Магнитное наклонение θ – угол между горизонтальной плоскостью и направлением вектора напряженности т.

Получается, что в магнитных полюсах магнитное Элементами земного магнетизма являются: напряженность(Т), наклонение(Θ) и склонение(Δм).

Вектор напряженности Т направлен по касательной к силовым линиям, он в общем случае не лежит в плоскости горизонта и, вследствие искривления силовых линий, не совпадает с плоскостью географического меридиана. Если разместить в какой-либо точке начало прямоугольной системы координат и направить ось ОХ по меридиану на север, ось ОУ перпендикулярно к ней на восток, а ось ОZ направить вниз, то вектор Т можно разложить на горизонтальную составляющую Н и вертикальную Z (рис. 3.2). Направление горизонтальной составляющей Н является очень важным для аэронавигации, так как это направление и называют северным направлением магнитного меридиана в данной точке. Очевидно, что угол между осью ОХ (направлением истинного меридиана) и вектором Н (направлением магнитного меридиана), есть не что иное, как магнитное склонение Δм в данной точке.

наклонение равно ±90º

Х (север истинный)

Рис.3.2.Элементы земного магнетизма

Вертикальная составляющая поля Z в районах магнитных полюсов – максимальна, а горизонтальная составляющая Н очень мала, поэтому магнитные компасы в полярных районах работают неустойчиво.

Магнитным меридианом называется линия, вдоль которой устанавливается свободно подвешенная магнитная стрелка под действием земного магнетизма.

Угол, заключенный между се­верным направлением истинного (географического) меридиана и северным направлением магнитного меридиана, называется маг­нитным склонением Δ_м. Измеряется от 0 до±180° и от­считывается по часовой стрелке (впра­во) со знаком плюс, против часовой стрелки (влево) со знаком минус.

Магнит­ное склонение для различных пунктов Земли неодинаковое по вели­чине и знаку; оно всегда определяется и учитывается экипажем самолета при подготовке и выполнении полета. Распределение элементов магнит­ного поля Земли принято представлять в виде магнитных карт: горизонтальной и вертикальной составляющих магнитного поля Земли, а также карт магнитного склонения. На мировой карте магнитных склонений указаны величина и знак склонения. Кривые линии, соединяющие точки на земной поверхности с одинаковым магнитным склонением, называются изогонами. Изогоны на­носятся также на полетные и бортовые карты.

Магнитное поле медленно меняется, соответственно изменяется и фактическое расположение изогон. Это необходимо учитывать при определении магнитного склонения по аэронавигационным картам. На них всегда указано, на какой год (эпоху) нанесены изогоны. Раз в пять лет производится магнитная съемка Земли.

2) Девиация магнитного компаса и вариация

Компасным меридианом называется линия, вдоль кото­рой устанавливается магнитная стрелка компаса, находящегося на самолете. Компасный и магнитный меридианы не совпа­дают.

Девиацией компаса Δ_к называется угол, заключенный между северными направлениями магнитного и компасного мери­дианов. Она отсчитывается по часовой стрелке (вправо) со знаком плюс, против часовой стрелки (влево) со знаком минус.

Девиация компаса вы­зывается действием на стрелку компаса магнит­ного поля самолета, созда­ваемого стальными и же­лезными деталями самоле­та, и электромагнитного поля, возникающего при ра­боте электро- и радиообо­рудования воздушного суд­на. Девиация компаса яв­ляется переменной величиной для каждого курса самолета и компаса.

На картушку магнитного компаса, установленного на самолете, действуют следующие поля:

1) магнитное поле Земли (оно стремится направить стрелку магнитного компаса по магнитному меридиану);

2) постоянное магнитное поле самолета;

3) переменное магнитное поле самолета;

4) электромагнитное поле, создаваемое работающим электро- и радиооборудованием самолета.

Постоянное магнитное поле самолета создается твердым само­летным железом.

Твердое железо — это такие свойства ферромагнит­ные массы самолета, которые длительно сохраняют магнитные, т. е. обладают большой коэрцитивной силой. Твердое железо рассматривают в магнитном отношении как постоянный магнит. Постоянное магнитное поле самолета сохраняет величину и направление относительно продольной оси самолета на любом курсе и вызывает полукруговую девиацию.

Переменное магнитное поле самолета создается мягким само­летным железом. — это такие ферромагнит­ные массы самолета, которые имеют неустойчивую намагничен­ность, т. е. обладают малой коэрцитивной силой. Они легко перемагничиваются при перемене курса самолета. Переменное магнитное поле самолета меняет свою величину и направление от­носительно продольной оси в зависимости от курса самолета и вы­зывает четвертную девиацию.

Электромагнитное поле, создаваемое работающим элек­тро- и радиооборудованием самолета, по характеру действия ана­логично магнитному полю твердого железа Девиация, вы­зываемая электромагнитным полем, обычно рассматривается сов­местно с девиацией, вызываемой твердым железом.

Рассмотрим полукруговую и четвертную девиацию и их харак­теристики.

Полукруговая девиация и ее характеристика.

Девиация назы­вается полукруговой потому, что она 2 раза (через полукруг) приходит к нулю и 2 раза меняет свой знак при повороте самолета на 360

1. 

