curs nec unit 4

Navigaţie estimată şi costieră

UNITATEA DE ÎNVĂTARE NR. 4:

Magnetismul terestru şi declinaţia magnetică. Magnetismul navei şi deviaţia compas. Descrierea compasului magnetic. Corecţia totală a compasului magnetic. Covertiri compas.

Cuprins PaginaObiectivele Unităţii de învăţare nr. 44.1 Notiuni generale despre magnetism4.2 Magnetismul terestru şi declinaţia magnetică4.3 Magnetismul navei şi deviaţia compas4.4 Compasul magnetic4.5 Utilizarea compasului magnetic4.6 Corecţia totală a compasului magnetic. Convertiri compas

Test de autoevaluare – Unitatea de învăţare nr. 4Răspunsuri şi comentarii la întrebările din testele de autoevaluareBibliografie – Unitatea de învăţare nr. 4

Pagina 44


OBIECTIVELE Unităţii de învăţare Nr. 4

Principalele obiective ale Unităţii de învăţare Nr. 4 sunt:

să explice modul în care magnetismul terestru influenţează compasul magnetic; să explice ce este declinaţia magnetică şi cum se calculează valoarea ei pentru

anul în curs; să explice modul în care masa feroasă a navei produce deviaţia compasului

magnetic; să determine valoarea deviaţiei compasului magnetic folosind tabla de deviaţii; să descrie compasul magnetic şi modul său de funcţionare să calculeze corecţia totală a compasului şi să stabilească în mod corect semnul

ei algebric; să ştie să convertească drumurile şi relevmentele compas în drumuri şi

relevmente adevărate şi invers.

4.1 NOŢIUNI GENERALE DESPRE MAGNETISM

Numim magnetism proprietatea unor corpuri de a atrage materialele feroase, proprietate care există în mod natural sau care poate fi creată artificial. Corpurile dotate cu o astfel de proprietate se numesc magneţi şi ei pot fi deci, magneţi naturali sau magneţi artificiali.

Magnetismul natural este specific magnetitei care este un oxid de fier (Fe3O4).Prin magnetizare artificială se pot produce magneţi permanenţi, capabili să păstreze

capacităţile magnetice aidoma magneţilor naturali. Magnetizarea nu produce modificări fizice ori chimice materialului faţă de care se manifestă.

Materialul feros care intră în compoziţia unor astfel de magneţi este considerat un fier tare din punct de vedere magnetic. Se numeşte fier tare din punct de vedere magnetic, acel material care, supus acţiunii unui câmp magnetic, îşi pastrează proprietăţile magnetice dobândite, o lungă perioadă de timp; aceşti magneţi se numesc magneţi permanenţi.

Dacă materialul feros supus procesului de magnetizare îşi păstrează proprietăţile magnetice numai pe timpul acţiunii sursei de magnetizare, atunci el că este un fier moale din punct de vedere magnetic. Se defineşte fierul moale din punct de vedere magnetic, ca fiind materialul care, supus

acţiunii unui câmp magnetic, nu îşi pastrează proprietăţile magnetice decât pe timpul procesului de magnetizare. Aceşti magneţi se numesc magneţi temporari.

Pagina 45

[Fig. 1] Bara magnetică


Nu putem face o clasificare absolută a materialelor feroase din acest punct de vedere deoarece nu există un fier absolut tare sau un fier absolut moale. Vorbind despre magneţi şi despre magnetism este necesar să subliniem proprietăţile acestora. Se definesc următoarele proprietăţi fundamentale ale magnetismului:

- orice magnet, indiferent de forma pe care o are, are doi poli magnetici: polul Nord (sau pozitiv) şi polul Sud (sau negativ. La bordul navei, magneţii utilizaţi pentru compensarea compasului magnetic sunt marcaţi după următorul cod: roşu jumătatea nordică şi albastru cea sudică. Cele două porţiuni polarizate diferit ale unui magnet sunt separate de o zonă neutră din punct de vedere magnetic. De asemenea, se defineşte axa magnetică a unui magnet ca fiind dreapta ce uneşte cei doi poli magnetici (Fig. 1).

- dacă un magnet se rupe în mai multe bucăţi, fiecare dintre acestea capătă proprietăţile unui magnet;

- dacă un magnet permanent se apropie cu polul Nord de un magnet moale ori de o masă metalică nemagnetizată, atunci aceasta din urmă se va magnetiza formând un pol magnetic Sud la capătul său expus magnetizării. Fenomenul este numit magnetizare prin inducţie. Limita maximă de magnetizare se numeşte saturaţie magnetică ;

- orice magnet este înconjurat de un spaţiu în care se manifestă câmpul său magnetic reprezentat de liniile de câmp magnetic. Acestea au forma unor curbe care sunt dispuse în plane diferite şi au următorul sens convenţional: ies din polul Nord magnetic şi intră în polul Sud magnetic;

- câmpul unui magnet ale cărui linii de forţă sunt paralele între ele este considerat un câmp magnetic uniform şi în altfel de situaţii, câmp magnetic neuniform;

- doi magneţi aflaţi unul faţă de celalalt la o distanţă suficient de mică, vor acţiona reciproc astfel:

o polii de acelaşi nume se vor respinge;

o polii de nume contrare se vor atrage.

- orice magnet conţine o anumită cantitate de magnetism de un anumit semn pe care o denumim masă magnetică. Conform legii generale a echilibrului natural, masa magnetică nordică a unui magnet este egală cu cea sudică. Unitatea de măsură pentru masa magnetică este reprezentată de masa magnetică în stare să atragă sau să respingă, în vid, o masă magnetică identică, cu o forţă de o dină;

- forţa de atracţie sau de respingere a doi magneţi este direct proporţională cu produsul maselor acestora şi invers proporţională cu pătratul distanţei dintre ele (Legea lui Coulomb):

unde k reprezintă o constantă de permeabilitate magnetică a mediului- intensitatea câmpului magnetic într-un anumit punct al acestuia este egală cu mărimea

forţei cu care acţionează câmpul magnetic asupra unităţii de masă pozitivă aflată în acel punct. Unitatea de măsură a intensităţii câmpului magnetic se numeşte oersted. Intensitatea câmpului magnetic se reprezintă vectorial pe o direcţie tangentă la linia de forţă în punctul considerat;

- momentul magnetic al unui magnet este egal cu produsul dintre masa magnetică a unui pol şi distanţa dintre poli:

Pagina 46


Se vor analiza în continuare proprietăţile directive ale acului magnetic (se înţelege prin ac magnetic, un magnet de forma din Fig. 2 ), liber suspendat în centrul său de greutate, supus unui

câmp magnetic uniform, a cărui intensitate ete materializaţă de vectorul . Întrucât forţele care

acţionează asupra polilor unui ac magnetic suspendat în centrul său de greutate într-un câmp magnetic uniform creat de un magnet permanent sunt egale şi de sens contrar, acul magnetic liber suspendat în centrul său de greutate, se va comporta astfel:

- acul magnetic se va orienta pe tangenta la linia de forţă care trece prin centrul acului (centrul de greutate);

- polul său Sud către polul Nord al magnetului şi cu polul său Nord către polul Sud al magnetului. Cele două forţe care acţionează asupra acului magnetic formează un cuplu directiv (Fig. 2) al cărui moment este dat de relaţia următoare:

[Fig. 2] Acţiunea câmpului magnetic asupra acului magnetic

4.2 MAGNETISMUL TERESTRU ŞI DECLINAŢIA MAGNETICĂ

Este cunoscut faptul că Pamântul are proprietăţi magnetice. Analizând globul terestru prin prisma proprietăţilor atribuite magneţilor permanenţi putem desprinde uşor concluzia că el se manifestă ca un uriaş magnet sferic. Vom constata că, la fel la orice magnet, Pământul are doi poli magnetici, polul Nord magnetic şi polul Sud magnetic şi un câmp magnetic format din linii de forţă magnetică, dar că există anumite particularităţi.

