Sổ Tay Hiệu Chỉnh La Bàn Từ - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (73 trang)

Trang chủ

Giáo án - Bài giảng

Cao đẳng - Đại học

sổ tay hiệu chỉnh la bàn từ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.29 MB, 73 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Trần Đức Lượng SỔ TAY HIỆU CHỈNH LA BÀN TỪ (Tài liệu biên dịch) Năm 2012 - 2 - SỔ TAY HIỆU CHỈNH LA BÀN TỪ CƠ QUAN THÔNG TIN ĐỊA LÝ QUỐC GIA BETHESDA, MD Xuất bản năm 2004 (Ký hiệu ấn phẩm trước đây: No.226) Do Trung tâm Đo vẽ Địa hình và Thủy văn học của Cục Bản đồ Phòng vệ xuất bản lần đầu tiên năm 1980, tại Washington, D.C, Hoa kỳ. - 3 - MỤC LỤC CHƯƠNG MỤC NỘI DUNG TRANG MỤC LỤC MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU 1 CHƯƠNG I KIỂM TRA HIỆU CHỈNH LA BÀN TỪ 2 CHƯƠNG II TỪ TRƯỜNG 6 CHƯƠNG III LÝ THUYẾT HIỆU CHỈNH LA BÀN TỪ 10 CHƯƠNG IV QUY TRÌNH HIỆU CHỈNH LA BÀN TỪ TRONG THỰC TIỄN 21 CHƯƠNG V ĐỒ THỊ ĐỘ LỆCH ĐẶC TRƯNG VÀ ƯỚC LƯỢNG CÁC HỆ SỐ ĐỘ LỆCH GẦN ĐÚNG 31 CHƯƠNG VI SỰ ẢNH HƯỞNG LẪN NHAU GIỮA CÁC THIẾT BỊ KHỬ 35 CHƯƠNG VII HƯỚNG ĐI CỦA TÀU 45 CHƯƠNG VIII PHƯƠNG VỊ 50 CHƯƠNG IX BIÊN BẢN VÀ HÔ SƠ LA BÀN 56 CHƯƠNG X ĐỘ LỆCH TẠM THỜI CỦA LA BÀN TỪ 57 CHƯƠNG XI SỬ DỤNG KIM ĐO ĐỘ TỪ KHUYNH HIỆU CHỈNH ĐỘ LỆCH NGHIÊNG 60 CHƯƠNG XII SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ TỪ LỰC NẰM NGANG 62 CHƯƠNG XIII HƯỚNG DẪN GIẢI TỪ 64 CHƯƠNG XIV BÙ TRỪ LA BÀN GIẢI TỪ 66 - 4 - MỞ ĐẦU La bàn từ là thiết bị xác định phương hướng được sử dụng phổ biến trên tàu biển, có cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ sử dụng, có độ bền rất cao, hoạt động nhờ vào từ trường của Trái đất nên không cần nguồn năng lượng nuôi. Nó có thể chỉ hướng liên tục, mọi lúc, mọi nơi,… Ngày nay, bên cạnh các thiết bị dẫn đường hiện đại như la bàn điện, máy định vị GPS, Radar, la bàn vệ tinh,… La bàn từ vẫn được xem là thiết bị bắt buộc phải trang bị trên tàu biển. Điều 12, Chương V Công ước SOLAS của IMO chỉ rõ: Tàu có tổng dung tích từ 150 GRT trở lên phải được trang bị một la bàn từ chuẩn, một la bàn từ lái, có thiết bị đo phương vị và luôn phải có bảng độ lệch còn hiệu lực kèm theo. Sổ tay hiệu chỉnh la bàn từ (Handbook of magnetic compass adjustment) là một tài liệu chuyên khảo về công tác hiệu chỉnh la bàn từ trên tàu thuyền của lực lượng hải quân Hoa Kỳ. Nội dung đề cập đến các nguyên lý cơ bản của độ lệch riêng la bàn và cách hiệu chỉnh các độ lệch tương ứng, không quá đi sâu vào lý thuyết thuần túy mà chú trọng vào các kỹ năng, các thủ tục kiểm tra trên bờ và các quy trình hiệu chỉnh la bàn trên biển, giúp người đọc dễ hiểu và dễ dàng áp dụng trong thực tiễn. Sổ tay hiệu chỉnh la bàn từ được biên dịch làm tài liệu tham khảo và học tập môn học La bàn từ cho sinh viên các ngành Điều khiển tàu biển, An toàn hàng hải và Khai thác thủy sản của Trường Đại học Nha Trang. Tài liệu cũng có thể dùng để tham khảo cho các nhà chuyên môn điều khiển tàu biển, các kỹ thuật viên hiệu chỉnh la bàn từ. Một số nội dung của tài liệu như giải từ, bù trừ giải từ cũng có thể tham khảo để hiệu chỉnh la bàn từ trên tàu thuyền của lực lượng Hải quân. Tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Đức Sĩ – Trưởng bộ môn Hàng hải, Trường Đại học Nha Trang đã dành thời gian đọc bản thảo, hiệu đính và có những góp cụ thể trong quá trình biên dịch tài liệu này. Mặc dù đã rất cố gắng để trình bày bản dịch một cách trôi chảy, đầy đủ và trung thực theo đúng tài liệu nguyên bản. Tuy nhiên do khả năng chuyên môn và thời gian có hạn nên tài liệu này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp xây dựng của đồng nghiệp, bạn đọc để tài liệu được chỉnh sửa và hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Ý kiến đóng góp xin gửi về: Trần Đức Lượng Bộ môn Hàng hải Trường Đại học Nha Trang E-mail: - 5 - LỜI GIỚI THIỆU Tài liệu này trình bày những thông tin cần thiết liên quan đến các quy trình, thủ tục trong thực tiễn của công tác hiệu chỉnh la bàn từ. Hiểu một cách đơn giản, tài liệu đề cập đến các nguyên lý cơ bản của độ lệch riêng la bàn và cách hiệu chỉnh các độ lệch đó, chứ không bàn về các thiết bị riêng biệt của la bàn. Mặc dù tài liệu trình bày chuyên khảo về vấn đề hiệu chỉnh la bàn, người có kinh nghiệm về hiệu chỉnh la bàn ở trên tàu biển cũng sẽ tìm thấy những thông tin hữu ích trong Chương I và Chương XIV, để loại trừ sai số la bàn một cách thỏa mãn mà không phải nghiên cứu toàn bộ tài liệu. Cũng có thể tham khảo sơ đồ hình 318, những thông tin cô đọng nhất liên quan đến các loại sai số la bàn khác nhau và cách hiệu chỉnh tương ứng. Trong cuốn sổ tay này, thuật ngữ hiệu chỉnh la bàn đề cập tới mỗi thay đổi của các thiết bị hiệu chỉnh như nam châm vĩnh cửu, sắt non nhờ đó các sai số la bàn được giảm đi. Thuật ngữ sự bù trừ la bàn đề cập tới mọi thay đổi dòng điện cung cấp vào các cuộn dây bù trừ cho la bàn, nhờ đó sai số do việc giải từ được giảm xuống. Nội dung cơ bản của tài liệu được đúc kết từ bài giảng của Nye S. Spencer và George F. Kucera khi trình bày tại các khóa học giới thiệu về hiệu chỉnh và bù trừ cho sai số la bàn trong Chiến tranh thế giới lần thứ II tại Trạm thực tập La bàn từ, Cơ sở huấn luyện hải quân ở Norfolk, bang Virginia. - 6 - CHƯƠNG I KIỂM TRA HIỆU CHỈNH LA BÀN TỪ GHI CHÚ: Nếu việc hiệu chỉnh la bàn cần phải (a) di chuyển các cuộn dây bù trừ sự giải từ, hoặc (b) thay đổi chiều dài của thanh Flinder, các cuộn bù trừ phải được kiểm tra, xem Chương XIV. 101. Các kiểm tra và hiệu chỉnh tại cảng 1. Kiểm tra vật lý la bàn và thân la bàn. (a) Triệt tiêu các bọt khí trong chậu la bàn (xem mục 402). (b) Kiểm tra độ nhạy và mô men từ của kim la bàn (xem 403). (c) Triệt tiêu độ lỏng, rơ khi lắp ráp vòng các đăng. (d) Kiểm tra độ từ hóa của quả cầu sắt non và các thanh Flinder (xem 404). (e) Sự định hướng song song của la bàn với đường trục dọc tàu (xem 405) (f) Sự định hướng song song của các thanh nam châm trong thân la bàn. (g) Sự cân chỉnh của ống tuýp chứa nam châm khử độ lệch nghiêng phía dưới tâm điểm của la bàn. (h) Kiểm tra xem các nam châm khử có sẵn có không. 