

2)船磁力

船磁對羅經(jīng)羅盤的作用力稱為船磁力。根據(jù)船磁情況將作用力分為兩種,一是永久船磁力,也稱硬鐵力;二是感應(yīng)船磁力,也稱軟鐵力。

3)羅(經(jīng))北

由于船磁的作用,羅盤磁針不指磁北,而指向船磁力和地磁力合力的方向,此方向稱為羅經(jīng)北,也就是磁羅經(jīng)刻度盤0°的方向。

4)自差

羅經(jīng)北和地磁北極之間的夾角稱為自差,用d、Dev表示。

①自差符號

當(dāng)羅北偏于磁北的東面,稱之為東自差,用 +E 表示,此時船舶的羅經(jīng)航向值(CC)小于磁航向值(MC);

當(dāng)羅北偏于磁北的西面,稱之為西自差,用 -W 表示,此時船舶的羅經(jīng)航向值(CC)大于磁航向值(MC)。

②自差大小

自差的大小與磁緯度、船舶航向和船舶傾斜狀況有關(guān)。

2.泊松方程

1)坐標(biāo)系

為分析的方便,建立以羅經(jīng)磁針系統(tǒng)的中心為坐標(biāo)原點O的坐標(biāo)系。船舶首尾線方向為縱軸Ox,船首向為正向;左右舷正橫方向為橫軸Oy,右舷方向為正向;垂直于羅盤平面即Oxy平面為垂直軸Oz,向下為正向。

2)地磁作用力

地磁場對羅經(jīng)的作用力隨磁緯度的變化而變化。將地磁總力T分解到三個坐標(biāo)軸上,分別為地磁縱向水平分量X、地磁橫向水平分量Y 和地磁垂直分量Z。設(shè)船舶磁航向為MC,則有

X = H×cosMC

Y = -H×sinMC

Z = Z

3)船磁硬鐵力

當(dāng)船舶造好下水后,船舶所具有的永久船磁基本不變,對于船上位置已定的羅經(jīng)而言,永久船磁的作用力也就不變了。即船磁總的硬鐵力的大小和方向只取決于造船時的船首向和磁羅經(jīng)安裝位置,而不隨磁緯度和船舶航向變化。將船磁硬鐵總力分解到x、y、z坐標(biāo)軸上為P、QR。

4)船磁軟鐵力

船上的軟鐵數(shù)量很多,相對于安裝好的磁羅經(jīng)而言,軟鐵的位置也是確定的。軟鐵分別受到地磁力X、YZ磁化帶有磁性,又分別對羅盤產(chǎn)生作用力,將作用力分解到三個坐標(biāo)軸上,為

x  aX + bY + cZ

y  dX + eY + fZ

z  gX+ hY + kZ

這里aX、dXgXbY、eY、hYcZ、fZ、kZ)表示被地磁水平縱向(水平橫向和垂直)分量磁化的軟鐵對羅盤產(chǎn)生的作用力分解到三個坐標(biāo)軸上的分量;ab、c、d、e、f、g、h、k稱為軟鐵系數(shù)或泊松參數(shù),無單位。軟鐵系數(shù)的大小和符號與軟鐵的數(shù)量及性質(zhì)、磁羅經(jīng)安裝位置有關(guān),而與船舶的航向及所在磁緯度無關(guān)。

5)泊松方程

設(shè)XY、Z分別表示三個坐標(biāo)軸上羅盤所受到的作用力之和,則有

X = X + aX + bY + cZ + P

Y = Y + dX + eY + fZ + Q

Z = Z + gX + hY + kZ + R

稱之為泊松方程。





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