În primul rând, dipolul magnetic terestru are polul Nord magnetic în emisfera sudică şi polul Sud magnetic în emisfera nordică. Cu toate acestea, prin convenţie, s-a stabilit că polul Nord magnetic se află împreună cu polul Nord geografic în emisfera nordică şi polul Sud magnetic, împreună cu polul Sud geografic se află în emisfera sudică.

Nu s-a putut stabili practic la ce adâncime de suprafaţa Pământului se află dispuşi cei doi poli magnetici, dar este de la sine înţeles că ei se află la o adâncime foarte mare deoarece, teoretic, magnetismul terestru ar trebui să aibă intensitate maximă la cei doi poli şi o intensitate de o valoare din ce în ce mai mică pe măsură ce ne îndepărtăm de ei şi ne apropiem de Ecuator.

Totuşi locurile de pe glob în care s-a măsurat cea mai mare intensitate a magnetismului terestru nu se află în presupusele locuri ale celor doi poli magnetici ci undeva în Golful Hudson de pe coasta Canadei şi undeva în Siberia. Singurul lucru care se produce la cei doi poli este acela că acul magnetic tinde să se orienteze perpendicular pe suprafaţa terestră, fapt ce se datorează orientării liniilor de câmp magnetic şi nicidecum unei intensităţi maxime a acestui câmp.

După unele studii, reprezentarea dipolului magnetic terestru sub forma unei bare este chiar improprie, considerându-se că ar fi corect să reprezentăm în locul acestuia un disc.În al doilea rând, trebuie amintit că tot prin convenţie s-a stabilit că există o axă care uneşte cei doi poli magnetici care face cu axa polilor geografici un unghi de 115°. În realitate, dacă vom găsi polul

Pagina 47


Nord magnetic la circa 12° faţă de polul nord geografic, polul Sud magnetic îl vom găsi undeva la o depărtare de aproape 25° faţă de polul Sud geografic.

În scopul de a se menţine denumirea polilor magnetici în funcţie de emisfera geografică în care se află, s-a stabilit în mod convenţional ca în polul nord magnetic terestru să se afle concentrată întreaga masă magnetică sudică şi invers, pentru a nu modifica denumirea polarităţii acelor magnetice. Astfel, ca urmare a acestei convenţii, acul magnetic se va orienta cu polul sau nordic către polul Nord magnetic terestru (PNm).

În al treilea rând există acea problemă cunoscută sub numele de migraţia polilor magnetici în jurul polilor geografici. Acest fapt este explicat de către unii teoreticieni prin existenţa unor altor poli magnetici de mai mică intensitate care sunt grupaţi într-o reţea care ar reprezenta vârfurile unui tetraedru a cărui mişcare determină migraţia polilor magnetici principali. Mişcarea acestui tetraedru imaginar ar fi determinată de mişcarea miezului feros lichid al Pământului cauzată de mişcarea de rotaţie a Pământului. Alte teorii consideră furtunile magnetice solare drept cauză a modificării magnetismului terestru şi a migraţiei polilor magnetici.

Datorită acestor proprietăţi, este posibil ca un ac magnetic liber suspendat în centrul său de greutate, plasat la suprafaţa sferei terestre într-un loc îndepărţat de alte mase magnetice, să se orienteze (după câteva oscilaţii) pe o direcţie stabilă în spaţiu.

Forţa care acţionează asupra acului magnetic este intensitatea câmpului magnetic terestru.Cercetările au relevat faptul că poziţia polilor magnetici tereştri nu coincide cu cea a polilor

geografici.

[Fig.3] Câmpul magnetic terestru

Pentru a studia elementele componente ale magnetismului terestru ne vom folosi de proprietatea acului magnetic liber suspendat în centrul său de greutate, aflat într-un punct oarecare, de a se orienta pe direcţia tangentei la linia de câmp magnetică ce trece prin acel punct.

În Fig. 3 sunt evidenţiate elementele câmpului magnetic terestru precum şi modul de

Pagina 48


orientare a unui ac magnetic liber suspendat în centrul său de greutate, plasat la suprafaţa sferei terestre. HH' reprezintă planul orizontului adevărat al observatorului.

Considerând acul magnetic suspendat liber în centrul său de greutate într-un punct la o latitudine oarecare, fără influenţe magnetice din exterior, se observă că acesta se orientează pe direcţia tangentei la linia de forţă a câmpului magnetic terestru ce trece prin punctul considerat, adică se va orienta cu polul său N către polul Nord magnetic terestru (PNm). Această direcţie (o direcţie N-S) face cu planul orizontului adevărat al observatorului HH' un unghi notat cu q şi care se numeşte înclinaţie magnetică.

[Fig.4] Ecuatorul magnetic şi direcţiile liniilor de câmp magnetice pentru anul 2010

Dacă polul nord al acului magnetic se află sub orizont, atunci q se consideră pozitiv. Dacă se deplasează acul magnetic către polul Nord magnetic, valoarea înclinaţiei magnetice creşte, astfel că în polul Nord magnetic aceasta ia valoarea maximă, +90°. Dacă se deplasează acul magnetic către Sud, valoarea înclinaţiei magnetice scade, astfel că pe ecuatorul magnetic, înclinaţia magnetică este nulă. Se poate deduce astfel definiţia ecuatorului magnetic ca fiind locul geometric al punctelor de pe suprafaţa sferei terestre cu înclinaţia magnetică egală cu zero.

Ecuatorul magnetic este o curbă neregulată poziţionată în vecinatatea ecuatorului geografic (Fig. 4). Curbele de egală înclinaţie magnetică se numesc izocline. Prin analogie cu paralelele geografice, izoclinele mai sunt denumite şi paralele magnetice, iar înclinaţia magnetică se mai numeşte şi latitudine magnetică.

În concluzie, înclinaţia magnetică este o mărime unghiulară ce ia valori de la 000° la 090°, pozitivă în emisfera nord magnetică şi negativă în emisfera sud magnetică.

Izodinamele se definesc ca fiind locul geometric al punctelor de pe suprafaţa sferei terestre cu aceeaşi valoare a intensităţii

Pagina 49

[Fig. 5] Declinaţia magnetică pe glob


câmpului magnetic terestru.Este evident că, datorită necoincidenţei polilor magnetici cu cei geografici, acul magnetic

se va orienta pe direcţia polului nord magnetic, numită direcţia nord magnetic (Nm), care nu este identică cu direcţia Na (Fig. 5).

Planul determinat de axa polilor magnetici PNm-PSm şi punctul navei se numeşte planul meridianului magnetic. Urma lasată de acest plan pe planul orizontului adevărat, este chiar direcţia

Nm (Fig. 6).Se defineşte declinaţia magnetică (d), ca fiind unghiul din planul orizontului adevărat al

observatorului, cu vârful în centrul acului magnetic, măsurat de la meridianul adevărat către meridianul magnetic.

Declinaţia magnetică ia valori semicirculare, de la 000° la 180° către est, şi de la 000° la 180° către vest.