Для удобства рассмотрения суммарное действие постоянного магнитного поля самолета можно заменить эквивалентным дейст­вием бруска твердого железа. Предположим, что брусок твердого железа расположен по продольной оси самолета. Обозначим бук­вой Н горизонтальную составляющую магнитного поля Земли, а буквой F вектор напряженности магнитного поля бруска твердого железа. Так как вектор F направлен по продольной оси самолета, то на МК=0° его действие будет совпадать с компаса от пло­скости магнитного меридиана. Поэтому на МК=0° девиация рав­на нулю действием вектора R (рис. 3.3) и F не вызывает отклонения картушки.Из рисунка видно, что при изменении курса самолета направле­ние результирующего вектора R изменяется. На МК=90° вектор F

направлен под прямым углом к вектору H и создает максималь­ную положительную девиацию. При дальнейшем повороте само­лета девиация начнет уменьшаться и на курсе 180° снова станет равной нулю. Затем после курса 180° вектор F начнет вызывать отрицательную девиацию, которая достигнет максимальной вели­чины на МК=270°.

Полукруговая девиация имеет следующие особенности:

а) при повороте самолета на 360° она дважды достигает мак­симального значения и 2 раза становится равной нулю;

б) на противоположных курсах полукруговая девиация равна по величине, но противоположна по знаку;

в) полукруговая девиация составляет большую часть девиации компаса и ее можно полностью компенсировать с помощью посто­янных магнитов девиационного прибора.

В общем случае брусок твердого железа может и не совпадать по направлению с продольной осью самолета, что не меняет харак­тера полукруговой девиации, но смещает ее график по отношению курсов самолета на угол, равный углу между продольной осью са­молета и направлением оси бруска. Полукруговая девиация при любом положении бруска твердого железа будет дважды равнять­ся нулю при повороте самолета на 360°.

Четвертная девиация и ее характеристика.

Девиация называется четвертной потому, что она при повороте самолета на 360° 4 раза (через четверть круга) становится равной нулю и 4 раза ме­няет свой знак.

Мягкое железо приобретает свойства магнита при воздействии на него магнитного поля Земли и, как уже отмечалось, имеет не­устойчивую намагниченность. Брусок мягкого железа, расположенный определенным

Рис. 3.4. Четвертная девиация: а — действие магнитного поля мягкого железа; б — график четвертной девиации

На МК = 0° векторы F и H совпадут по направлению. Хотя

намагниченность бруска мягкого железа в этом случае будет мак­симальной, образом по отношению к магнитному полю Земли, намагничивается не по направлению магнитных силовых линий, а по длине бруска.

Следовательно, максимальное намагничивание бруска мягкого железа происходит в том случае, когда брусок расположен по на­правлению силовых линий поля. Когда брусок расположен перпен­дикулярно к магнитным силовым линиям, то намагниченность его равна нулю. Поэтому при перемене курса самолета мягкое железо перемагничивается и создает переменное поле самолета, которое меняет свою величину и направление относительно продольной оси самолета.

Для удобства объяснения влияния мягкого железа на магнит­ный компас расположим вблизи компаса брусок мягкого железа вдоль продольной оси самолета. Обозначим вектор напряженно­сти поля бруска мягкого железа буквой F (рис. 3.4).

она не вызовет отклонения картушки компаса от пло­скости магнитного меридиана и девиация останется равной нулю.

При повороте самолета брусок мягкого железа отклоняется от на­правления силовых линий магнитно­го поля Земли и намагниченность бруска уменьшается. На МК=45° дей­ствие магнитного поля мягкого желе­за вызовет максимальное значение положительной девиации. На МК=90° мягкое железо потеряет свойства маг­нита, так как брусок расположится перпендикулярно к силовым линиям магнитного поля Земли и девиация снова станет равной нулю. При даль­нейшем повороте самолета брусок мяг­кого железа перемагнитится и вызовет отрицательную девиацию, которая на МК=135° достигнет максимального значения. Из рисунка видно, что на МК, равных 180 и 270°, девиация вновь достигнет нуля, а на МК, равных 225 и 315°, будет макси­мальной.

Четвертная девиация имеет следующие свойства:

а) при повороте самолета на 360° она 4 раза достигает макси­мума и 4 раза становится равной нулю;

б) на противоположных курсах четвертная девиация равна по величине и по знаку;

в) четвертная девиация составляет меньшую часть девиации компаса.

Характер изменения этой девиации не позволяет устранять ее с помощью постоянных магнитов. Она списывается и заносится в график. Как правило, переменное магнитное поле самолета нельзя, за исключением редких случаев, привести к действию одного бруска мягкого железа. Расположение деталей из мягкого железа на са­молете обычно таково, что своим действием они вызывают, кроме четвертной, постоянную девиацию.

Постоянная девиация вызывается мягким самолетным железом, расположенным вокруг компаса и намагниченным магнитным по­лем Земли (. Железные детали, расположенные вокруг компаса, могут создать такое суммарное магнитное поле, которое не будет изменять своей величины и положения в пространстве при изменении курса самолета, т. е. массы мягкого железа могут образовать магнитное поле с устойчивой полярностью.

Вариацией Δ называется угол, заключенный между север­ными направлениями истинного и компасного меридианов. Отсчи­тывается она по часовой стрелке (вправо) со знаком плюс и против часовой стрелки (влево) со знаком минус. Ва­риация равна алгебраической сумме магнитного склонения и де­виации компаса

Δ=(±Δ_м) + (±Δ_к).