2. Kiểm tra vật lý la bàn điện, vòng phương vị và các la bàn câm (pelorus). (a) Sự định hướng song song của tất cả pelorus lặp lại của la bàn điện hay pelorus đĩa số với đường trục dọc tàu (xem 405). (b) Đồng bộ các mặt lặp lại la bàn điện với la bàn chính. (c) Đảm bảo rằng vòng phương vị và các pelorus trong điều kiện hoạt động tốt*. 3. Những dữ liệu cần thiết (a) Các dữ liệu lịch sử hoặc ghi chép, nhờ nó có thể xác định chiều dài của thanh Flinder (xem 407 và 607). (b) Các phương vị dựa vào một ngày xác định và vị trí của người quan sát (Chương VIII). (c) Chập tiêu hay các mục tiêu xa trong tầm nhìn thấy (hải đồ khu vực)* (d) Độ lệch địa từ chính xác (hải đồ khu vực). (e) Sự bố trí dòng giải từ để giảm sự dao động và độ lệch dư sau khi hiệu chỉnh và bù trừ (Hồ sơ giải từ của tàu). 4. Lưu ý (a) Xác định độ lệch tạm thời của la bàn do các mặt lặp lại của bàn điện, hệ thống cửa, vũ khí,…(Chương X). (b) Cố định các thiết bị từ tính ở vị trí như khi đang đi biển bình thường trước khi tiến hành hiệu chỉnh. *Áp dụng khi không có la bàn con quay để xác định phương vị. - 7 - (c) Đảm bảo các cuộn khử từ phải được cố định chắc chắn trước khi bắt đầu hiệu chỉnh. Thực hiện một số lần, nếu cần thiết. (d) Mỗi khi có thể, phải lắp đặt các thiết bị hiệu chỉnh một cách đối xứng so với la bàn (mục 318 và 613). 5. Các hiệu chỉnh (a) Đặt thanh Flinder theo thông tin tốt nhất có thể có (mục 407, 608 và 609). (b) Đặt quả cầu sắt non ở giữa cánh tay đòn, hay giữ nguyên vị trí như bảng độ lệch mới nhất. (c) Điều chỉnh nam châm khử độ lệch nghiêng, sử dụng kim đo độ từ khuynh nếu có (Chương XI). 102. Hiệu chỉnh trên biển. Các hiệu chỉnh trên biển được thực hiện khi tàu ở trạng thái cân bằng và sau khi tàu đã ổn định theo mỗi hướng. Khi sử dụng la bàn điện, nếu muốn nâng cao hơn nữa độ chính xác, phải chuyển từ hướng này sang hướng khác một cách từ từ và kiểm tra sai số la bàn điện bằng phương vị mặt trời hay chập tiêu trên mỗi hướng đi (mục 706). Phải chắc chắn rằng la bàn điện được cài đặt theo tốc độ và vĩ độ trung bình của tàu. Ghi nhớ tất cả các lưu ý tại mục 101(4) trên đây. Tín hiệu quốc tế "OSCAR QUEBEC" phải được trưng lên để thể hiện rằng tàu đang thực hiện việc hiệu chỉnh la bàn. Chương VII sẽ thảo luận các phương pháp dẫn tàu theo các hướng đã định. 1. Điều chỉnh nam châm nghiêng: Dẫn tàu đi theo hai hướng Bắc và Nam từ, khi tàu đang lắc ngang trên hướng Bắc và Nam từ điều chỉnh nam châm nghiêng cho đến khi sự dao động của mặt số la bàn giảm tới mức cực tiểu. (Không cần bước này nếu hiệu chỉnh trước đây đã sử dụng kim đo độ từ khuynh để thể hiện sự lắp đặt chính xác các nam châm khử độ lệch nghiêng.). 2. Dẫn tàu theo hướng Đông từ (900). Đưa vào các nam châm dọc B, hay di chuyển các nam châm B đã có để triệt tiêu toàn bộ độ lệch quan sát được. 3. Dẫn tàu theo hướng Nam từ (1800). Đưa vào các nam châm ngang C, hay di chuyển các nam châm C đã có để triệt tiêu toàn bộ độ lệch quan sát được. 4. Dẫn tàu theo hướng Tây từ (2700). Triệt tiêu một nửa giá trị độ lệch quan sát được bằng cách di chuyển các nam châm B. 5. Dẫn tàu theo hướng Bắc từ (0000). Triệt tiêu một nửa giá trị độ lệch quan sát được bằng cách di chuyển các nam châm C (Việc khử độ lệch trên các hướng chính đã hoàn thành). 6. Dẫn tàu đi theo một hướng phần tư bất kỳ, ví dụ Đông Bắc (450). Triệt tiêu toàn bộ độ lệch quan sát được bằng cách di chuyển quả cầu sắt non vào gần hoặc ra xa la bàn. 7. Dẫn tàu đi theo một hướng phần tư kế tiếp, ví dụ Đông Nam (1350). Triệt tiêu một nửa độ lệch quan sát được bằng cách di chuyển quả cầu sắt non. (Việc khử độ lệch trên các hướng phần tư được hoàn thành, mặc dù kết quả chính xác hơn có thể đạt được bằng cách hiệu chỉnh sai số do lực D trên cả 4 hướng phần tư, như thảo luận trong mục 501). - 8 - 8. Cố định tất cả thiết bị hiệu chỉnh trước khi quay tàu để xác định độ lệch dư. 9. Quay tàu để xác định độ lệch dư khi không giải từ trên càng nhiều hướng càng tốt, mặc dù trên 8 hướng chính và phần tư có thể đã đủ. 10. Đến đây vẫn có thể có một vài độ lệch có giá trị lớn, phân tích đường cong độ lệch để xác định những hiệu chỉnh cần thiết và nếu cần thì lặp lại các bước từ 1 đến 9 như trên (Chương V). 11. Ghi chép bảng độ lệch dư và chi tiết vị trí các thiết bị hiệu chỉnh theo mẫu tiêu chuẩn của hải quân NAVSEA 3120/4 và hồ sơ la bàn từ NAVSEA 3120/3 (xem 901). 12. Quay tàu để xác định độ lệch dư khi có giải từ với các mạch giải từ đã được cung cấp năng lượng một cách hợp lý (Chương XIV). 13. Ghi chép bảng độ lệch trong điều kiện giải từ theo mẫu tiêu chuẩn của hải quân NAVSEA 3120/4. 