Declinaţia magnetică este estică sau pozitivă atunci când meridianul magnetic se află la est de meridianul adevărat, şi vestică sau negativă când meridianul magnetic se află la vest de meridianul adevărat.

De asemenea, declinaţia magnetică se exprimă în grade şi zecimi de grad. În hărţi valoarea declinaţiei este dată de cele mai multe ori în grade şi minute, însă pentru calculele de navigaţie este necesară transformarea în grade şi zecimi de grad, deoarece, în general, drumurile şi relevmentele se exprimă în grade şi zecimi de grad.

[Fig. 6 ] Declinaţia magnetică în planul orizontului adevărat al observatorului

Curba de pe suprafaţa sferei terestre care uneşte puncte cu aceeaşi valoare a declinaţiei magnetice se numeşte izogonă. Izogona de declinaţie zero se numeşte agona.

La bordul navei, acul magnetic este menţinut în permanenţă în planul orizontului, şi ca urmare doar componenta orizontală H poate fi considerată componenta directivă a acului magnetic.

Ca urmare a faptului că intensitatea câmpului magnetic terestru este variabila (datorată neomogenităţilor structurii interne a Pamântului), rezultă că şi valoarea declinaţiei magnetice diferă de la o zonă la alta. Mai mult, s-a stabilit pe baza unor măsurători extrem de precise, ca într-un punct oarecare al suprafeţei terestre, valoarea declinaţiei magnetice variază în timp. Există variaţii zilnice, anuale şi seculare ale declinaţiei magnetice.

Aceste variaţii sunt variaţii periodice. Cu excepţia zonelor de dispunere a polilor magnetici, variaţiile zilnice ale declinaţiei sunt neînsemnate pentru navigaţie.

Pagina 50


În schimb, variaţiile anuale trebuie luate în calcul de către navigatori pentru că ele pot ajunge, după ani, la valori considerabile. De regulă, variaţia anuală nu depăşeşte 15’.

Variaţiile seculare constau în mărirea treptată a declinaţiei de o parte a meridianului adevărat (la est sau la vest) în cursul unei perioade mari de timp, atingerea unei valori maxime în care declinaţia staţionează câţiva ani urmată apoi de începerea procesului de descreştere a valorii până la zero şi creşterea în continuare de cealaltă parte a meridianului adevărat.

Pe harţile marine sunt date, sub forma unei roze de declinaţie (Fig. 7) informaţii cu privire la valoarea declinaţiei pentru anul editării harţii şi variaţia anuală a declinaţiei care poate fi crescătoare sau descrescătoare, şi se dă întotdeauna în minute. Informaţia este foarte utilă pentru calculul valorii declinaţiei pentru anul în curs. (În Fig. 7 declinaţia magnetică este d=09°00' W şi descreşte anual cu 8').

Inscripţia de pe roza de declinaţie din Fig. 7 trebuie interpretată astfel: „declinaţia pentru anul 1991 este d1991 = - 09°00', scade anual 8' “.

Pe harţile româneşti, în interiorul rozei se găseşte următorul tip de inscripţie: "d 1987=3°52'E (4'E) ", care trebuie interpretată astfel "declinaţia magnetică în anul 1987 este d1987 = +3°52',creşte anual 4' ".

În problemele de navigaţie este necesară actualizarea declinaţiei magnetice, adică determinarea valorii declinaţiei magnetice pentru anul în curs. Pentru aceasta, trebuie reţinut ca expresiile: "creşte" şi "descreşte" se referă la valoarea absolută a declinaţiei dată în roză.

Să se actualizeze (deci să se calculeze pentru anul 2011) valoarea declinaţiei înscrisă în Fig. 7. Actualizarea declinaţiei se va face întotdeauna după următorul tip de calcul : Calculul d2011

d1991 = -09°00' - var (+8 ’ *20 ani) = +02°30' d2011 = - 06°30' = - 065°

[Fig. 7 ] Roza de declinaţie magnetică

După cum se observă, declinaţia calculată pentru anul în curs are în mod obligatoriu un semn algebric şi se exprimă în grade sexagesimale şi zecimi de grad.

Pagina 51


Acest lucru se datorează faptului că, în final, această valoare va intra în formula corecţiei totale a compasului magnetic la care nu putem măsura drumuri şi unghiuri de ordinul gradelor şi minutelor, ci de ordinul gradelor şi zecimilor de grad.

Pe hărţile englezeşti, mai sunt utilizaţi următorii termeni: o variation – declinaţie magnetică;

o increasing – creştere;

o decreasing – descreştere.

Este deci evident faptul că expresia "descreşte" semnifică faptul că începând cu 1991 declinaţia scade în valoare absolută. Acesta este şi motivul pentru care se pune semnul "+" variaţiei (linia a două a calculului) şi nu semnul "-", aşa cum am fi tentaţi (dat fiind termenul "descreşte anual 8'").În concluzie, în faţa valorii variaţiei se va pune semnul "+" sau "-", astfel încât să fie satisfacută condiţia de descreştere în valoare absolută.

Pe harta de navigaţie vom vedea că sunt dispuse mai multe astfel de roze. O vom alege pe cea mai

apropiată de drumul navei.Declinaţia magnetică, ca toate celelalte componente ale magnetismului terestru, variază de

la un loc la altul pe glob şi în timp. Variaţiile în timp ale declinaţiei sunt zilnice, anuale şi seculare. Se defineşte noţiunea de drum magnetic (Dm) ca fiind unghiul din planul orizontului

adevărat al observatorului măsurat de la direcţia Nord magnetic (Nm) până la axul longitudinal al navei.

Relaţia dintre drumul adevărat şi drumul magnetic este:Da = Dm + d ,

relatie algebrică (deci declinaţia intră în relaţie cu semnul său algebric).

4.3 MAGNETISMUL NAVEI ŞI DEVIAŢIA COMPAS

Dacă pentru o lungă perioadă de vreme construcţia din lemn a corpului navei nu a pus prea mari probleme navigatorilor în ceea ce priveşte încrederea lor în indicaţiile compasului de la bord, o dată cu apariţia navelor cu corpul metalic a fost necesar să se analizeze modul în care nava îl influenţează, studiindu-se în mod serios comportamentul navei ca un magnet cu un câmp magnetic propriu, capabil să modifice indicaţiile compasului magnetic.Analiza metalelor de la bord şi modul în care acestea se magnetizează şi compun câmpul magnetic al navei a dus la concluzia că la bordul unei nave metalice există două componente feroase: fier tare din punct de vedere magnetic şi fier moale din punct de vedere magnetic.

Pagina 52

[Fig. 8 ] Relaţia dintre Na şi Nm


Fierul tare din punct de vedere magnetic este fierul cu conţinut ridicat de carbon (oţel, fontă, oţeluri speciale pe bază de tungsten şi molibden, etc.) care are un proces îndelungat de magnetizare sub influenţa unui câmp magnetic inductor indiferent de natura lui şi care îşi păstrează un timp îndelungat proprietăţile magnetice dobândite, chiar şi după încetarea acţiunii câmpului inductor. Magnetismul indus în fierul tare de la bord determină magnetismul permanent al navei.

Fierul moale din punct de vedere magnetic, spre deosebire de cel tare, se magnetizează foarte repede, chiar instantaneu, dar îşi pierde imediat proprietăţile magnetice după încetarea acţiunii câmpului magnetic inductor. Magnetismul indus în fierul moale de la bord determină magnetismul temporar al navei.

