LTC磁羅經
⑴ 羅經的磁羅經
利用自由支持的磁針在地磁作用下穩定指北的特性而製成的羅經。磁羅經由中國的司南、指南針逐步發展而成。 司南為天然磁石製成的勺形物,投轉於光滑的地盤上,停止時勺柄指南。地盤四周刻有八卦和天乾地支名稱,用於表示方位(圖1)。已知關於司南的最早記述見於公元前 3世紀戰國末期的《韓非子·有度》。宋朝初期出現了人工磁化的指南針,有水浮、絲懸、針頂等方法,近代磁羅經和地磁測量儀器仍沿用這些基本結構。北宋沈括在《夢溪筆談》(1063年)中描述了用磁石磨針鋒製作指南針的方法,並記載了磁差的存在。
指南針是初級階段的磁羅經,是中國古代四大發明之一。唐宋時期中國海外貿易非常發達,大型商船遠航到波斯灣、紅海等地,造船和航海技術均居世界前列。指南針應用於航海的最早記載見於北宋朱彧的《萍州可談》(1119年),書中說:「舟師識地理,夜則觀星,晝則觀日,陰晦觀指南針。」用於航海的指南針又稱羅盤。明代銅制的水羅盤用八干、十二支、四維卦位名稱標出二十四個方位(圖2)。通常認為羅盤是由中國傳入阿拉伯,再傳入歐洲,但有爭論。 相傳14世紀初南義大利阿瑪爾菲人F.喬亞首先把紙羅經卡(即方向刻度盤)和磁針連接在一起轉動。這是磁羅經發展過程中的一次飛躍。從此船舶變向就不必再用手轉動羅盤了。16世紀義大利人卡爾登製成平衡環,使磁羅經在船舶搖晃中也能保持水平。18世紀初英國人E.哈利製成第一張世界等磁差曲線圖。
鐵船出現後,磁羅經產生了自差。在此之前,關於自差現象的記述已見於明末清初方以智的《物理小識》,書中說到鐵對磁針的干擾和海船不用鐵釘的原因:「海咸爛鐵,且妨磁也。」19世紀上半葉英國人M.弗林德斯和G.B.艾里先後提出消除自差的方法,法國泊松對自差的數學理論作出了貢獻。19世紀70年代英國物理學家W.湯姆森製成穩定性好的干羅經安裝於有類似現代自差校正器的羅經櫃中,曾被英海軍作為標准裝備。20世紀初性能更穩定、軸針摩擦更小的液體羅經製成,現在已為大部分船舶所使用。 陀螺羅經按照對陀螺施加作用力矩的方式可分為機械擺式和電磁控制式兩類。
①機械擺式陀螺羅經:按產生擺性力矩的方式可分為兩種。一種是用彈性支承的單轉子上重式水銀器羅經,或稱液體連通器式羅經(圖6),如斯佩里型陀螺羅經;另一種是將陀螺儀重心置於支承中心之下,稱為下重式羅經(圖7),如安許茨型用液浮支承的雙轉子下重式羅經。這兩種方式產生的擺性力矩方向相反,它們的動量矩矢量的方向也相反。液體連通器式羅經的動量矩矢量指南,下重式羅經的動量矩矢量指北。在擺性力矩的作用下,機械擺式羅經的主軸北端會繞子午面作等幅擺動,其軌跡為一球面上的橢圓。加裝阻尼器的機械擺式羅經,主軸北端則以阻尼擺動形式趨於子午面並相對於子午面穩定,從而提供真北基準。
液體連通器式羅經的靈敏部分由陀螺馬達和托架組成,採用鋼絲懸吊,利用水銀器的負擺效應產生控制力矩。下重式羅經的靈敏部分系一密封陀螺球,球內裝有兩個參數相同的陀螺馬達、燈形支架和阻尼器等構件(圖8)。兩個陀螺馬達垂直地支承在燈形支架上,用曲柄連桿和彈簧互相連接,並分別與陀螺球主軸南北線成45°夾角。藉助這種裝置,兩個陀螺馬達只能同時繞其垂直軸作相反方向、相同角度的轉動,但轉角很小。因此,它們合成動量矩矢量始終與陀螺球主軸南北線一致,類似單轉子作用,用兩個陀螺馬達可以有效地消減搖擺誤差。 ②電磁控制式陀螺羅經:在兩自由度平衡陀螺儀的結構上設置一套由電磁擺和力矩器組成的電磁控制裝置,通過電信號給陀螺施加控制力矩的陀螺羅經(圖9),簡稱電控式羅經。因電信號易於控制,故可按需要改變控制力矩的大小而實現羅經快速穩定。阿馬-布朗型羅經為典型電磁控制式羅經。中國造CLP-1型羅經是民用船舶使用的電磁控制式陀螺羅經(見彩圖)。