103. Danh mục trên đây mô tả một phương pháp hiệu chỉnh la bàn đơn giản, nhằm giúp cho những người chưa có kinh nghiệm vẫn có thể làm theo từng bước. “Kiểm tra và Hiệu chỉnh tại cảng” là cơ sở cần thiết cho “Hiệu chỉnh trên biển”, nếu không cẩn trọng có thể dẫn đến kết quả không chính xác, hay sự lặp lại không cần thiết các thủ tục ở trên biển. Do đó, người ta nhấn mạnh rằng sự quan tâm đúng mức việc kiểm tra trước tại cảng sẽ đóng góp vào kết quả hiệu chỉnh cuối cùng, để có đủ thời gian sửa chữa hoặc thay thế la bàn đã hỏng, hồi phục hay thay thế các quả cầu sắt non hay thanh Flinder, sắp xếp lại thân la bàn, di chuyển bộ phận lặp lại của la bàn điện nếu nó có ảnh hưởng đến la bàn từ, hay thực hiện các sửa chữa sơ bộ cần thiết khác. Hơn nữa, việc hiệu chỉnh la bàn nhanh hay chậm tùy thuộc vào việc sử dụng các thiết bị hiệu chỉnh khác nhau theo một chuỗi logic nhất định, để đạt được sự hiệu chỉnh cuối cùng với số bước tối thiểu. Chuỗi công việc được phối hợp với nhau như danh mục đã đề cập trên đây và sẽ có kết quả tốt hơn nếu được liên kết chặt chẽ với nhau. Hình 318 thể hiện các loại sai số la bàn khác nhau và các hiệu chỉnh tương ứng trong một mẫu cô đọng. Bảng 103 sẽ làm sáng tỏ hơn các thiết bị cơ khí để lắp đặt nam châm hiệu chỉnh, quả cầu sắt non và thanh Flinder. Chương IV thảo luận về các phương pháp hiệu chỉnh la bàn khoa học và hiệu quả hơn, bổ sung một phương cách xử lý phức tạp hơn những vấn đề đã đề cập trong danh mục kiểm tra. Phải thực hiện quan sát cẩn thận, thường xuyên để xác định sự ổn định của độ lệch và kết quả được ghi chép một cách có hệ thống. Những thay đổi đáng kể về độ lệch sẽ thể hiện sự cần thiết phải hiệu chỉnh lại. Để tránh sai số do hiệu ứng Gauss (mục 1003) khi hiệu chỉnh và khi quay tàu để xác định độ lệch dư, tàu phải thẳng hướng trên mỗi hướng đi đã chọn tối thiểu là 2 phút trước khi quan sát độ lệch. 9 Nam châm dọc và nam châm ngang Quả cầu sắt non (QCSN) Thanh Flinder Độ lệch Nam châm Lệch Đông trên hướng Đông và lệch Tây trên hướng Tây (Sai số +B) Lệch Tây trên hướng Đông và lệch Đông trên hướng Tây (Sai số -B) Độ lệch Nam châm Lệch E trên NE Lệch W trên SE Lệch E trên SW và Lệch W trên NW (Sai số +D) Lệch W trên NE Lệch E trên SE Lệch W trên SW và Lệch E trên NW (Sai số -D) Độ lệch thay đổi theo vĩ độ Thanh Flinder Lệch E trên các hướng E và lệch W trên các hướng W khi hành trình từ vĩ độ N về XĐ hoặc từ XĐ đi về vĩ độ S Lệch W trên các hướng E và lệch E trên các hướng W khi hành trình từ vĩ độ N về XĐ hoặc từ XĐ đi về vĩ độ S Không có NC dọc trong thân LB Đặt NC có cực bắc hướng mũi Đặt NC có cực bắc hướng lái Không có QCSN trên thân Đặt QCSN theo chiều ngang tàu Đặt QCSN theo chiều dọc tàu Không có thanh Flinder trong giá đựng Đặt số sắt non cần thiết ở phía trước la bàn Đặt số sắt non cần thiết ở phía sau la bàn NC dọc có cực Bắc hướng Mũi Nâng NC lên Hạ NC xuống QCSN theo chiều ngang tàu Di chuyển QCSN về gần LB hoặc dùng QCSN lớn hơn Di chuyển QCSN ra xa LB hoặc lấy ra khỏi LB Thanh Flinder phía trước thân la bàn Tăng số lượng sắt non Giảm số lượng sắt non NC dọc có cực Bắc hướng Lái Hạ NC xuống Nâng NC lên QCSN theo chiều dọc tàu Di chuyển QCSN ra xa LB hoặc lấy ra khỏi LB Di chuyển QCSN về gần LB hoặc dùng QCSN lớn hơn Thanh Flinder phía sau thân la bàn Giảm số lượng sắt non Tăng số lượng sắt non Độ lệch Nam châm Lệch Đông trên hướng Bắc và lệch Tây trên hướng Nam (Sai số +C) Lệch Tây trên hướng Bắc và lệch Đông trên hướng Nam (Sai số -C) Độ lệch Nam châm Lệch E trên N Lệch W trên E Lệch E trên S và Lệch W trên W (Sai số +E) Lệch W trên N Lệch E trên E Lệch W trên S và Lệch E trên W (Sai số -E) Thanh Flinder Độ lệch thay đổi theo vĩ độ Lệch W trên các hướng E và lệch E trên các hướng W khi hành trình từ vĩ độ S về XĐ hoặc từ XĐ đi về vĩ độ N Lệch E trên các hướng E và lệch W trên các hướng W khi hành trình từ vĩ độ S về XĐ hoặc từ XĐ đi về vĩ độ N Không có NC ngang trong thân LB Đặt NC có cực bắc mạn phải Đặt NC có cực bắc mạn trái Không có QCSN trên thân Đặt QCSN xiên phía mạn trái lệch mũi, mạn phải lệch về lái tàu Đặt QCSN xiên mạn phải lệch mũi, mạn trái lệch về lái tàu Nam châm khử độ lệch nghiêng (Hiệu chỉnh theo sự thay đổi vĩ độ từ) NC ngang có cực Bắc hướng mạn Phải Nâng NC lên Hạ NC xuống QCSN theo chiều ngang tàu Xoay QCSN theo chiều kim đồng hồ đến góc xiên Xoay QCSN ngược kim đồng hồ đến góc xiên Nếu cực bắc của la bàn bị hút về phía mạn cao của tàu khi nghiêng ngang, nâng nam châm lên nếu cực bắc hướng lên trên, hạ nam châm xuống nếu cực nam hướng lên trên NC ngang có cực Bắc hướng mạn Trái Hạ NC xuống Nâng NC lên QCSN theo chiều dọc tàu Xoay QCSN ngược kim đồng hồ đến góc xiên Xoay QCSN theo chiều kim đồng hồ đến góc xiên Nếu cực bắc của la bàn bị hút về phía mạn thấp của tàu khi nghiêng ngang, hạ nam châm xuống nếu cực bắc hướng lên trên, nâng nam châm lên nếu cực nam hướng lên trên. LƯU Ý: Bất kỳ một sự sắp xếp nào của nam châm khử độ lệch nghiêng cũng ảnh hưởng đến độ lệch la bàn trên tất cả các hướng Bảng 103: Các kết cấu hiệu chỉnh la bàn từ - 10 - CHƯƠNG II TỪ TRƯỜNG 201. La bàn từ. Nguyên lý làm việc của la bàn từ ngày nay không khác gì các la bàn đã được sử dụng từ thời cổ xưa. La bàn gồm có một hay một số kim từ sắp xếp theo quy luật nhất định, xoay quanh một trụ đỡ cố định thẳng đứng theo phương nằm ngang. Chất lượng la bàn ngày nay tốt hơn là do sự hiểu hiểu biết sâu sắc hơn về các quy luật của từ trường là loại năng lượng chi phối sự hoạt động của la bàn từ và sự chính xác hơn trong chế tạo. 202. Từ trường. Bất kỳ một mẫu sắt thép nào cũng có thể bị từ hóa, tức là tạo nên thuộc tính thu hút các hạt sắt thép, sẽ tạo nên những khu vực tập trung từ tính được gọi là cực từ. Một nam châm có ít nhất hai cực không cùng dấu. Các đường sức từ nối hai cực được thể hiện trên hình 202. Số đường sức từ trên một đơn vị diện tích thể hiện cường độ từ trường tại diện tích đó. Nếu hai thanh nam châm được đặt cạnh nhau, hai cực cùng tên sẽ đẩy nhau, hai cực khác tên sẽ hút nhau. 203. Nói chung, từ trường có hai loại, cố định và cảm ứng. Một thanh sắt có từ trường cố định sẽ giữ được từ tính của nó khi đưa ra khỏi môi trường từ hóa. Một thanh sắt có từ trường cảm ứng sẽ mất từ tính khi đưa ra khỏi môi trường từ hóa. Thanh sắt có lưu giữ được từ tính khi mất môi trường từ hóa hay không sẽ phụ thuộc vào cường độ của từ trường từ hóa, độ cứng của sắt (độ giữ từ), và ứng suất vật lý tác dụng lên thanh sắt khi đặt trong từ trường từ hóa. Sắt càng cứng thì khả năng giữ từ càng lâu. 204. Từ trường Trái đất. Lý thuyết về từ trường trái đất quan niệm trái đất như một nam châm khổng lồ, được thể hiện bằng những đường sức từ nối hai cực từ của nó. Các cực từ của trái đất ở gần chứ không trùng với các cực địa lý của trái đất. Vì đầu hướng về phía Bắc của kim la bàn theo quy ước được gọi là cực đỏ, cực bắc hay cực dương, nó sẽ bị hút bởi cực ngược dấu còn gọi là cực xanh, cực nam hay cực âm. Do đó, cực địa từ ở gần phía cực bắc địa lý sẽ là cực xanh, cực Đường sức từ Thanh nam châm Hình 202: Đường sức từ của nam châm - 11 - Hình 206 – Hoa la bàn thể hiện độ lệch địa từ và giá trị thay đổi hàng năm nam hay cực âm và cực địa từ ở gần phía cực nam địa lý là cực đỏ, cực bắc hay cực dương. 