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Der magnetische Standardkompass der WetterschiffFrankreich I mit Weicheisen-Ausgleichskugeln, die D-Korrektoren

Kompass Wasserkocher

Die geomagnetische Dipolfeld ist mit seiner Achse 11,3° relativ zum Erdachse

William Thomson mit dem entwickelten Thomson-Messgerät stützte sich auf einen Standardkompass.

EIN Standardkompass ist ein Magnet Kompass in einer Sonderausführung für den Einsatz auf einem Schiff, dient als Bezugsrichtung zu Preise und Umfragen aufnehmen für Navigationszwecke. Es ist mit Flüssigkeitsdämpfung und Dauer- und Weicheisenausgleichsmitteln ausgestattet.

Der Standardkompass ist im Allgemeinen ein sekundärer Kompass, als Ersatz für den primären Kompass. Dieser primäre Kompass ist oft der Kreiselkompass, manchmal auch moderne Kompasse wie der Ringlaserkreiselkompasse und der faseroptische Kreiselkompasse. Diese nutzen die Sagnac-Effekt, wo zwei Lichtstrahlen gegeneinander rotieren. Fluxgate-Kompasse werden verwendet auf Yachten.

Beschreibung

Das wichtigste Element eines Marinekompasses ist der Sensor. Dieser Ringmagnet ist aus a Legierung aus Eisen, Aluminium, Kobalt, Nickel und Zinn und ist Teil der Windrose. Diese ruht auf der Kompassnadel und besteht weiterhin aus einem Schwimmer, der dafür sorgt, dass der Druck der Rose minimal ist, der Rose, auf der die Graduierung geschrieben ist und der Kompasskappe, die ein sehr hart polierter synthetischer Edelstein ist, um die Rotationsreibung mit der Kompassnadel.

Diese Baugruppe wird in den flüssigkeitsgefüllten Kompasskessel eingehängt, der oben durch das Deckglas verschlossen ist, auf dem eine Zentrierkappe zur Zentrierung der Nivelliervorrichtung angebracht ist. Der Kompasskessel hat eine Segellinie, die die Längsrichtung des Kompasses anzeigt. Der Kompasskessel ist kardanisch aufgehängt im Nachthaus, in dem auch die verschiedenen Entschädigungsmittel untergebracht sind.

Der Kompass wird in der Regel auf dem Gerüst über dem Brücke so weit wie möglich vom Schiffsstahl entfernt. Über ein Periskop oder Entfernungskompass, der Kompass kann auf der Brücke abgelesen werden.

Erdmagnetfeld

Variation

Weil die Magnetpole nicht auf der geografische Pole die Feldrichtung des Erdmagnetfeldes zeigt nicht überall nach Norden. Dieser Winkelunterschied zwischen dem magnetischen Meridian und dem geografischer Meridian ist der Variation und ist nicht konstant, wenn sich die Magnetpole bewegen. Obwohl diese Änderung gering ist, kann sie für die Navigation nicht vernachlässigt werden. In einem Seekarte die Variation für diesen bestimmten Bereich kann mit der jährlichen Änderung gefunden werden. Die Variation kann je nach Standort von 0° bis 180° reichen.

Gesamtintensität

Ein Magnetkompass nutzt die Erdmagnetfeld deren Richtung ungefähr der des wahren Nordens entspricht. Die Gesamtintensität T oder Magnetflußdichte des Magnetfeldes wird ausgedrückt in Tesla. Seine Größe variiert je nach lokalen Bedingungen – wie dem Vorhandensein von Eisenerz – und astronomischen Einflüssen wie Sonneneruptionen. Auch die Richtung von T bezüglich der Ebene des wahren of Horizont - das Neigungich — reicht von parallel zur Erdoberfläche am magnetischen Äquator bis senkrecht zum magnetische Pole. Orte gleicher Neigung sind verbunden durch Isolinien, wobei der magnetische Äquator als schiefe Linie bezeichnet wird, deren Neigung 0° beträgt.

Horizontale und vertikale Intensität

Die Windrose erhält ihre Richtung nur durch die horizontale Komponente der Gesamtintensität. Aus diesem Grund wird es in die horizontale Intensität zerlegt huh:

${Anzeigestil H=Tcos i}$

und die vertikale Intensität V:

${Anzeigestil V=Tsin i=H an i}$

Orte gleicher horizontaler Intensität werden verbunden durch Isodynamik. An den Stangen ist huh null und weiter Breitengrade größer als 70° ist er bereits so klein, dass ein Magnetkompass nicht mehr verwendbar ist.

Schiffskoordinatensystem

Zur Kompensation ist es sinnvoll, die horizontale Intensität anzupassen huh im Schiffskoordinatensystem eines liegenden Schiffes je nach magnetischem Kurs weiter aufzulösen MK. Hier ist X die Längskomponente zum Bug:

${Displaystil X=Hcos MK}$

und ist Ja die Querschiffkomponente nach Steuerbord:

${displaystyle Y=-Hsin MK}$

während z entspricht der vertikalen Intensität V.