În analiza acestor două feluri de magnetism al navei vom considera că atât fierul tare de la bord cât şi cel moale este reprezentat de nişte bare dispuse longitudinal, transversal şi vertical, bare care însumează, separat, proprietăţile magnetice ale fierului tare şi separat, cele ale fierului moale.

La bordul navei însă, datorită acţiunii câmpului magnetic propriu al navei, acul magnetic va fi deviat de la direcţia Nm. Câmpul magnetic propriu al navei este câmpul magnetic indus în masele metalice ale navei de către câmpul magnetic terestru.

Se vor considera următoarele ipoteze simplificatoare:- câmpul magnetic terestru este unica forţă magnetică inductoare la bordul navei;- câmpul magnetic terestru se consideră a fi uniform;- din punct de vedere magnetic, masele metalice din structura navei se vor cosidera doar

de două categorii: mase de fier tare şi mase de fier moale;- polul Nord al câmpului magnetic indus în masele metalice ale navei (de către câmpul

magnetic terestru) se va considera în zona în care acţionează polul Nord terestru; de asemenea, acest câmp magnetic indus se considera a fi uniform;

Fierul moale (din punct de vedere magnetic) de la bord se magnetizează instantaneu sub acţiunea câmpului inductor terestru, dar îşi pierde aceste proprietăţi la încetarea acţiunii inductive; magnetismul indus în fierul moale de la bord generează câmpul magnetic temporar al navei.

Vectorul intensităţii câmpului magnetic temporar al navei se notează cu , şi experimental,

s-a constatat ca depinde de drumul magnetic şi de latitudinea (magnetică) la care se navigă. Fierul tare (din punct de vedere magnetic) de la bord prezintă proprietatea de a se magnetiza

într-un timp îndelungat (sub acţiunea câmpului magnetic terestru) şi de a-si păstra proprietăţile magnetice dobândite o lungă perioadă de timp. Magnetismul indus în fierul tare de la bord generează câmpul magnetic permanent al navei.

Forţa coercitivă (forţa de rezistenţă la magnetizare) a fierului tare este mult mai mare decât a fierului moale, ceea ce face ca procesul de magnetizare a fierului tare să fie îndelungat, iar proprietăţile magnetice dobândite de acesta să se menţină o lungă perioadă de timp, sau să devină permanente.

Câmpul magnetic permanent se formează în perioada de construcţie a navei, când masele de fier tare sunt menţinute timp îndelungat în poziţie fixă faţă de liniile de câmp magnetic terestru.

Intensitatea câmpului magnetic permanent depinde de:- orientarea calei pe care a fost construită nava faţă de meridianul magnetic (adică Dm);- latitudinea magnetică a locului de construcţie; - tehnologia de constructie folosită (sudură, nituire, etc.).După armarea navei şi intrarea ei în exploatare, se consideră că procesul de formare a

câmpului magnetic (temporar şi permanent) este încheiat.

Vectorul intensitate a câmpului magnetic permanent se consideră având o direcţie fixă

Pagina 53


în navă. Însumarea câmpului magnetic permanent cu cel temporar va crea câmpul magnetic al navei.

Componenta sa permanentă este susceptibilă la schimbări ca urmare unor şocuri mecanice puternice, sudurilor şi vibraţiilor. Componenta temporară se modifică funcţie de intensitatea câmpului magnetic terestru şi de unghiul sub care nava taie liniile de forţă ale acestui câmp.

Se defineşte vectorul intensitate a câmpului magnetic al navei , vectorul sumă a vectorilor

şi :

= +

În Fig. 6 este reprezentată poziţia acestor vectori faţă de sistemul de referinţă trirectangular OXYZ cu originea în centrul de suspensie al acului magnetic de la bord; planul XOY se confundă cu planul orizontului adevărat, iar axa OZ se confundă cu verticala punctului O.

Se defineşte vectorul ca fiind proiecţia vectorului intensitate a câmpului magnetic al navei P în

planul orizontului adevărat, componenta care de fapt va acţiona asupra rozei compasului, deviind-o de la direcţia Nm.

Câmpul magnetic al navei (reprezentat în planul orizontului adevărat de componenta sa

orizontala ) preia caracteristicile celor două componente, şi anume:

- are o direcţie fixă în navă (faţă de sistemul de referinţă OXYZ), indiferent de drumul navei;

- are o intensitate variabilă, funcţie de drumul magnetic şi de latitudinea magnetică la care se navigă.

Să analizăm mai în profunzime comportamentul compasului magnetic la bordul unei nave metalice cu ajutorul Fig. 9.

[Fig. 9 ] Câmpul magnetic al navei. Influenţa asupra orientării acului magnetic

Magnetismul terestru va fi manifestat prin componenta sa orizontală orientată pe direcţia

Nord magnetic (Nm), în timp ce componenta sa verticală nu va avea nici o influenţă, ca urmare a

menţinerii cutiei compasului în permanenţă în planul orizontului adevărat sub acţiunea sistemului cardanic de susţinere a acesteia (se va vedea în continuare la descrierea compasului magnetic).

Magnetismul navei va acţiona prin componenta sa orizontală . Ca urmare a acţiunii celor

două forţe, roza compasului magnetic se va orienta pe o direcţie pe care o vom denumi direcţia meridianului compas sau direcţia Nord compas (Nc). Această direcţie este dată de intersecţia planului vertical care trece prin axa N-S a rozei compasului magnetic, plan denumit planul meridianului compas, cu planul orizontului.

Pagina 54


Rezultanta H’ este forţa care produce devierea rozei compasului de la direcţia nord magnetic (Nm) la nord compas (Nc) şi se numeşte forţa directivă a rozei compasului magnetic.

Unghiul orizontal format între direcţia nord magnetic şi direcţia nord compas se numeşte deviaţia compasului magnetic şi se notează cu litera grecească δc.

Deviaţia compasului magnetic se consideră:- pozitivă şi se notează cu plus (+) dacă direcţia nord compas (Nc) se găseşte la est (la

dreapta) faţă de direcţia Nord magnetic (Nm);- negativă şi e notează cu minus (-) dacă direcţia nord compas (Nc) se găseşte la vest (la

stânga) faţă de direcţia Nord magnetic (Nm).Variaţia deviaţiei compasului magnetic este dată de:- drumul navei care determină o orientare diferită a componentei orizontale P’ a

magnetismului navei faţă de meridianul magnetic , precum şi o modificare a intensităţii acesteia, datorită modificării câmpului magnetic temporar al navei;

- latitudinea magnetică a locului care modifică magnetismul temporar al navei.Pentru uzul navigaţiei, valoarea şi semnul deviaţiei compasului magnetic se scoate din

„Tabla de deviaţii a compasului magnetic” care se întocmeşte pentru fiecare compas în parte, la bord, prin determinări practice. Reducerea cât mai mult posibil a valorii deviaţiei compasului magnetic se face prin operaţiunea de compensare a compasului magnetic.

Ca mijloace de compensare, la bordul navei se utilizează magneţi permanenţi pentru compensarea forţei deviatoare a câmpului magnetic permanent şi corectori din fier moale pentru compensarea forţelor deviatoare produse de acţiunea câmpului magnetic temporar.

Magneţii permanenţi şi corectorii de fier moale folosiţi pentru compensarea compasului magnetic se dispun astfel faţă de roza compasului, încât să genereze, în diferite drumuri ale navei, câmpuri magnetice egale şi de sens contrar cu câmpurile magnetice ale navei.

