Кардашинский- Брауде Л.А., Пугачёв В.Н. - О магнитной вязкости и измерениях компонент вектора магнитного поля Земли с борта судна со стальным корпусом

Опубликовано 14 Ноября 2013 года в 11:07:18
Просмотров: 2712

Под термином «магнитная вязкость» понимают [1] отставание по времени изменения намагниченности ферромагнетиков, в частности, сталей, применяемых в судостроении, от изменения модуля и (или) направления вектора внешнего магнитного поля, воздействующего на судно, при его маневрировании и при качке.

 

Изменение намагниченности стали при изменении напряженности, определяется выражением

 

, (1)

где

 

 

изменение намагниченности;

 

 

- новое равновесное значение намагниченности после окончания маневра и времени релаксации;

 

 

 

- начальное значение намагниченности;

 

t – время;

τ – время релаксации.

Судя по времени прихода магнитных компасов на средне– и крупнотоннажных судах на устойчивый компасный курс после маневрирования, значение τ может достигать 2-х минут.

Данное обстоятельство учтено в ряде руководств [2,3] по магнитно-компасному делу.

Однако, в работе [4], преследующей цели измерения компонент магнитного поля Земли с борта судна, имеющего стальной корпус и другие стальные конструкции, утверждается, что на основе уравнений Пуассона, при получении значений компонент X, Y, Z суммарного поля Земли и судна от трехкомпонентного магнитометра, установленного на судне, и мгновенных значений углов качки и курса, получаемых от навигационного комплекса, можно рассчитать значения компонент вектора магнитного поля Земли.

Данное утверждение несостоятельно, прежде всего, вследствие влияния на измерения магнитной вязкости. Заметим, что диффузная магнитная вязкость конструкционных сталей, применяемых в судостроении, вызывается как наличием примесных атомов, так и дефектами кристаллических структур сталей вследствие, в частности, применения электросварки при строительстве судов, что является в настоящее время неустранимым свойством судовых и корабельных конструкций.

Для устранения влияния магнитной вязкости на определение компонент магнитного поля Земли, по нашему мнению, следует отказаться от использования для разделения полей мгновенных значений углового положения судна (корабля) в магнитном поле Земли, а использовать результаты измерений вспомогательными магнитометрами или градиентометрами, датчики которых расположены соосно с датчиками основного магнитометра по осям X, Y, Z судна (корабля) в районе размещения датчиков последнего.

Как показано в работах [5,6], неизменность взаимного размещения датчиков позволяет в процессе компенсации воздействия на датчики суммарного магнитного поля Земли и судовых (корабельных) конструкций разделять эти поля при искусственно созданных угловых перемещениях судна (корабля) относительно вектора магнитного поля Земли и скомпенсировать поле судовых (корабельных) конструкций, воздействующих на датчики основного магнитометра. Тем самым, любые изменения поля судна (корабля), в том числе, вызванные магнитной вязкостью, будут скомпенсированы.

Компенсация на кораблях воздействия на основной магнитометр систем ДУ может быть осуществлена при отсутствии угловых перемещений по непосредственному воздействию полей этих систем на его датчики.

При реализации указанного метода силами специализированных организаций, может быть существенно повышено качество защиты кораблей по магнитному полю, а также значительно упрощена магнитная съемка и другие работы на морских акваториях.

Литература

1 С.В. Вонсовский, Магнетизм, М. Наука, 1984.

2 Правила штурманской службы. ПШС-38. Девиационные работы на кораблях и судах ВМФ. Л.ГУНИО.1994.

3 В.В. Воронов, Н.Н. Григорьев, А.В. Яловенко. Магнитные компасы. СПб, Элмор, 2004.

4 В.А. Бледнов. Основные принципы определения компонент магнитного поля Земли на движущихся ферромагнитных объектах (основы теории разделения полей). УФН 167(10) 1997, 1113-1118.

5 Использование градиентометрического метода для автоматической компенсации девиации магнитного компаса. Л.ВИМИ инв.№Н-55661, 1986,

6 Исследование возможности создания системы автоматической компенсации девиации магнитных компасов. Л. ВИМИ инв.№Г-56447, 1989.