Fehler

Ein Standardkompass erfährt die notwendigen Störungen, die zu einem Fehler in der Anzeige führen. Der Kompass selbst erfährt beim Drehen Reibung. Dies ist die Reibung zwischen Kompassnadel und Kompasskappe und dem viskoser Widerstand die die Kompassrose in der Dämpfungsflüssigkeit trifft. Dadurch entsteht eine kleine Abweichung oder Abweichung die von der Drehrichtung des Kompasses abhängt. Bei längerer und schneller Rotation wird die Rose eine gewisse Verzögerung erfahren. Auch das Rollen des Schiffes verursacht einen Fehler, die Pendelauslenkung.

Hinzu kommt der störende Einfluss des in einem Schiff vorhandenen Stahls. Dies kann unterteilt werden in:

• permanenter Schiffsmagnetismus;
• vorübergehender Schiffsmagnetismus;
• Restmagnetismus des Schiffes.

Permanenter Schiffsmagnetismus

Der permanente Schiffsmagnetismus entsteht beim Bau und ist abhängig vom Bauort, der Kursrichtung beim Bau, der Bauzeit und der Bauweise. Dieser kann sich in den ersten Monaten noch ändern, danach ist er bis auf zwischenzeitliche bauliche Veränderungen konstant. Der permanente Schiffsmagnetismus kann in die longitudinale P-Komponente, die querschiffige Q-Komponente und die vertikale R-Komponente zerlegt werden. Der Fehler, der aufgrund der Dauerfeldstärke auftritt so_E bei Magnetkurs MK und kleine Steigung ha ist:

${Anzeigestil S_{E(zul.)}=Psin MK (Q-Rh)cos MK}$

Transienter Schiffsmagnetismus

Transienter Schiffsmagnetismus wird durch die Induktion von weiches Eisen. Bei einem bezüglich der Kiel- und Heckebene symmetrischen Schiff kann das im Schiff vorhandene Weicheisen als eine Anzahl von Weicheisenstäben dargestellt werden. Das längslaufende Weicheisen wird dann durch einen a-Balken für das kontinuierliche Weicheisen und einen g-Balken für das gebrochene Weicheisen dargestellt. Transversales Weicheisen wird durch den E-Stab und vertikales Weicheisen durch den C-Stab und den K-Stab dargestellt. Der Fehler, der aufgrund der transienten Feldstärke auftritt so_E ist:

${displaystyle S_{E(trans.)}=cH an isin MK {a-e over 2}Hsin 2MK hleft({c-g over 2}H (e-k)H an icos MK-{c g over 2}Hcos 2MKight)}$

Verbleibender Schiffsmagnetismus

Der verbleibende Schiffsmagnetismus ist der Hysterese relativ zum Induktionsfeld und kann durch richtige Positionierung des Kompasses aufgehoben werden. In diesem Fall ist der Gesamtfehler so_E erstellt werden als:

${displaystyle S_{E}=(P cH an i)sin MK Qcos MK {ae over 2}Hsin 2MK hleft({cg over 2}H (ek)H an iR)cos MK-{cg over 2}Hcos 2MKight) }$

Dies zeigt, dass der Fehler abhängig ist von huh und ich, also der Ort auf der Erde, der magnetische Kurs MK und die Steigung ha. Wenn das Schiff gerade ist, ist letzteres Null und der zweite Teil der Formel entfällt.

Abweichung

Die genannten Fehler führen dazu, dass ein Magnetkompass vom magnetischen Norden abweicht. Diese Abweichungen sind auf a Polyester Schiff recht klein. EIN Metall Schiff kann erhebliche Kompassfehler verursachen, und sicherlich sollten größere Schiffe mit beispielsweise einer großen Ladung Eisenerz auf Abweichungen achten. Die Kompassformel für gerades Schiff, die die Abweichung ausdrückt, ist in vereinfachter Form:

${displaystyle dev=Bsin MK Ccos MK Dsin 2MK}$

B, C und D sind die Koeffizienten der Kompassformel. B und C hängen von der Breite ab, in der sich das Schiff befindet. B kann in B zerlegt werden₁ und B₂. Es gibt auch eine Formel für ein geneigtes und schwingendes Schiff, so dass die Gesamtkompassformel wie folgt ausgedrückt wird:

${displaystyle dev=A Bsin MK Ccos MK Jhcos MK Dsin 2MK Ecos 2MK r}$

Bei kleineren Schiffen ist eine Methode zur Ermittlung der Abweichung möglich, indem diese 360° um a . verwendet werden Kompassstange wobei der Kompasssetzer regelmäßig einen ihm bekannten Punkt auslotet. Diese Abweichung wird teilweise kompensiert und der verbleibende Teil wird in eine Abweichungstabelle aufgenommen. Auf See kann die Abweichung selbst gemessen werden, indem a Azimut. Dabei wird ein Himmelskörper beschallt, der sich in der Nähe der Bilge befindet. Mit dem nautischer Almanach ist zu berechnen, was das Lager sein sollte, und die Differenz zwischen den beiden Werten ist der Fehler. Die Abweichung kann aus der Karte entnommen werden: Der Unterschied zwischen Falschdarstellung und Abweichung ist die Abweichung.

Kompensieren

Standardkompass mit Kompensationsmittel:
1. Holzhalter;
2. Weicheisen-Quer-D-Korrektoren;
3. Längsmagnete P;
4. Quermagnete Q;
5. Flinders Stange.

Um die Abweichung auf kleine Werte zu reduzieren, wird ein Standardkompass kompensiert. Bei den Koeffizienten der Kompassformel ist die Ursache von B, C, J und D bekannt, so dass diese kompensiert werden können. Die Kompensationsmittel bestehen aus:

• P-Magnete;
• Q-Magnete;
• Flinders Stange;
• D-Korrektoren;
• Rampenmagnet.

P-Magnete

Die P-Längskomponente des Schiffs-Permanentmagnetismus wird mit den P-Permanentmagneten kompensiert, die längs und horizontal im Nachthaus platziert werden. Die durch die P-Komponente verursachte Abweichung ist bei den Kursen Ost und West am größten, und der Ausgleich muss daher auf diesen Preisen erfolgen.

Q-Magnete

Um die querschiffige Q-Komponente auszugleichen, werden ein oder mehrere Q-Permanentmagnete querschiffsquer im Nachthaus direkt unter der Kompassnadel platziert. Dieser Ausgleich erfolgt in den Kursrichtungen Nord und Süd, da dieser Anteil hier am größten ist.

Flinders Stange

Zum Längs-B₂Koeffizient des transienten Schiffsmagnetismus heißt a Flinders Stange senkrecht in der Ebene von Kiel und Heck platziert, wobei die Oberseite mit dem Ringmagneten ausgerichtet ist. Dieser Ausgleich erfolgt auch in den Kursrichtungen Ost und West. Om B₁ und B₂ gesondert zu ermitteln, müssen Messungen in unterschiedlichen Breiten vorgenommen werden. Bei Schiffen mit annähernd gleicher Fahrfläche wird der B-Wert vollständig mit den P-Magneten kompensiert.

D-Korrektoren

Der D-Koeffizient wird mit einer oder zwei quer angeordneten Weicheisenkugeln kompensiert. Diese Kompensation wird an den Hauptzwischenpunkten 045°, 135°, 225° und 315° durchgeführt.

Rampenmagnet

Der Koeffizient J wird mit einem vertikalen Permanentmagneten unter dem Kompass kompensiert. Eine Kompensation ist nur für einen Breitengrad möglich und die verbleibende Abweichung ist in Richtung Norden und Osten am größten.

Vergütung

Die Kompensation wird durchgeführt, indem die Kompensationsmittel an einer Position angeordnet werden, die der Kompasseinsteller im Hinblick auf die Konstruktion des Schiffes erwartet. Folgende Schritte werden dann durchgeführt:

1. das Schiff ist an MK 000°, danach wird ein bekannter Punkt ertastet, damit die Abweichung von dieser Kursrichtung bestimmt werden kann. Es wird dann mit den Q-Magneten zu Null gemacht, so dass ein, C, E und r werden jetzt entschädigt;
2. danach wird das Schiff magnetisch auf 090° gestellt und die Abweichung erneut bestimmt. Dies wird mit den P magens kompensiert und als Verhältnis zwischen B₁ und B₂ kennt sich auch mit der Flindersrute aus. Mit diesem sind ein, B, E und r kompensiert;
3. dann drücken MK 180° 75% der Abweichung eliminiert mit den Q-Magneten;
4. auf MK 270° wird die Abweichung dann mit den P-Magneten und dem Flinders-Stab zu 75% ausgeglichen;
5. mit den D-Korrektoren, op MK 315° die Abweichung bestehend aus ein und d kompensiert;
6. dann wird die Abweichung MK 000°, 045° und 090° nochmals überprüft und ggf. zu 75% kompensiert;
7. war die Kompensation auf diesen letzten Kursen nicht zu groß, so wird die Krängungskompensation mit ostwärts fahrendem Schiff mit Magnetwaage durchgeführt. Diese wird anstelle der Kompassschale platziert und der Neigungsmagnet wird justiert, bis die Magnetwaage waagerecht ist;
8. danach wird das Schiff wieder gedreht und die Abweichung alle 45° neu ermittelt und ggf. zu 75% kompensiert. Sobald die Abweichung auf diesen Kursen weniger als 6° beträgt, werden die bei den Steuerbord- und Backbordrunden festgestellten Abweichungen gemittelt, um die Abweichungstabelle zu erstellen und die Koeffizienten zu bestimmen.

Literatur

• Draaisma, Y; Mulders, J. H.; Spanisch, J. A. (1986): Lehrbuchnavigation, Teil 3, De Boer Maritime, Houten, p. 9-32.