205. Hình 205 minh họa trái đất và từ trường của nó bao quanh. Các đường sức từ tạo với mặt phẳng chân trời những góc khác nhau ở những vĩ độ từ khác nhau. Những góc này gọi là độ từ thiên θ và tăng dần từ 00 ở xích đạo từ đến 900 ở cực địa từ. Từ trường tổng hợp bao gồm hai thành phần, thành phần nằm ngang H và thành phần thẳng đứng Z. Các thành phần này thay đổi khi góc θ thay đổi, thành phần H đạt cực đại ở xích đạo từ và giảm dần về hai cực địa từ, ngược lại thành phần Z bằng không tại xích đạo từ và tăng dần về hai cực từ. 206. Vì hai cực địa từ không trùng với hai cực địa lý, điều hiển nhiên là kim la bàn trùng với từ trường trái đất sẽ không chỉ đúng cực bắc thật mà chỉ đúng cực bắc địa từ. Góc lệch giữa kinh tuyến thật (đường tròn lớn nối hai cực địa lý) và Cực Bắc địa lý Cực Bắc địa từ (Xanh) Cực Nam địa lý Cực Nam địa từ (Đỏ) T = H T = H T=H+Z T = H+Z T=H+Z Hình 205: Từ trường trái đất W Từ E Từ Z Z H Z Z H H Z - 12 - kinh tuyến từ (hướng của các đường sức từ) được gọi là độ lệch địa từ. Độ lệch địa từ có giá trị khác nhau ở những vị trí khác nhau trên trái đất. Các giá trị độ lệch địa từ có thể tìm thấy ở mỗi hoa la bàn trên các hải đồ hàng hải. Độ lệch địa từ của hầu hết các khu vực cụ thể đều có sự thay đổi hàng năm, giá trị thay đổi này cũng được ghi chú trên hải đồ. Xem hình 206. 207. Từ trường tàu. Trong quá trình đóng mới một con tàu, dưới tác dụng của từ trường trái đất, con tàu sẽ cảm ứng một từ trường có bản chất cố định. Sau khi hạ thủy, tàu sẽ mất đi một phần từ trường ban đầu do hậu quả của sự rung động, va đập, v.v… trong các từ trường biến đổi, và cuối cùng sẽ đạt tới trạng thái từ trường ổn định lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Từ trường còn lại này là từ trường tàu cố định. 208. Thực tế thì một con tàu có từ trường cố định không có nghĩa là nó không thể cảm ứng từ khi đặt trong một từ trường như từ trường trái đất. Giá trị từ trường cảm ứng trong một chi tiết sắt non nhất định phụ thuộc vào cường độ từ trường, sự sắp xếp của sắt non trong từ trường, tính chất vật lý và kích thước của sắt non. Từ trường cảm ứng này có thể làm tăng thêm hay giảm bớt từ trường có định đã có trên tàu, phụ thuộc vào con tàu được định hướng như thế nào trong từ trường. Sắt càng non càng dễ bị cảm ứng bởi từ trường trái đất và cũng dễ bị mất từ tính khi đưa ra khỏi từ trường đó. 209. Từ tính trong các cấu trúc khác nhau của một con tàu có khuynh hướng thay đổi theo chuyến đi, sự rung động hay sự lão hóa, nhưng không thay đổi tức thời do đó được xem là từ trường cảm ứng, còn được gọi là từ trường thứ cấp. Từ trường này tại mỗi thời điểm bất kỳ được xem là một phần của từ trường tàu cố định và do đó phải được hiệu chỉnh bằng các nam châm vĩnh cửu. Từ trường thứ cấp là nguyên nhân chính làm thay đổi độ lệch của một la bàn từ. Tiếp theo là từ trường cố định, trong tài liệu này sẽ đề cập đến từ trường cố định biểu kiến, bao gồm cả từ trường hiện hữu và từ trường thứ cấp tại một thời điểm nhất định. 210. Trên một con tàu, có sự kết hợp của từ trường cố định, từ trường thứ cấp và từ trường cảm ứng là do cấu trúc kim loại của nó có độ cứng khác nhau. Cho nên, tình trạng từ trường cố định biểu kiến của con tàu dễ bị thay đổi do sự khử từ, va chạm mạnh, sự hàn điện, rung động, vv… và từ trường cảm ứng của tàu sẽ thay đổi theo sự thay đổi cường độ từ trường trái đất ở các vĩ độ từ khác nhau và theo hướng của tàu trong từ trường đó. 211. Từ trường cảm ứng tổng hợp do từ trường trái đất. Từ trường cảm ứng và từ trường trái đất đã đề cập trên đây dẫn đến một thực tế như sau. Một thanh sắt non mảnh dài nằm trong mặt phẳng song song với thành phần nằm ngang H của từ trường trái đất, sẽ bị từ hóa có cực đỏ (bắc) hướng về phía cực bắc địa lý và cực xanh (nam) hướng về cựa nam địa lý. Thanh sắt non tương tự nằm trong mặt phẳng nằm ngang nhưng vuông góc với từ trường trái đất sẽ không bị từ hóa, bởi vì phương của nó trong từ trường sẽ không song song với phương của từ lực và thanh sắt có thiết diện không đáng kể. Thanh sắt có thể song song hoặc vuông góc với từ trường nằm ngang trong một số hướng nhất định do đó có thể có cảm ứng từ cực đại hoặc bằng không, tức là khả năng từ hóa phụ thuộc vào góc giữa hướng thanh sắt và hướng của từ trường. Nếu các dạng thanh sắt tương - 13 - tự bố trí theo chiều thẳng đứng, sẽ song song với thành phần thẳng đứng Z của từ trường trái đất và sẽ bị từ hóa, ở vĩ độ bắc sẽ có cực xanh (nam) hướng lên trên, và cực đỏ (bắc) hướng xuống dưới. Điều này hoàn toàn ngược lại ở vĩ độ nam. Độ lớn của từ trường cảm ứng theo phương nằm ngang và thẳng đứng trong các thanh sắt non, hay trong con tàu đóng mới là tương tự như sự kết hợp của các dạng sắt non đó, sẽ thay đổi phụ thuộc vào cường độ từ trường H và Z của từ trường trái đất, hướng đi và độ nghiêng của tàu. - 14 - CHƯƠNG