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、Q、R。
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、Y、Z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軸 aX + bY + cZ
y軸 dX + eY + fZ
z軸 gX+ hY + kZ
這里aX、dX、gX(bY、eY、hY和cZ、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;a、b、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)X¢、Y¢、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。
聯(lián)系客服