Магнитная система чувствительного элемента морского магнитного компаса состоит не из одной стрелки, а из одной или нескольких пар постоянных магнитов, которые называются компасными стрелками. Компасные стрелки располагаются параллельно друг другу одноименными полюсами в одну сторону и жестко скрепляются между собой. Такая магнитная система обеспечивает компенсацию так называемых девиаций высшего порядка и придает чувствительному элементу необходимые динамические качества.
Для уничтожения других видов девиации компенсируют магнитное поле судна в том месте, где установлен компас, искусственно создавая с помощью постоянных магнитов и брусков мягкого железа такие магнитные силы, которые равны по величине и противоположны по направлению силам, вызывающим девиацию. В этом и заключается принцип уничтожения девиации.
В прямом положении судна девиация магнитного компаса является результатом действия на компас пяти магнитных сил: А’, В’, С’, D’ и Е’. Эти силы имеют различное происхождение и производят неодинаковую по характеру девиацию: постоянную, полукруговую и четвертную.
Силы А’ и D’, Е’, вызывающие постоянную и четвертную девиацию, происходят от продольного и поперечного мягкого в магнитном отношении судового железа. Следовательно, и компенсация этих сил может быть осуществлена при помощи только мягкого в магнитном отношении железа. Например, если попытаться компенсировать силу D’ при помощи постоянных магнитов, то компенсация не получится, так как при перемене курса судна направление силы D’ относительно судна изменится, а направление сил образуемой постоянными магнитами, остается относительно судна неизменным.
Силы В’ и С’ вызывающие полукруговую девиацию, происходят главным образом от твердого в магнитном отношении судового железа (составляющие Р и Q) и частично от мягкого в магнитном отношении судового железа (составляющие сZ и fZ), расположенного перпендикулярно палубе. Следовательно, силы Р и Q надо компенсировать постоянными магнитами, а силы сZ и fZ – брусками мягкого железа.
Однако силы сZ и fZ от курса судна не зависят и в данной магнитной широте действуют подобно постоянным силам Р и Q. Поэтому силы В’ и С’ компенсируются при помощи постоянных магнитов. Но компенсация сил В’ и С’ постоянными магнитами справедлива лишь для какой-нибудь одной магнитной широты.
При перемене судном магнитной широты, составляющие сZ и fZ изменяются, вследствие чего компенсация сил В’ и С’ нарушается. Однако при плавании судна в экваториальных и средних широтах силы сZ и fZ при перемене магнитной широты изменяются настолько незначительно, что этими изменениями можно пренебречь. Если в процессе плавания судно значительно изменяет магнитную широту, то изменением сил сZ и fZ пренебрегать нельзя, и в этом случае для обеспечения постоянства компенсации сил В’ и С’ принимают специальные меры.
Компенсация сил В’ и С’ магнитами-уничтожителями, которые придаются к компасу специально для этой цели.
Работа по уничтожению девиации магнитного компаса выполняется в следующем порядке: вначале уничтожается четверная девиация, затем креновая и наконец, полукруговая. Постоянная девиация вообще не уничтожается вследствие малости силы А’ .
Такой порядок девиационных работ обусловлен следующими причинами. Для уничтожения четвертной девиации применяются бруски мягкого в магнитном отношении железа, которые устанавливаются в непосредственной близости от компаса. Однако это железо, как и любое железо, не является абсолютно мягким в магнитном отношении и обладает некоторой долей постоянного магнетизма. Следовательно, установкой брусков мягкого железа уничтожается четвертная девиация, но вводится полукруговая и креновая девиации. Поэтому креновую и полукруговую девиацию уничтожают после четвертной.
Креновая девиация уничтожается при помощи так называемого кренового магнита, помещенного вертикально в трубе девиационного прибора. Если ось кренового магнита не строго перпендикулярна плоскости картушки компаса или не проходит через центр картушки, то этот магнит, уничтожая креновую девиацию, вводит полукруговую. Поэтому полукруговую девиацию надо уничтожать после креновой.
Чаще всего на судне приходится уничтожать полукруговую девиацию совместно с креновой, так как обе они часто изменяются.
Ни одним из способов девиацию нельзя уничтожить до нуля. Поэтому после уничтожения девиации необходимо составить таблицу остаточной девиации и пользоваться ею для исправления показаний магнитного компаса.
Действие магнитного компаса основано на свойстве его чувствительного элемента указывать направление магнитного меридиана.
Первые магнитные компасы (конец XII в.) представляли собой намагниченную железную пластинку, которая укреплялась на поправке, помещенном в сосуд с водой. В начале XIV в. конструкция компаса была существенно изменена. На стрелке стали укреплять бумажный диск с нанесенными на нем делениями (румбами), а саму стрелку насаживать на вертикальную иглу. Такой компас являлся прототипом современного магнитного компаса.
В конце XV в. мореплаватели обнаружили, что стрелка магнитного компаса указывает не точное направление север—юг (К—8), а составляет с этим направлением некоторый угол, который получил название магнитного склонения.
В конце XVIII в. с развитием «железного» судостроения было замечено, что под влиянием магнетизма судового железа стрелка компаса отклоняется от магнитного меридиана на угол, величина которого изменяется при перемене судном курса. Это явление было названо девиацией магнитного компаса. Для уничтожения девиации в конструкцию магнитного компаса был введен девиационный прибор.
След от сечения плоскости истинного горизонта вертикальной плоскостью, проходящей через линию NS свободно подвешенной магнитной стрелки, называется магнитным меридианом. В общем случае магнитный меридиан не совпадает с истинным меридианом.
Угол, составленный истинным и магнитным меридианами, называется склонением (d).
,
Если северный конец магнитной стрелки отклонен от истинного меридиана к востоку, то склонение считается положительным, если же к западу, то – отрицательным. В соответствии с этим положительному склонению приписывают остовое наименование, а отрицательному — вестовое.
В разных точках земной поверхности склонение неодинаково и может принимать значения от 0 до ±180°.
Важно отметить, что в общем случае направление на норд магнитный не совпадает с направлением на северный магнитный полюс.