III LÝ THUYẾT HIỆU CHỈNH LA BÀN TỪ 301. Hiệu chỉnh từ tính. La bàn từ, khi sử dụng trên tàu thuyền bằng sắt thép, phải được hiệu chỉnh theo trạng thái từ trường của con tàu nhằm đảm bảo cho nó hoạt động tương tự như trên con tàu không có từ tính. Từ trường tàu gây nên độ lệch riêng cho la bàn cũng như quán tính và sự không ổn định của nó. Độ lệch riêng la bàn được xác định bằng độ lệch của mặt số (kim la bàn) sang phải hay sang trái so với kinh tuyến từ. Hiệu chỉnh la bàn là sự sắp xếp các thiết bị hiệu chỉnh từ tính và sắt non trong thân la bàn, để các tác động của nó cân bằng và trực đối với sự tác động của các vật liệu từ tính của con tàu, từ đó làm giảm độ lệch, loại trừ quán tính và sự không ổn định của la bàn. Trạng thái từ trường trên con tàu tác động vào la bàn từ là từ trường cố định và từ trường cảm ứng, đã được thảo luận ở Chương II. 302. Từ trường tàu cố định và ảnh hưởng của nó lên la bàn. Từ trường cố định tác dụng vào la bàn có thể phân chia thành ba thành phần vuông góc với nhau 900, như minh họa trên hình 302a. Tác động của thành phần từ trường thẳng đứng có xu hướng làm nghiêng mặt số la bàn, trong trường hợp tàu bị lắc ngang hay lắc dọc sẽ tạo nên sự dao động của mặt số la bàn. Dao động của mặt la bàn lớn nhất do tàu lắc ngang khi tàu đi trên hướng bắc và nam la bàn, dao động của mặt la bàn lớn nhất do tàu lắc dọc khi tàu đi trên hướng đông và tây la bàn. Thành phần nằm ngang B và C của từ trường cố định gây nên độ lệch riêng la bàn thay đổi theo hướng đi của tàu khi tàu ở trạng thái cân bằng. Đánh dấu các giá trị độ lệch này theo hướng đi la bàn của tàu sẽ tạo nên đường cong dạng sin và cosin như hình 302b. Các đường cong độ lệch này được gọi là các đường cong độ lệch bán vòng vì nó lặp lại giá trị trên các hướng ngược nhau 1800. 303. Độ lệch bán vòng được minh họa bằng một loạt các hình ảnh đơn giản theo các hướng la bàn kế tiếp như trên hình 303a và 303b. Hình 302a: Các thành phần từ trường tàu cố định tại la bàn Thành phần C ngang tàu Thành phần B dọc tàu Thành phần C thẳng đứng Từ trường tổng hợp tác dụng vào la bàn La bàn Hướng đi la bàn – độ Hình 302b: Độ lệch riêng la bàn do từ trường tàu cố định Độ lệch C do từ trường tàu cố định ngang tàu Độ lệch B do từ trường tàu cố định dọc tàu Lệch Đông (+) Lệch Tây (-) 00 Độ lệch la bàn – độ 900 1800 2700 3600 - 15 - 304. Hướng đi của tàu minh họa trên các hình 303a và 303b là các hướng đi la bàn chính đúng hơn là các hướng đi từ chính vì hai lý do sau đây: (1) Độ lệch riêng la bàn theo các hướng đi la bàn là cần thiết để biễu diển các đường cong hình sin và có thể phân tích bằng toán học. Độ lệch theo hướng la bàn có thể hình dung được vì các thành phần của từ trường tàu chỉ trùng hay vuông góc với kim la bàn trên các hướng đi la bàn chính. (2) Thực tế rằng mặt số la bàn gắn trên một phao nổi tại một vị trí xác định, trên đường kinh tuyến từ. Độ lệch của mặt số lệch sang phải hoặc trái Lệch Đông Từ trường cố định C theo hướng ngang tàu Hướng Tây La bàn Độ lệch bằng không (chỉ thay đổi lực định hướng) NĐ NL Lệch Tây Hướng Nam La bàn Kim nam châm la bàn Độ lệch Tây cực đại Hình 303b: Biểu đồ tác dụng của từ lực cố định ngang tàu C Hướng Đông La bàn La bàn từ Độ lệch bằng không (chỉ thay đổi lực định hướng) NĐ NL Hướng Bắc La bàn Độ lệch Đông cực đại Lệch Đông Từ trường cố định B theo hướng dọc tàu Hướng Bắc La bàn La bàn từ Độ lệch bằng không (chỉ thay đổi lực định hướng) NĐ NL Hướng Đông La bàn Kim nam châm la bàn Độ lệch Đông cực đại Hướng Nam La bàn Độ lệch bằng không (chỉ thay đổi lực định hướng) NĐ NL Lệch Tây Hướng Tây La bàn Độ lệch Tây cực đại Hình 303a: Biểu đồ tác dụng của từ lực cố định dọc tàu B - 16 - (đông hoặc tây) của kinh tuyến từ là do sự chuyển động của tàu và từ trường xung quanh mặt số la bàn. 305. Vì độ lệch riêng la bàn do các từ lực hiện có tại la bàn gây ra nên nó chi phối lực định hướng H của từ trường trái đất, sự phân tích véc tơ rất hiệu quả khi xác định độ lệch riêng hay cường độ của từ trường gây lệch. Ví dụ, một con tàu như hình 305 đi trên hướng đông từ sẽ dẫn đến la bàn của nó chịu tác động của một từ trường tổng hợp; cụ thể là thành phần nằm ngang H của từ trường trái đất và từ trường gây lệch B ở góc phải của thành phần H. Kim la bàn sẽ tự cân bằng theo hướng từ trường tổng hợp là hướng tổng hợp véc tơ của H và B. Phân tích hình 305 sẽ thấy rằng lực định hướng tổng hợp sẽ cực đại khi tàu theo hướng bắc và sẽ cực tiểu khi tàu theo trên hướng nam, độ lệch sẽ bằng không trong cả hai trường hợp này. Độ lớn của độ lệch riêng la bàn do từ trường cố định B gây ra sẽ thay đổi theo giá trị của lực H; kết quả là độ lệch la bàn do từ trường tàu cố định sẽ thay đổi theo vĩ độ từ của tàu. 306. Từ trường tàu cảm ứng và ảnh hưởng của nó đến la bàn. Từ trường tàu cảm ứng thay đổi phụ thuộc vào cường độ của môi trường từ hóa xung quanh, số lượng sắt thép và sự sắp xếp của sắt thép trong từ trường. Vì cường độ từ trường trái đất thay đổi trên bề mặt trái đất, nên từ trường tàu cảm ứng cũng thay đổi theo vĩ độ, hướng đi, và độ nghiêng của tàu. 307. Với con tàu ở trạng thái cân bằng, nếu từ trường cảm ứng thẳng đứng tổng hợp, không hướng thẳng tới la bàn sẽ gây nên đường cong độ lệch có dạng bán vòng (gọi là độ lệch bán vòng thứ). Điều này là đúng bởi vì sự cảm ứng theo phương thẳng đứng chỉ thay đổi cường độ và sự phân cực theo vĩ độ từ và độ nghiêng của tàu mà không thay đổi theo hướng đi của tàu. Bởi vậy, khi tàu hoạt động trên cùng một vĩ độ từ càng lâu thì cực của từ trường cảm ứng thẳng đứng quay quanh la bàn sẽ ảnh hưởng lên la bàn tương tự như cực của từ trường tàu cố định quay quanh la bàn. Hình 307 minh họa các cực của từ trường tàu cảm ứng thẳng đứng trên một con tàu. Cường độ từ trường tổng hợp Từ trường trái đất H Hướng Đông la bàn Kim la bàn Từ trường gây lệch B dev Hình 305: Biểu đồ từ lực tổng hợp - 17 - 900 1800 2700 3600 00 Độ lệch riêng la bàn -độ Đông (+) Tây (-) Từ trường cảm ứng thẳng đứng tổng hợp (Vĩ độ Bắc) Thành phầnTừ trường cảm ứng thẳng đứng La bàn Độ lệch E từ sắt non nằm ngang không đối xứng Độ lệch B do từ trường cảm ứng thẳng đứng Độ lệch D từ sắt non nằm ngang đối xứng Độ lệch A từ sắt non nằm ngang không đối xứng Hướng đi la bàn của tàu – độ Hình 307a: Từ trường tàu cảm ứng theo phương thẳng đứng Hình 307b: Ảnh hưởng của độ lệch cảm ứng Nói chung, độ lệch bán vòng thứ có dạng đường cong hình sin như của từ lực B thể hiện trên hình 307b, vì hầu hết tàu thuyền là đối xứng qua trục dọc tàu và la bàn được lắp đặt trên đường trục dọc tàu. Giá trị của độ lệch bán vòng thứ sẽ thay đổi cùng với sự thay đổi vĩ độ từ, vì cả từ lực định hướng cũng như từ lực cảm ứng thẳng đứng đều thay đổi theo vĩ độ từ. 308. Các dạng sắt non nằm ngang là đối tượng của từ trường cảm ứng tạo ra các độ lệch có đặc tính như trên hình 307b. Các đường cong độ lệch D và E được gọi là các đường cong phần tư vì chúng lặp lại giá trị và đổi dấu cứ mỗi khi tàu thay đổi phương hướng được 1/4 vòng. 309. Sự sắp xếp đối xứng của sắt non nằm ngang có thể tồn tại xung quanh la bàn theo một trong các trường hợp được minh họa trên hình 309. 310. Độ lệch do từ trường trái đất cảm ứng lên các dạng sắt non nằm ngang đối xứng, khi tàu đi trên bốn hướng đi la bàn khác nhau được minh họa trên hình 310. Ảnh hưởng trên hướng đi khác cũng được nghiên cứu tương tự. Ví dụ đường cong độ lệch D là một trong những đường cong trên hình 307b. Hình vẽ cho thấy rằng độ lệch do lực D gây ra đạt giá trị cực đại trên các hướng phần tư la bàn và bằng không trên các hướng chính la bàn. Hình 309: Sự sắp xếp đối xứng của sắt non nằm ngang - 18 - 311. Sự sắp xếp không đối xứng của sắt non nằm ngang có thể tồn tại xung quanh la bàn tương tự như một trong các hình minh họa ở hình 311. 312. Độ lệch riêng la bàn do cảm ứng từ của từ trường của trái đất lên các dạng sắt non nằm ngang không đối xứng, khi tàu đi theo bốn hướng la bàn khác nhau được minh họa trên hình 312. Sự ảnh hưởng trên hướng khác cũng được nghiên cứu tương tự. Ví dụ đường cong độ lệch E là một trong những đường cong được minh họa trên hình 307b. Hình vẽ cho thấy rằng độ lệch do lực E gây ra đạt giá trị cực đại trên các hướng chính la bàn và bằng không trên các hướng phần tư la bàn. Hình 311: Sự sắp xếp không đối xứng của sắt non nằm ngang Hình 310: Ảnh của từ trường cảm ứng D do sắt non nằm ngang đối xứng 00 450 900 1350 1800 2250 2700 3150 3600 Độ lệch D Độ lệch riêng – độ Đông (+) Tây (-) Hướng đi la bàn – độ Lệch Đông Lệch Tây Hướng Bắc La bàn Hướng Đông Bắc La bàn Hướng Đông La bàn Hướng Đông Nam La bàn La bàn từ Thanh sắt non Kim nam châm la bàn Độ lệch Đông cực đại Độ lệch bằng không Độ lệch Tây cực đại Độ lệch bằng không - 19 - 313. Độ lệch phần tư sẽ không thay đổi theo vĩ độ từ vì từ trường cảm ứng nằm ngang thay đổi tỷ lệ thuận với lực định hướng H. 314. Sự cảm ứng của từ trường trái đất lên các dạng sắt non nằm ngang không đối xứng khác tạo nên đường cong độ lệch cố định A. Sai số do từ lực A và E là nhỏ hơn so với các loại sai số khác, nhưng khi bắt gặp thì chúng thường xuất hiện đồng thời, bởi vì cả hai đều là kết quả cảm ứng của các dạng sắt non nằm ngang sắp xếp không đối xứng. Hơn nữa, sai số A là các độ lệch A cố định do: (1) Các vạch chuẩn của la bàn từ, pelorus hay la bàn điện sắp xếp không song song; (2) sai số trong tính toán phương vị mặt trời, thời gian quan sát hay việc đo phương vị. 315. Về bản chất, cường độ và sự phân cực của tất cả các hiệu ứng cảm ứng này phụ thuộc vào sự sắp xếp của kim loại đối xứng hay không đối xứng trên tàu, vị trí của thân la bàn, cường độ từ trường trái đất và độ từ thiên. 316. Một phần sai số nghiêng là do từ trường cố định cảm ứng lên cả sắt non thẳng đứng và nằm ngang, cảm ứng từ lên các sắt non này thay đổi khi tàu lắc ngang trong từ trường trái đất. Phần sai số nghiêng này sẽ thay đổi cường độ một cách tự nhiên theo sự thay đổi vĩ độ từ của tàu. Dao động của mặt la bàn lớn nhất do tàu lắc ngang khi tàu đi trên hướng bắc và nam la bàn, tương tự như sai số nghiêng do từ trường cố định. Hình 312: Ảnh của từ trường cảm ứng E do sắt non nằm ngang không đối xứng Lệch Đông Hướng Bắc La bàn Hướng Đông Bắc La bàn Hướng Đông La bàn Hướng Đông Nam La bàn La bàn từ Thanh sắt non Kim nam châm la bàn Độ lệch Đông cực đại Độ lệch bằng không Độ lệch Tây cực đại Độ lệch bằng không Lệch Tây Độ lệch E 00 900 1800 2700 3600 Độ lệch riêng – độ Đông (+) Tây (-) Hướng đi la bàn – độ 450 1350 2250 3150 - 20 - 317. Hiệu chỉnh và các thiết bị hiệu chỉnh. Vì một số tác động từ tính không thay đổi trên tất cả các vĩ độ từ, một số tác động từ tính khác lại thay đổi theo vĩ độ từ, nên mỗi tác động riêng biệt này phải được hiệu chỉnh một cách độc lập với nhau. Hơn nữa, rõ ràng phương pháp hiệu chỉnh tốt nhất là sử dụng (1) các nam châm khử vĩnh cửu để tạo nên lực trực đối với từ trường cố định tại la bàn và (2) các dạng sắt non khử để hiệu chỉnh từ trường cảm ứng, tác dụng của các thiết bị khử này là sẽ cân bằng và trực đối với các tác động cảm ứng từ của con tàu trên mọi vĩ độ và hướng đi từ của tàu. Thân la bàn là giá đỡ chậu la bàn và các thiết bị hiệu chỉnh của nó. Tìm hiểu thân la bàn trên hình 317 sẽ nhìn thấy các thiết bị khử đó là: (1) Nam châm thẳng đứng khử độ lệch nghiêng trong ống tuýp thẳng đứng ở trung tâm. Vòng bù trừ sự giải từ Thanh Flinder Quả cầu sắt non Ống Tuýp chứa nam