機械擺式羅經和電控式羅經中的陀螺裝置最常見的為滾珠陀螺和液浮陀螺。液浮陀螺出現以後,又發展出撓性陀螺。它的支承系統不用傳統的陀螺框架軸承而用撓性接頭。撓性陀螺具有結構簡單,體積小,重量輕,壽命長,可靠性高等優點,已在船舶上應用。撓性陀螺羅經就其原理來說仍然屬於電控式羅經。 陀螺羅經存在緯度誤差、速度誤差、沖擊誤差、搖擺誤差和基線誤差等。採用垂直軸阻尼法的陀螺羅經都有緯度誤差,這是一種原理誤差。速度誤差同羅經結構參數無關,而同船舶的航速、航向和所在地緯度有關。緯度誤差和速度誤差都是有規律的,可用查表法、移動基線或刻度盤法、力矩補償法等予以修正。船舶機動航行時因慣性力對陀螺羅經的影響而引起的沖擊誤差,可用切斷阻尼器並使羅經的等幅擺動周期等於84.4分鍾或切斷電磁擺的方法予以消除。陀螺羅經均有消減因船舶搖擺引起搖擺誤差的裝置,所以這種誤差一般可不予考慮。由於主羅經或分羅經的基線安裝不善而造成的基線誤差是一種固定誤差,測定後可轉動主羅經或分羅經底座使基線與船首尾線平行來校正。在平靜海面上,船舶恆速恆向航行時,修正後的陀螺羅經的誤差應不大於1°。
⑵ 什麼情況下分別使用磁羅經和電羅經
磁羅經具有結構簡單、價格低廉和使用可靠等優點,故為船舶必備航海儀器之一。
按安裝位置和用途的不同,磁羅經可分為標准羅經、操舵羅經和太平羅經,標准羅經通常安裝在駕駛室頂部的標准羅經甲板的船首尾線上,由於其水平視角最大,可用以指示航向、觀測方位和校正操舵羅經;操舵羅經供操舵時觀察航向用;太平羅經供舵機失靈而用太平舵機操舵時觀察航向之用。
陀螺羅經是航海上廣泛應用的重要導航設備,不僅可為艦船導航提供精確可靠的航向基準,還能為火炮、魚雷、導彈等提供方位基準。
(2)LTC磁羅經擴展閱讀
磁羅經主要由羅經盆和羅經櫃兩大部分組成。羅經盆是安裝羅經指向系統的碗狀銅盆或其他非磁性材料製成的碗狀物,盆的上部為一氣密的玻璃蓋。為了增強盆的穩定性,在盆底的周緣灌以鉛,以降低羅經盆的重心。盆內裝有羅經盤、軸帽、軸針和毛細管等。
為保證羅經盆始終保持水平狀態,羅經櫃上部裝設平衡環,羅經盆刀口l形的軸端就架在該平衡環上。羅經櫃內安裝消除自差的軟鐵球或軟鐵片,以及校正各種自差的磁棒。
近代航海所使用的陀螺羅經,可分為安許茨、斯伯利和阿瑪一勃朗等三大系列。任何一種系列的陀螺羅經,均由主羅經及其附屬設備組成。主羅經是陀螺羅經的主體,具有指示航向的功能;附屬設備則是確保主羅經正常工作並提供相應功能的必需設備。
⑶ 海上方向的確定 磁羅經導航知識是
航海基礎知識:磁羅經導航知識
磁羅經是用來指示船舶航向和觀測物標方位的儀器。它的指向原理是根據地磁對於自由磁針「同性相斥、異性相吸」的磁力作用,使磁針的兩端指向地磁的南北極,從而達到指向的目的。盡管現代高新航用儀器發展日新月異,但由於磁羅經具有的可靠性和使用方便等特點,至今仍被廣泛應用,是船舶必備的儀器。
1.磁羅經的構造:一般船舶用磁羅經有駕駛羅經和標准羅經之分。標准羅經上裝有方位圈,用來觀測船位、太陽和物標方位等。小型船使用的磁羅經主要由羅經盆和羅經台座兩部分組成。羅經盆主要由盆體、羅經液、注液孔、羅經盤以及軸針、軸帽和羅經基線等部分組成。羅經台座主要用於安裝羅經盤、磁棒等校差器材和照明裝置。羅經台座上有平衡環,羅經盆架在平衡環上,使用時始終保持水平。
2.磁羅經在帆船運動中的應用:
(1)按用途分類:在航海運動中磁羅經作為一種必備的基本導航儀器,可以有以下幾種:
A:對穩向板型帆船,有安裝在船上的固定式駕駛磁羅、電子羅經和觀測物標方位用的手持式羅經兩種。手持式羅經目前使用的有手持磁羅經和手持電子羅經。