Deviaţiile compas rămase în urma compensării se determină experimental la bordul navei prin metode costiere, astronomice sau prin compararea drumurilor indicate de compasul giroscopic şi compasul magnetic (pentru aceeaşi orientare a axului longitudinal al navei). Deviaţiile astfel determinate se înregistrează în tabela de deviaţii, care este un tabel ce contine pe prima coloană valorile de drum magnetic sau drum compas din 10° în 10°, iar pe a doua coloană valorile deviaţiei compas corespunzătoare acestor drumuri.

Tabela de deviaţie se întocmeşte de regulă în cadrul probelor de mare (sau ori de câte ori este nevoie), şi se afişează în camera hărţilor. La navele comerciale ce transportă minereuri ori materiale feroase, se întocmesc două tabele de deviaţie, pentru fiecare stare de încărcare în parte.

Pentru exemplificare, se dă alăturat o tabelă de deviaţii compas, continând valori fictive, având doar utilitate didactica, şi care va fi utilizată în rezolvarea viitoarelor aplicatii de navigaţie:

Valoarea maximă admisă pentru deviaţie după operaţiunea de compensare este de 3°pentru compasul etalon (acolo unde mai există) şi de 5°pentru compasul de drum. Se

Pagina 55

Tabela de deviaţii compas

Dc/Dmdc

Dc/Dmdc

102030405060708090100110120130140150160170180

+2.3+1.3+1.0+0.50.0-0.7-1.5-2.0-2.7-3.3-3.7-4.0-4.3-4.0-3.7-3.3-2.5-1.7

190200210220230240250260270280290300310320330340350360

-1.7-0.7+0.3+1.3+2.7+3.5+4.0+4.3+4.5+4.5+4.3+4.0+3.7+3.5+3.0+2.7+2.5+2.3


exprimă semicircular, luând valori de la 000° la 180°. Noţiuni despre aceste compase vor fi prezentate în capitolul următor.

Tabelele de deviaţii compas se întocmesc la bord pentru fiecare compas magnetic în parte. Deviaţia magnetică are o variaţie armonică şi este exprimată de ecuaţia:

dc = A + B sin Dc + Ccos Dc + D sin 2 Dc + E cos 2 Dcdenumită ecuaţia aproximativă a deviaţiei sau ecuaţia lui Smith. Este denumită „ecuaţia aproximativă a deviaţiei" deoarece se verifică numai la deviaţii magnetice mici, nedepăşind valoarea de ±20°; „ecuaţia exactă a deviaţiei" este o expresie complexă, care nu are valoare aplicativă la compasele compensate. Ecuaţia lui Smith satisface cerinţele calculării deviaţiilor la bord, deoarece în mod normal la un compas magnetic valoarea acestora nu depăşeşte ± 5°

La navele de transport maritim, deviaţiile magnetice pot prezenta variaţii faţă de cele determinate în cadrul probelor de mare, în următoarele situaţii:

- la traversade oceanice, când se menţine timp îndelungat acelaşi drum;- la schimbarea semnificativă a poziţiei anumitor mase metalice de la bord (gruie, bigi)

sau la ambarcarea de mase metalice;- la variaţii mari de temperatură suferite de corpul navei (sudură, îndreptare la cald, etc.);- când nava staţionează timp îndelungat în aceeaşi direcţie (la cheu, pentru operaţiuni de

încărcare sau descărcare, pe doc etc.);- la schimbarea poziţiei maselor de fier de la bord (bigi, gruie etc), faţă de cea avută la

determinarea deviaţiilor. De aceea, pe timpul determinării deviaţiilor toate masele de fier trebuie să fie puse la „postul de mare", poziţii care trebuie menţinute şi pe timpul navigaţiei;

- utilizarea de macarale electromagnetice la încărcarea sau descărcarea navei. Pe timpul unor asemenea operaţiuni se impune scoaterea cutiei compaselor de la bord şi păstrarea la uscat, pentru protejarea sistemului magnetic al rozelor şi a dispozitivelor de suspensie a rozei;

- când corpul navei este supus la vibraţii puternice: la andocarea navei , când se execută operaţiuni de ciocănire, nituire, raşchetare etc.; când au loc explozii la bord; la eşuări pe fund de natură dură etc.;

Ca urmare, se impune, ca pe timpul navigaţiei, să se execute, ori de câte ori este posibil, controlul deviaţiei magnetice printr-un procedeu oarecare (costier, astronomic, etc.);

4.4 COMPASUL MAGNETIC

Compasul magnetic sau busola magnetică este o aplicaţie a proprietăţii acului magnetic liber suspendat în centrul său de greutate de a se orienta către nordul magnetic. Cu ajutorul compasului magnetic se determină direcţiile pe mare care sunt drumuri sau relevmente.

În Fig. 10 este redată o secţiune generală printr-un compas magnetic. După cum se observă din figură, elementele principale ale unui compas magnetic sunt următoarele:

- roza compasului cu sistemul de ace magnetice; - cutia compasului;- sistemul cardanic de susţinere;- postamentul compasului;- dispozitivul de compensare format din magneţii compensatori longitudinali B, magneţii

compensatori transversali C, corectorul de bandă, corectorii din fier moale;- instalaţia de iluminare;- habitaclul (capacul cutiei compasului).

Pagina 56


Roza compasului reprezintă elementul sensibil al compasului magnetic. Ea este formată dintr-un ansamblu de 4 - 6 ace magnetice de lungimi diferite, astfel că tot ansamblul se poate înscrie pe circumferinţa unui cerc.

Acele sunt paralele între ele şi au Nordul situat în aceeaşi parte, astfel încât alcătuiesc un ansamblu magnetic care este fixat de fundul unui flotor din material amagnetic. Tot de flotor este fixat un disc din aluminiu, gradat de la 0° la 360° care în mod impropriu este denumit roză.

Gradaţia Nord a rozei (0°) se găseşte în partea de Nord a capetelor acelor magnetice iar axa 0°-360° este axa de simetrie a sistemului de ace magnetice.

[Fig. 10] Compasul magnetic

În partea inferioară a flotorului se găseşte un orificiu tronconic având la capăt, către partea superioară a flotorului, o ceşculiţă care este de fapt montura unei pietre dure (safir sau agat) care se sprijină pe un pivot metalic dintr-un material dur fixat în centrul cutiei compasului. Flotorul are menirea de a micşora presiunea rozei pe pivot, reducând astfel fricţiunea dintre roză şi pivot pe timpul oscilaţiilor rozei. Flotorul reduce din flotabilitatea negativă a rozei dar nu o reduce total, astfel că piatra dură din ceşculiţă se sprijină pe pivot, apăsând pe vârful acestuia cu o forţă de câteva grame. Suspendarea rozei pe pivot mai este asigurată şi de faptul că prin dispunerea acelor magnetice pe fundul flotorului, centrul de greutate al ansamblului se găseşte sub punctul de sprijin.

Cutia compasului cuprinde două camere care comunică între ele prin intermediul unor orificii practicate în placa orizontală care le separă. În camera superioară, care este camera principală, se găseşte roza compasului care se sprijină pe pivot care este solidar cu placa de separaţie. Tot aici se găsesc două reticule verticale (se mai folosşte şi expresia "fire reticulare"), dispuse pe axa cutiei compasului şi care formează linia de credinţă în dreptul căreia se citeşte drumul navei. Planul care trece prin cele două reticule se numeşte planul longitudinal al compasului. La instalarea compasului la bord se urmăreşte ca planul longitudinal al compasului să se suprapună cu axul longitudinal al navei. Dacă acest lucru nu este posibil, se va urmări ca acesta să fie perfect paralel cu axul longitudinal al navei.