châm khử độ lệch nghiêng Khay chứa nam châm ngang “C” Khay chứa nam châm dọc “B” Hình 317. Thân la bàn và các thiết bị khử - 21 - (2) Nam châm dọc trong khay đựng nam châm dọc. (3) Nam châm ngang trong khay đựng nam châm ngang. (4) Sắt non thẳng đứng thanh Flinder trong ống tuýp bên ngoài. (5) Quả cầu sắt non. Nam châm khử độ lệch nghiêng là thiết bị hiệu chỉnh duy nhất hiệu chỉnh cho cả từ trường cố định và cảm ứng, vì vậy thỉnh thoảng phải hiệu chỉnh lại cùng với sự thay đổi hoàn toàn vĩ độ của tàu (phải ghi nhớ rằng mọi sự di chuyển của nam châm khử độ lệch nghiêng sẽ phải hiệu chỉnh lại các thiết bị khử khác) 318. Bảng tóm tắt “Các sai số la bàn và các hiệu chỉnh tương ứng” trên hình 318, tóm tắt tất cả các trạng thái từ trường khác nhau của con tàu, các dạng đường cong độ lệch do các trạng thái từ trường gây ra, các thiết bị hiệu chỉnh cho mỗi loại, và các hướng đi tương ứng với mỗi thiết bị hiệu chỉnh được sử dụng. Các thiết bị hiệu chỉnh phải được lắp đặt một cách gần như đối xứng, trừ trường hợp ngoại lệ (được thảo luận chi tiết sau) và càng xa la bàn càng tốt để duy trì được sự ổn định của từ trường của kim nam châm la bàn. Những chi tiết khác của quy trình hiệu chỉnh được nhấn mạnh ở chương VI. Thật may mắn, mỗi tác động của từ trường có một đường cong đặc tính khác biệt nhỏ, giúp cho việc nhận biết và hiệu chỉnh được dễ dàng. Một đường cong độ lệch hoàn chỉnh có thể phân tích được các thành phần khác nhau của nó và do đó các hiệu chỉnh cần thiết có thể tiên liệu được. Phương pháp phân tích các đường cong được thảo luận ở chương V. 22 Hệ số Dạng đường cong Hướng đi la bàn có độ lệch cực đại Nguyên nhân sai số Hiệu chỉnh sai số tương ứng Hướng đi từ hay hướng đi la bàn đặt thiết bị khử A Đường thẳng Không thay đổi Con người: Sai số trong tính toán… Vật lý: Sự song song giữa la bàn, la bàn điện, pelorus…… Từ tính: Sự sắp xếp không đối xứng của sắt non nằm ngang Kiểm tra phương pháp và sự tính toán… Kiểm tra sự thẳng hàng giữa la bàn, la bàn điện, pelorus…… Sắp xếp lại các thanh sắt non nằm ngang Bất kỳ B Bán vòng dạng sin 0900 2700 Thành phần dọc của từ trường tàu cố định…. Từ trường tàu biến đổi của sắt non dạng thẳng đứng không đối xứng trước và sau la bàn……… Sử dụng nam châm dọc B Sử dụng thanh Flinder ở sau hay trước la bàn 0900 hay 2700 C Bán vòng dạng cos 0000 1800 Thành phần ngang của từ trường tàu cố định…. Từ trường tàu biến đổi của sắt non dạng thẳng đứng không đối xứng bên phải và bên trái la bàn……… Sử dụng nam châm ngang C Sử dụng thanh Flinder ở trái hay phải la bàn 0000 hay 1800 D Phần tư vòng dạng sin 0450 1350 2250 3150 Từ trường tàu biến đổi do các dạng sắt non nằm ngang đối xứng Sử dụng quả cầu theo trục tương ứng Trục ngang cho +D Trục dọc cho – D Xem sơ đồ a 0450, 1350, 2250, hay 3150 E Phần tư vòng dạng cos 0000 0900 1800 2700 Từ trường tàu biến đổi do các dạng sắt non nằm ngang không đối xứng Sử dụng quả cầu theo trục tương ứng Trái lệch về phía mũi cho + E Phải lệch về phía mũi cho – E Xem sơ đồ b 0000, 0900, 1800, hay 2700 0000 1800 Lắc ngang 0900 Độ lệch nghiêng Dao động theo sự nghiêng ngang hay dọc của tàu độ lệch thay đổi theo độ nghiêng của tàu. 2700 Lắc dọc Sự thay đổi thành phần nằm ngang của từ trường tàu biến đổi hay cố định do sự nghiêng ngang hay nghiêng dọc của tàu Nam châm nghiêng phải được hiệu chỉnh lại theo sự thay đổi vĩ độ 0900 hay 2700 với nam châm nghiêng. 0000 hay 1800 khi nghiêng ngang Hình 318. Tóm tắt sai số la bàn và sự Hiệu chỉnh Deviation = A + Bsin ø + Ccos ø + Dsin 2ø + Ecos 2ø (ø = hướng đi la bàn) - D + D + D - D (Sơ đồ a) - E + E + E - E (Sơ đồ b) 23 319. Hoạt động của la bàn. Hình 319 minh họa một hướng hoạt động của la bàn. Không chỉ là vấn đề không khử được các độ lệch lớn, mà sẽ có những phạm vi la bàn quay một cách chậm chạp theo tàu và những phạm vi khác thì la bàn lại quá không ổn định để sử dụng. Những phiền toái này có thể hiểu rõ được bằng sự hình dung một con tàu với độ lệch riêng la bàn như trên hình 319, khi tàu quay từ hướng tây qua bắc sang đông. Trong suốt quá trình quay về hướng đông này độ lệch đông càng tăng lên và khi dẫn tàu trong phạm vi phương hướng này mặt số la bàn sẽ chuyển hướng theo tàu một cách chậm chạp. Cũng tương tự, có một phạm vi không ổn định hướng từ đông đến nam qua tây. Tình trạng độ nhạy kém hay không ổn định này luôn tạo nên độ dốc theo chiều tăng hoặc chiều giảm của đường cong độ lệch. Những trạng thái này cũng có thể kết hợp với lực định hướng cực đại và cực tiểu tác dụng vào la bàn (xem mục 305). Quan sát thấy rằng độ lệch đạt giá trị cực đại xuất hiện trên hướng có lực định hướng trung bình, độ lệch bằng không xuất hiện ở các hướng có lực định hướng lớn nhất và nhỏ nhất. 320. Nói chung, việc hiệu chỉnh các sai số la bàn được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị hiệu chỉnh để làm giảm độ lệch trên tất cả các hướng đi của tàu. Tuy nhiên, cũng có thể thực hiện sự hiệu chỉnh bằng cách sử dụng các thiết bị hiệu chỉnh để làm cân bằng các lực gây lệch tác dụng lên la bàn trên mọi hướng đi của tàu. Phương pháp độ lệch thường được sử dụng hơn vì dùng chính la bàn để hiển thị kết quả, hơn việc sử dụng các thiết bị phụ để xác định cường độ từ trường. 