B:對龍骨型和雙體大帆船,無論是競賽型還是游樂型,一般除裝有全球定位導航儀「GPS」外,必須安裝駕駛磁羅經或電子羅經。
(2)主要用途:在帆船運動中,一般地用於把握航向,觀測物標或障礙物方位,觀測判別風向、流向和選擇布置訓練、競賽場地。
使用注意事項:
磁羅經應安裝在船的首尾線上,其基線應與船的首尾線重合或平行,羅經台座應安裝平正。羅經周圍不應放置鐵磁物件。無論是固定式還是手持式羅經,使用時都應始終保持羅經體水平,這樣才能保證觀測精度。
⑷ 羅經的原理是什麼
磁羅經原理及特點
磁羅經是利用磁針在地磁力作用下能指向地球磁北(南)極的原理製成的一種指向儀器。磁羅經作為重要的導航儀器在海洋船舶上安裝使用已有十分悠久的歷史。目前,現代化船舶雖已裝配有陀螺儀(電羅儀),衛導(GPS)等先進航海儀器,但由於現代磁羅經具有結構簡單,性能可靠及不依賴外界條件的特點,故仍作為必備導航儀器而被海洋船舶安裝使用。國際海事組織(IMO),船級社,各國船舶檢驗機構均明確規定:海洋船舶應配備磁羅經,並應正確地校正自差和備有自差表。
2 磁羅經分類
a 按磁羅經羅盆內是否有液體分,有液體羅經和干羅經兩類。液體羅經的羅盤懸浮在盛滿液體的羅盆中,由於液體的阻尼作用,當船舶搖擺時,羅盤的穩定性較好。另外,由於液體的浮力作用,可減少羅盤支撐軸針與軸承間的摩擦力,因而提高了羅盆的靈敏度。本公司產品均為液體羅經。
b 按磁羅經的用途分,主要有標准羅經,操舵羅經。標准羅經一般為立式,安裝在駕駛室頂甲板(羅經甲板)上。因其位置高,無遮蔽,受船磁影響小,被用於觀測航向和測定物標方位及校正操舵羅經,故稱為標准羅經。
操舵羅經一般為台式,安裝於駕駛室內,用於觀測航向及操舵。本公司生產各型號標准羅經和操舵羅經。
c 按羅盤盤面直徑分,常用的有190mm,165mm,130mm,100mm.
3 磁羅經自差和校正
鋼制船舶受地磁場的磁化會產生船磁,因而會影響磁羅經的指向精度,即所謂「自差」。這個自差可由羅經師予與校正。本公司生產的磁羅經配備有高效自差校正裝置。
4 磁羅經的安裝
a 磁羅經因盡可能安裝在船縱中線上,羅經櫃的首位線應與船舶縱中線重合(或平行)。
b 標准磁羅經與任何鐵磁物質的最小距離為1米。
5 磁羅經的日常維護保養
a 平時磁羅經應蓋上羅經帽(標准羅經應罩上羅經套)。
b 保持羅盆內液體無色透明,消除氣泡。
c 保持羅盆軸,常平環軸潤滑,轉動靈活。
d 定期檢查羅經的半周期,靈敏度,必要時對羅盆進行補液。
e 羅經附近不得放置任何磁性物體,不應使羅經長久處於高溫,振動環境
⑸ 磁羅經的作用是什麼
磁羅經作用是指示航向、測物標方位。
1、磁羅經又稱「磁羅盤」,是一種測定方向基準的儀器,用於確定航向和觀測物標方位。它是在中國古代的司南、指南針基礎上逐步發展而成。它是利用磁針受地磁作用穩定指北的特性製成的指示地理方向的儀器。
2、磁羅經主要由若干平行排列的磁針、刻度盤和磁誤差校正裝置組成,磁針固裝在刻度盤背面,在地磁的磁力作用,使磁針的兩端指向地磁的南北極,從而達到指向的目的。常在船舶和飛機上作導航用。
⑹ 標准磁羅經安裝在船舶的哪一層什麼位置為什麼這樣安裝
標准羅經又叫磁羅經,現在基本都是安裝在船舶的羅經甲板也就是駕駛台的上一層甲板,要安裝在船舶的左右中線上。這樣安裝可以將船磁對羅經的影響最小化。
⑺ 磁羅經資質怎麼考
理論和實際操作考試兩項。
參加磁羅經校正員考試者,應具備不少於3年500總噸或以上船舶駕駛任職資歷或相應的專業教學或管理工作經歷。
參加磁羅經校正師考試者,應具備以下條件:
1.具有中級以上船舶駕駛專業技術職務任職資格;
2.持有有效磁羅經校正員證書、擔任磁羅經校正員並從事校正工作不少於3年;
3.在擔任磁羅經校正員期間,校正船舶不少於50艘次。