În ambele camere se găseşte lichid format din alcool şi apă distilată (43% alcool şi restul apă distilată). Lichidul are rolul de a asigura stabilitatea şi liniştirea rozei precum şi micşorarea fricţiunii pe pivot, astfel încât ansamblul de ace să fie un sistem liber suspendat în centrul său de

Pagina 57


greutate. Prezenţa celei de a doua camere se datorează rolului să de compensator al variaţiei volumului lichidului odată cu variaţia temperaturii acestuia. Fundul său este o membrană metalică elastică ce se bombează spre exterior la temperaturi ridicate şi care se contractă la temperaturi scăzute, astfel că în camera principală nivelul lichidului rămâne constant. În acest mod este împiedicată formarea bulelor de aer care ar împiedica citirea indicaţiilor pe roza compasului.

[Fig. 11] Cutia compasului magnetic

La partea superioară a cutiei se găseşte un geam care închide etanş cutia. Geamul este fixat cu ajutorul unui inel gradat numit cerc azimutal, gradat ca şi roza de la 0° la 360°, cu ajutorul căruia se pot măsura relevmente.

Cutia compasului are la partea sa inferioară o montură în care este fixată o greutate de plumb care are rolul de a coborî centrul de greutate al cutiei faţă de planul de suspendare cu inele cardanice. Tot aici se găseşte becul instalaţiei de iluminat. Interiorul camerei superioare este piturat în alb iar reticulele liniei de credinţă în negru.

Sistemul cardanic de susţinere este format dintr-un inel din material amagnetic pe care se aşează axul orizontal de suspensie al cutiei compasului, astfel încât cutia îşi poate menţine orizontalitatea pe ruliu. La rândul său, acest inel are şi el un ax, reprezentat de două tije scurte care ies în afara lui, coaxiale, care oscilează pe tangaj pe sprijinul montat pe gâtul suportului compasului. În acest fel cutia compasului are două grade libertate şi odată cu ea şi roza compasului care se poate roti liber în jurul pivotului.

Postamentul compasului este construit dintr-un aliaj amagnetic de siliciu şi aluminiu numit silumin. La partea inferioară se găseşte o flanşă de fixare în punte care are practicate pe ea găuri alungite pentru orientarea suportului în axul navei , conform liniei de credinţă a cutiei compasului. Între această flanşă şi puntea metalică se interpune un disc de lemn. Pentru consolidarea fixării postamentului, acesta se leagă de punte prin intermediul unui sistem de vergele cu întinzători, orientate oblic faţă de punte, către prova, cu un capăt în punte şi cu un capăt în nişte ochiuri practicate din turnare în postament. La partea superioară a postamentului compasului se fixează un manşon de cupru, numit gâtul compasului, de care se leagă sistemul de suspensie cardanică al cutiei compasului printr-un sistem de arcuri şi corectorii de fier moale. Către pupa, postamentul are o uşă de acces care se păstrează încuiată tot timpul.

Dispozitivul de compensare este format dintr-un tub vertical coaxial cu postamentul. Pe acest tub culisează două brăţări pe care se fixează magneţii compensatori longitudinali (B) iar pe cealaltă magneţii compensatori transversali (D). Aceste brăţări se fixează în poziţia dorită prin intermediul unor şuruburi. La partea superioară a tubului este introdus un alt magnet permanent,

Pagina 58


legat cu un lanţ din material amagnetic cu ajutorul căruia se reglează apropierea sau depărtarea acestuia faţă de roza compasului. Acest magnet se numeşte corectorul de bandă. Acţiunea corectorului de bandă asupra rozei în vederea compensării este funcţie de distanţa acestuia faţa de roză, şi de orientarea polului său Nord. Astfel, în emisfera nordică, corectorul de bandă se va orienta cu polul său Nord în sus, iar la trecerea în emisfera sudică, corectorul de bandă se va orienta cu polul Sud în sus.Corectorii de fier moale se fixează, după cum arătam mai sus, de gâtul compasului.

Instalaţia de iluminare este reprezentată de un bec electric, fixat într-o nişă la partea inferioară a cutiei compasului, a cărui tensiune alternativă de alimentare trece printr-un potenţiometru care permite reglarea nivelului de luminozitate a rozei la un nivel convenabil.

Habitaclul are o formă semisferică şi este confecţionat din cupru. El este destinat să protejeze cutia compasului de lovituri şi intemperii. Habitaclul se poate roti liber pe gâtul compasului cu ajutorul unor role. Pentru observarea rozei şi pătrunderea luminii zilei în interiorul cutiei compasului, habitaclul are trei ferestre din care una mai mare, rabatabilă spre observator (timonier) sau către pupa şi două fixe către prova. După modul cum sunt instalate la bord, compasele magnetice pot fi:

- compase etalon - se dispun pe puntea cea mai de sus, de regulă deasupra timoneriei, fiind ferite de orice influenţe magnetice. Aceste compase pot servi şi pentru măsurarea relevmentelor;

- compase de drum - se instalează în timonerie şi servesc pentru ţinerea drumului de către timonier.

În epoca modernă s-a creat un tip de compas care reuneşte cele două feluri de compase în unul singur. Este aşa-numitul compas cu reflexie. Practic există un singur compas magnetic situat în axul navei pe puntea de deasupra timonieriei. Printr-un sistem de oglinzi şi lentile, imaginea rozei şi a liniei de credinţă prova este captată şi transmisă printr-un tub care pleacă de la partea superioară a compasului, străbate puntea etalon şi intră în timonerie în dreptul timonierului. Oglinda finală în care se reflectă imaginea rozei în poziţie normală este fixată de o parte telescopică a tubului de reflexie, astfel că înălţimea ei deasupra punţii timoneriei se poate regla funcţie de înălţimea timonierului.

4.5 UTILIZAREA COMPASULUI MAGNETIC

Proprietatea rozei compasului magnetic de a se menţine orientată permanent în planul orizontului adevărat pe direcţia Nord compas, permite utilizarea compasului magnetic pentru materializarea unei direcţii de referinţă la bordul navei.

Gradaţia 0° de pe roza compasului magnetic materializează direcţia Nc, în timp ce linia de credinţă materializează axul longitudinal al navei. Oricum ar gira nava, linia 0°-180° (adică linia N-S) va rămâne tot timpul fixă în orizont.

Timonierul, pentru a mentine un anumit drum (ordonat de ofiterul de cart), trebuie să pună cârma într-un bord sau altul, astfel încât linia de credinţă prova (LL') să se menţină permanent în dreptul gradaţiei corespunzătoare de pe roză.

Se defineşte drumul compas al navei, ca fiind unghiul din planul orizontului adevărat al observatorului măsurat de la direcţia Nc până la axa longitudinală a navei direcţia prova a navei (Fig .12). Ia valori de la 0° până la 360°, şi se masoară în sens retrograd.

Un parametru important în aprecierea preciziei de reprezentare a drumului compas, îl reprezintă sensibilitatea rozei compasului, care este unghiul minim (e) de abatere a rozei de la direcţia meridianului compas, la care momentul directiv mai este capabil să o readucă în

Pagina 59


meridianul compas. La unghiuri de rotire a rozei mai mici decât e, momentul directiv devine atât de mic, încât este anulat de frecarea rozei de pivot.