321. Đôi khi, ảnh hưởng của từ trường cố định tại vị trí la bàn lớn đến nỗi vượt quá cả lực định hướng của từ trường trái đất H. Điều này không chỉ tạo nên những phạm vi không nhạy cảm và không ổn định của la bàn, mà còn làm cho la bàn đứng yên trên một hướng hay một cung phần tư nào đó, mà không liên quan gì đến hướng mũi tàu. Để làm cho la bàn đứng yên, cực từ của từ trường phải hút cực từ của kim la bàn, vì vậy có thể thực hiện hiệu chỉnh một cách đơn giản bằng việc sử dụng các nam châm vĩnh cửu với số lượng phù hợp để triệt tiêu các từ trường này. Mỗi khi thực hiện hiệu chỉnh như vậy, tốt hơn hết là dẫn tàu đi trên một hướng không làm kim la bàn bị đứng yên. Ví dụ, một tàu khi đang hành trình theo hướng bắc có la bàn bị đứng yên sẽ cần nam châm khử B có cực đỏ phía mũi để trung hòa cực xanh hiện tại đang tác dụng vào la bàn. Nếu thực hiện Lệch Đông (+) Lệch Tây (-) 00 900 1800 2700 3600 Hướng sức ì lớn nhất Hướng độ lệch lớn nhất Hướng dao động lớn nhất Hình 319 - Đường cong độ lệch chưa được hiệu chỉnh Hướng đi – độ Độ lệch riêng la bàn – độ 24 trên hướng đông thì việc hiệu chỉnh sẽ hoàn tất khi kim la bàn trở về ổn định đúng hướng đông. 322. Một số lý do để hiệu chỉnh sai số la bàn: (1) Sử dụng la bàn từ dễ dàng hơn nếu độ lệch nhỏ. (2) Mặc dù mọi người đều tin rằng độ lệch riêng la bàn không có vần đề gì đáng kể, miễn là nắm bắt được độ lệch, độ lệch có trong sai số la bàn vì các tình trạng không nhạy cảm và không ổn định cùng với các độ lệch lớn và do đó làm cho la bàn hoạt động không tốt. Điều này là kết quả của của lực định hướng không đều tác dụng vào la bàn khi tàu thay đổi hướng. (3) Hơn nữa, mặc dù độ lệch la bàn đã biết đến, nhưng nếu có giá trị lớn độ lệch la bàn sẽ trở thành đối tượng thay đổi đáng kể cùng với sự thay đổi độ nghiêng và vĩ độ của tàu. 323. Các chương tiếp theo sẽ đề cập đến các phương pháp điều động tàu theo hướng đã định, các phương pháp xác định ảnh hưởng của độ lệch riêng biệt và làm giảm thiểu sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các thiết bị khử độ lệch. Một khi hiệu chỉnh hợp thức, độ lệch la bàn từ còn lại không đổi cho đến khi có sự thay đổi trạng thái từ trường tàu do cách xử lý từ tính, sự va chạm khi sử dụng hỏa lực, sự rung động, sửa chữa hay sự thay đổi cấu trúc. Sự di chuyển thường xuyên của vũ khí ở lân cận, cửa, thiết bị lặp lại của la bàn điện hay hàng hóa ảnh hưởng rất lớn đến la bàn. 25 CHƯƠNG IV QUY TRÌNH HIỆU CHỈNH LA BÀN TỪ TRONG THỰC TIỄN LƯU Ý: Nếu người hiệu chỉnh không nắm vững về lý thuyết tác động của từ trường, các phương pháp phân tích đường cong độ lệch và các phương pháp dẫn tàu đi theo một hướng đã định, đề nghị nên xem lại tuần tự các chương II, V và VII, trước khi bắt đầu hiệu chỉnh. 401. Kiểm tra và chỉnh lý tại cảng. Nói chung, ở Chương I, “Kiểm tra hiệu chỉnh la bàn từ” là làm sáng tỏ và hướng sự chú ý của người hiệu chỉnh đến những kiểm tra vật lý cần thiết trước khi bắt đầu việc hiệu chỉnh. Lý thuyết hiệu chỉnh dựa trên giả thuyết rằng tất cả sự sắp xếp vật lý đã hoàn hảo. Nếu các kiểm tra vật lý được thực hiện trước khi hiệu chỉnh bằng các nam châm và sắt non thực sự, sẽ tiết kiệm được thời gian và tránh được rắc rối khi hiệu chỉnh trên biển. Ngoài ra còn có các kiểm tra dưới đây. 402. Nếu la bàn có bọt khí nhỏ, có thể bổ sung thêm chất lỏng cho la bàn qua lỗ bơm chất lỏng ở bên thành chậu la bàn. Nếu một lượng chất lỏng đáng kể bị rò rỉ, cần kiểm tra cẩn thận tình trạng của đệm kín nước và lỗ bơm chất lỏng. La bàn của Hải quân Hoa kỳ có chất lỏng là hỗn hợp của 45% cồn và 55% nước cất, hoặc dầu lửa. Những chất lỏng này KHÔNG được thay thế cho nhau. 403. Có thể tháo rời la bàn khỏi tàu và đưa đến một nơi không có ảnh hưởng của các từ trường khác, ngoại trừ từ trường trái đất để kiểm tra mô men từ và độ nhạy của la bàn. Công việc kiểm tra bao gồm cả xác định thời gian dao động và khả năng phục hồi về hướng ban đầu sau khi bị tác động. Qua kiểm tra sẽ phản ánh tình trạng của kim trụ, viên đá cứng và cường độ từ trường của kim la bàn. (Xem NAVSEA 3120/3 về những kiểm tra tương tự trên thiết bị la bàn Hải quân tiêu chuẩn). 404. Kiểm tra cẩn thận quả cầu sắt non và thanh Flinder để xác định độ từ dư. Di chuyển quả cầu vào càng gần la bàn càng tốt và xoay riêng biệt từng quả cầu một cách chậm chạp. Bất cứ một độ lệch đáng kể nào (20 hoặc hơn) của kim la bàn do việc quay quả cầu sắt non đều thể hiện độ từ dư trong quả cầu sắt non. Việc kiểm tra này có thể thực hiện trên bất kỳ hướng đi cố định nào của tàu. Kiểm tra thanh Flinder tốt nhất nên thực hiện trên hướng đi la bàn đông hoặc tây của tàu. Công việc kiểm tra thanh Flider như sau: (a) ghi lại hướng đi la bàn của tàu với thanh Flinder trong giá đựng; (b) đảo ngược thanh Flinder trong giá đựng và ghi lại hướng đi la bàn. Bất cứ một độ lệch đáng kể nào (20 hoặc hơn) giữa những lần quan sát này đều thể hiện độ từ dư trong thanh Flinder. Quả cầu hay thanh Flinder có dấu hiệu tồn tại từ trường dư cần phải tôi lại, nghĩa là nung đỏ lên và làm nguội từ từ. 405. Hiệu chuẩn đường tim la bàn, mặt lặp lại la bàn điện và pelorus với đường trục dọc tâm tàu là rất quan trọng. Nếu không song song với nhau sẽ tạo nên sai số cố định A trên đường cong độ lệch. Đường tim của tất cả các thiết bị này có thể sắp xếp song song với đường trục dọc tâm tàu bằng việc sử dụng vòng phương vị và một thước dây kim loại. Nếu thiết bị được đặt trên đường trục dọc tâm tàu, dùng vòng phương vị sẽ ngắm được môt cột đèn hay chi tiết khác của

Tài liệu liên quan

So tay hieu truong_Quyen 4
- 153
- 475
- 3
Sổ tay Hiệu trưởng quyển 3
- 161
- 465
- 2
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo khối đặt tần số ппh 1v đài la bàn tự động định hướng APK 22 trên máy bay su
- 100
- 519
- 2
Nghiên cứu khoa học " Cải cách tiền lương chính là đầu tư tốt cho con người và xã hội " pptx
- 5
- 400
- 2
La bàn từ hàng hải part 2 ppt
- 10
- 515
- 13
La bàn từ hàng hải part 3 potx
- 10
- 869
- 15
La bàn từ hàng hải part 4 docx
- 10
- 708
- 14
La bàn từ hàng hải part 5 doc
- 10
- 342
- 12
La bàn từ hàng hải part 6 docx
- 10
- 512
- 10
La bàn từ hàng hải part 7 pps
- 10
- 406
- 8