[Fig. 12] Drum compas. Relevment compas. Relevment prova.

La bordul navelor maritime, drumul compas se tine la precizie de 0005°, valoare care reprezintă sensibilitatea rozei compasului magnetic. Aceeaşi precizie de măsurare o au şi relevmentele compas măsurate la compasul magnetic.

Pentru micşorarea valorii sensibilităţii rozei, deci pentru ridicarea preciziei de indicare a compasului, se impune ca :

- lungimea acelor magnetice să fie suficient de mare (astfel ca valoarea momentului magnetic să fie mare);

- frecarea rozei pe pivot să fie mică;

În condiţii de ruliu pronunţat, componenta verticală a câmpului magnetic permanent al

navei, care pe asietă dreaptă nu produce nici un efect deviator, determină prin componenta sa orizontală (Ri = R·sin i), o deviaţie a rozei compasului faţa de direcţia Nc, numită deviaţie de bandă.

Aceasta deviaţie se manifestă când marea este rea, printr-o oscilaţie (instabilitate) pronunţată a rozei în plan orizontal, deşi nava este stabilă pe drum.

Valoarea deviaţiei de bandă se poate calcula funcţie de Dm şi i (unghi de bandă) sau se poate compensa practic, de către ofiţerul cu navigaţia, în timpul marşului. Această operaţiune se execută cu ajutorul magnetului corector de banda (J).

Ofiţerul cu navigaţia trebuie să ţină permanent cont de faptul că odată cu schimbarea semnificativă a latitudinii magnetice, compensarea executată de specialişti nu mai este valabilă; acest fapt determină mărirea valorii deviaţiei de bandă. În consecinţă, pe mare rea, roza compasului nu mai este stabilă pe direcţia Nc, iar ofiţerul de cart nu mai poate citi drumul compas al navei, deşi nava este stabilă pe drum.

Algoritmul corectării aproximative a erorii de bandă pe timpul marşului este următorul:- corectorul de bandă (J), aşa cum s-a mai precizat, trebuie să fie plasat cu polul său N în

sus în emisfera nordică şi invers, cu polul său S în sus în emisfera sudică; deci prima operaţiune a ofiţerului cu navigaţia atunci când constată instabilitate pronunţată a rozei pe mare rea, este să verifice poziţia corectorului (J) în pontilul compasului;

Pagina 60


- se ia un drum cât mai apropiat de 000° sau 180° cu o aliură faţă de val astfel ca unghiurile de ruliu şi tangaj să fie maxime;

- se deplasează corectorul de banda (J) în sus sau în jos astfel ca instabilitatea rozei să scadă; se fixează corectorul pe poziţia corespunzătoare celei mai mari stabilitati a rozei. Trebuie avut în vedere ca magnetul corector de banda să nu se apropie la mai puţin de

60 cm de cutia compasului. Acolo unde este nevoie, se poate folosi un corector mai puternic ori mai mulţi corectori de bandă.

Relevmentul compas (Fig. 12) se defineşte ca fiind unghiul din planul orizontului adevărat al observatorului măsurat de la direcţia Nord compas până la direcţia de vizare la reper.

Relevmentul compas se masoara la bord cu ajutorul alidadei simple montate pe cercul azimutal al cutiei compasului. Pentru măsurarea relevmentelor compas se orientează alidada pe direcţia reperului astfel încât acesta să se vadă prin crestătura ocularului (1), pe firul reticular (2). Simultan cu orientarea alidadei se citeşte valoarea Rc la prisma (3). Relevmentul prova se va citi direct la cercul azimutal prin decuparea (4).

4.6 CORECŢIA TOTALĂ A COMPASULUI MAGNETIC. CONVERTIRI COMPAS.

S-a văzut că pentru orientarea pe mare se operează cu noţiunile de drum adevărat şi relevment adevărat; în plus, ca urmare a faptului că pe hărţile marine sunt trasate meridiane adevărate (direcţii Nord adevărat), se impune ca valorile de drum şi relevment măsurate la compasul magnetic (Dc, Rc) să se convertească în valori adevărate (Da, Ra). Aceste valori se vor trasa ulterior pe hartă.

În practica navigaţiei se poate ivi situaţia inversă, în care ofiterul de cart determină pe hartă drumul adevărat ce urmează a fi urmat de navă şi trebuie să comande timonierului valoarea drumului compas corespunzător; pentru aceasta trebuie operată transformarea (convertirea) Da în Dc.

Se numeşte convertire compas operaţiunea de transformare a valorilor de Dc şi Rc (citite la compasul magnetic) în valori de Da şi Ra, ori invers, de transformare a valorilor de Da şi Ra (scoase din hartă) în valori de Dc şi respectiv Rc.

În capitolele anterioare, am văzut că indicaţiile compasului magnetic sunt influenţate în principal de:

- magnetismul terestru - prin elementul variabil în timp reprezentat de declinaţia magnetică (d);

- magnetismul navei - prin elementul variabil pe care l-am denumit deviaţie compas (δc).

Pagina 61

[Fig.15 ] Alidada simplă


Acţiunea simultană a acestor două elemente se exprimă prin suma lor algebrică iar rezultanta se numeşte corecţia totală a compasului magnetic şi se notează cu ΔC. Relaţia de calcul pentru această mărime este următoarea:

În această relaţie, atât d cât şi dc, intră cu semnul lor algebric.Dacă ne unităm în Fig. 12 vom observa că am putea defini corecţia totală a compasului

magnetic (∆C) ca fiind unghiul din planul orizontului adevărat măsurat de la direcţia Na până la direcţia Nc.

Corecţia totală a compasului ia valori semicirculare de la 000° la 180° către Est, şi va primi semnul algebric "+" (când direcţia Nc se află la est faţă de direcţia Na), sau de la 000° la 180° către Vest, şi va primi semnul algebric "-" (când direcţia Nc se găseşte la Vest faţă de direcţia Na).

Corecţia totală a compasului se exprimă la precizie de zecime de grad (0001°).Drumul navei, ca şi relevmentul, iau numele meridianului (direcţiei) de la care se masoară,

astfel (Fig. 12)- drum adevărat Da (NaOL);- drum magnetic Dm (NmOL);- drum compas Dc (NcOL);- relevment adevărat Ra (NaOF);- relevment magnetic Rm ( NmOF);- relevment compas Rc (NcOF).Relaţiile de convertire compas a drumurilor şi relevmentelor sunt:

Da = Dm + d ;............. Dm = Da - d ;Dm = Dc + dc ;.............. Dc = Dm - dc ;Da = Dc + d + dc ;............ Dc = Da - d - dc ;Da = Dc + ∆C ;........... Dc = Da - ∆C ;

Ra = Rm + d ;..........… Rm = Ra - d ;Rm = Rc + dc ;........…... Rc = Rm - dc ;Ra = Rc + d + dc ;..........… Rc = Ra - d - dc ;Ra = Rc + ∆C ;.........… Rc = Ra - ∆C ;

De asemenea trebuie făcută precizarea că în calcule se va opera cu Dc la precizie de 0001° având în vedere că valoarea ce se comandă timonierului să fie însă rotunjită la 0005°, ca urmare a faptului că sensibilitatea compasului magnetic este de 0005°.

Exemplu:La data de 01/01/1996, nava "N" navigă în Dc=161.0; pe hartă, cea mai apropiată roză

indică d1985 =001°12'W, creşte anual 8'. să se calculeze Da.Rezolvare:

1) Calculul d2007 2) Calculul Dad1985 =-001°12’ Dc=161°.0

var(22 × 8’)=-002 ° 56’ + d c=-003 ° . 2

d2007 =-004°08’ Dm=157°.8

=-004 ° . 1 +d=-004 ° . 1

Da=153°.7

Atunci când vom măsura relevmente compas sau relevmente prova, simultan se va citi şi drumul compas (Dc). Cu ajutorul Dc vom scoate din tabla de deviaţii valoarea lui δ cu o precizie de 01° -02°.

Pagina 62


TEST DE AUTOEVALURE

1. Ce sunt magneţii şi de câte feluri sunt ei?2. Prin ce este caracterizat câmpul unui magnet?3. Care sunt elementele magnetismului terestru?4. Ce este înclinaţia magnetică, ce denumire mai poartă ea şi de ce şi ce valori poate lua?5. Ce este declinaţia magnetică, cum se măsoară şi cum i se atribuie semnele algebrice?6. Descrieţi roza magnetică aflată pe hărţile nautice şi reprezentată de figura 5 -8.7. Cum se calculează deviaţia magnetică pentru anul în curs?8. Cum se explică magnetismul navei?9. Ce este magnetismul temporar al navei şi cine îl determină?10. Ce este magnetismul permanent al navei şi de cine este produs?11. Ce este deviaţia compasului magnetic?12. Explicaţi când deviaţia compasului este pozitivă şi când este negativă.13. De ce depinde deviaţia compasului magnetic?14. Ce este tabla de deviaţii a compasului magnetic?15. Descrieţi compasul magnetic folosind figura 5 - 16.16. Ce realizează suportul cardanic al cutiei compasului?17. La ce foloseşte dispozitivul de compensare?18. Ce este corecţia totală a compasului magnetic?19. Care sunt relaţiile matematice cu ajutorul cărora se convertesc drumurile?20. Care sunt relaţiile matematice cu ajutorul cărora se convertesc relevmentele?

EXERCIŢII

1. Cunoscând că declinaţia magnetică pentru anul 1993 este d1993 = 3°27'W şi că variaţia ei anuală este de 2'W să se calculeze valoarea declinaţiei pentru anul 2004.

2. Cunoscând că declinaţia magnetică pentru anul 1994 este d1994 = 2°36'E şi că variaţia ei anuală este de1'W să se calculeze valoarea declinaţiei pentru anul 2004.

3. Cunoscând că declinaţia magnetică pentru anul 1995 este d1995 =1°28'E şi că variaţia ei anuală este de 2'E să se calculeze valoarea declinaţiei pentru anul 2004.

4. Cunoscând că declinaţia magnetică pentru anul 1996 este d1996 = 4°42'E şi că variaţia ei anuală este de 1'W să se calculeze valoarea declinaţiei pentru anul 2004.

5. Cunoscând că declinaţia magnetică pentru anul 1992 este d1992 = 4°14'E şi că variaţia ei anuală este de1'E să se calculeze valoarea declinaţiei pentru anul 2004.

6. Cunoscând că declinaţia magnetică pentru anul 1999 este d1999 = 3°25'E şi că variaţia ei anuală este de1'W să se calculeze valoarea declinaţiei pentru anul 2004.

7. Folosind tabla de deviaţii din curs să se determine valoarea deviaţiei compasului magnetic pentru Dc = 63° .



Pagina 63


10. Folosind tabla de deviaţii din curs să se determine valoarea deviaţiei compasului magnetic pentru Dc =167° .


12. Folosind tabla de deviaţii din curs săse determine valoarea deviaţiei compasului magnetic pentru Dc = 324° .

13. Cunoscând că declinaţia pentru anul în curs este d = +3°.2 iar deviaţia scoasă din tablă este δ = −1°.1 să se determine corecţia totală a compasului magnetic.


15. Cunoscând că declinaţia pentru anul în curs este d = −4°.2 iar deviaţia scoasă din tablă este δ = +3°.6 să se determine corecţia totală a compasului magnetic.


17. Cunoscând că declinaţia pentru anul în curs este d = −1°.3 iar deviaţia scoasă din tablă este δ = −3°.4 să se determine corecţia totală a compasului magnetic.

18. Cunoscând că declinaţia pentru anul în curs este d = +1°.6 iar deviaţia scoasă din tablă este δ = +0°.9 să se determine corecţia totală a compasului magnetic.

19. Să se determine drumul compas care se va ordona timonierului cunoscând că drumul adevărat trasat pe hartă esteDa =130° şi că declinaţia pe anul în curs are valoarea d = +2°.7 iar deviaţia compasului este δ = −3°.6

20. Să se determine drumul compas care se va ordona timonierului cunoscând că drumul adevărat trasat pe hartă este Da =164° şi că declinaţia pe anul în curs are valoarea d = −2°.3 iar deviaţia compasului este δ = +4°.1 .

21. Să se determine drumul compas care se va ordona timonierului cunoscând că drumul adevărat trasat pe hartă este Da = 213° şi că declinaţia pe anul în curs are valoarea d = +1°.7 iar deviaţia compasului este δ = +3°.3 .

22. Să se determine relevmentul adevărat la un obiect costier cunoscând relevmentul compas măsurat la obiect este Rc =163°.5 iar declinaţia şi deviaţia au valorile următoare: d = +2°.4 ;δ = +4°.3 .

23. Să se determine relevmentul adevărat la un obiect costier cunoscând relevmentul compas măsurat la obiect este Rc = 217°.4 iar declinaţia şi deviaţia au valorile următoare: d = +1°.7 ;δ = −3°.7 .

24. Să se determine relevmentul adevărat la un obiect costier cunoscând relevmentul compas măsurat la obiect este Rc =146°.2 iar declinaţia şi deviaţia au valorile următoare: d = +3°.1;δ = +2°.8 .

SOLUŢIILE EXERCIŢIILOR

1. d 2004 = −3°.8 ;2. d 2004 = +2°.4 ;3. d 2004 = +1°.8 ;4. d 2004 = +4°.6 ;5. d 2004 = +4°.4 ;6. d 2004 = +3°.3;7. δ = −0°.9 ;

Pagina 64


8. δ = −1°.6 ;9. δ = +0°.2 ;10. δ = −2°.7 ;11. δ = +1°.7 ;12. δ = +3°.3 ;13. Δc = +2°.1;14. Δc = +2°.4 ;15. Δc = −0°.6 ;16. Δc = −1°.3 ;17. Δc = −4°.7 ;18. Δc = +2°.5 ;19. Dc =130°.9 ≈ 131° ;20. Dc =162°.2 ≈ 162° ;21. Dc = 208°.0 ;22. Ra =170°.2 ≈ 170° ;23. Ra = 215°.4 ≈ 215°.5 ;24. Ra =152°.1 ≈152° 2.

BIBLIOGRAFIE

1. Cojocaru, S., Tratat de navigaţie maritimă, vol. I, Ed. Ars Academica, Bucureşti, 2008, pag. 20 – 31;

2. Balaban, G., Tratat de navigaţie maritimă, Ed. Sport turism, Bucureşti, 1981;3. Atanasiu, T., Bazele navigaţiei. Navigaţie estimată şi costieră, Ed. Academiei Navale

"Mircea cel Bătrân", 2005.

Pagina 65

curs nec unit 4

Documents