Deviācija
Deviācija (no Veidne:Val — 'novirze') ir vietējo magnētisko lauku izraisīta kompasa kļūda, kuru kopā ar variāciju jāņem vērā aprēķinot precīzus peilējumus. Angļu valodas tekstos, kuri nav saistīti ar jūrniecību, terminu deviācija dažreiz izmanto apzīmējot variāciju.
Kompasa nolasījumi
Kompasus izmanto, lai noteiktu virzienu uz īstajiem ziemeļiem. Tomēr kompasa nolasījumu jāizlabo ar divām korekcijām. Pirmā ir variācija — leņķiskais attālums starp magnētiskajiem ziemeļiem (Zemes magnētiskā lauka virzienu dotajā vietā) un īstajiem ziemeļiem. Otra ir deviācija — leņķiskais attālums starp magnētiskajiem ziemeļiem un kompasa adatu, ko izraisījuši tādi tuvumā esoši traucējumu avoti kā magnētiski caurlaidīgi ķermeņi vai citi magnētiskie lauki to ietekmes zonā.[1]
Kuģa magnētisms
Bez zemes magnētiskā lauka uz dzelzs vai tērauda kuģiem kompasa adatu iespaido arī dzelzs masu magnētisms. Kuģu būvē lietojamo dzelzi attiecībā pret magnētismu iedala cietā un mīkstā dzelzī, kaut gan kuģu būvē lietojamā dzelzs nav ne absolūti cieta, ne arī absolūti mīksta. Cietā dzelzs inducējas un mīkstā patur kādu magnētisma daudzumu arī tad, kad indukcija beigusies.
Zemes magnētisms ne vien norāda kompasa rozei virzienu, tas inducē arī ikvienu dzelzs gabalu, kas atrodas uz zemes. Dzelzs lodi, kurai iepriekš nav piemitis savs magnētisms, zemes magnētisms magnetizē tā, ka inklinācijas virzienā[2] lode iegūst magnētisko asi. Magnētiskajai asij perpendikulāro lielo riņķi apzīmē kā ekvatoru.
Tievs stienis, kura diametrs ļoti mazs, salīdzinot ar tā garumu un kuram iepriekš nav piemitis savs magnētisms, ievērojami magnetizējas vienīgi tad, ja tas atrodas inducējošā spēka virzienā. Stienī inducēto magnētismu var uzskatīt par proporcionālu tai zemes magnētisma sastāvdaļai, kas darbojas stieņa virzienā.
Dzelzs stienis visstiprāk magnetizējas, ja tas atrodas zemes magnētiskā lauka spēka līniju virzienā. Ikvienā virzienā, kas perpendikulārs šim virzienam, tas nemagnetizējas vispār.
Vertikālu stieni magnetizē zemes magnētiskā lauka vertikālā komponente. Ziemeļu platumos stieņa lejas galā inducējas ziemeļu (sarkanais) magnētisms, bet augšgalā dienvidu (zilais). Magnētiskajos dienvidu platumos notiek otrādi. Visstiprāk vertikāls dzelzs stienis magnetizējas uz poliem, bet uz ekvatora tas nemagnetizējas nemaz.
Horizontālu stieni, kurš atrodas magnētiskajā meridiānā, magnetizē zemes magnētiskā lauka horizontālā komponente un inducē sarkano magnētismu tajā stieņa galā, kas pagriezts pret zemes magnētisko ziemeļpolu, bet stieņa otrā galā rodas zilais magnētisms. Visspēcīgāk magnetizējas horizontāls stienis, kas atrodas uz magnētiskā ekvatora magnētiskā meridiāna virzienā. Uz magnētiskajiem poliem horizontāls stienis nemagnetizējas, jo tur zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes nav.
Ja mīkstās dzelzs stieni griež horizontālā virzienā, sākot no ziemeļu — dienvidu virziena, tad tas magnetizējas aizvien vājāk un vājāk, bet austrumu — rietumu virzienā zaudē savas magnētiskās īpašības pavisam. Griežot tālāk, stieņa galos atkal rodas magnētiskie poli, bet pretēji iepriekšējiem. Tas stieņa gals, kurš ziemeļaustrumu ceturksnī uzrādīja sarkano magnētismu, dienvidaustrumu ceturksnī uzrāda zilo. Magnētisms stienī palielinās, kamēr tas atkal nonāk magnētiskajā meridiānā, kur inducējas visspēcīgāk.
Indukciju sekmē spēcīgi dzelzs satricinājumi. Arī parastu dzelzi lielā mērā var inducēt, ja to tur virzienā, kas nav tieši perpendikulārs zemes magnētiskā lauka spēka līnijām un tam vairākas reizes iesit ar āmuru. Tūlīt pēc tam var konstatēt, ka stienis ieguvis paliekošu magnētismu. Sarkanais pols rodas tajā galā, kas ziemeļu platumos vērsts uz Ziemeļpola pusi un uz leju, kamēr dienvidu platumos sarkanais pols inducējas stieņa tajā galā, kas vērsts tāpat uz ziemeļiem, bet uz augšu. Tādā veidā inducētais magnētisms var izzust vai mainīt savus polus stienī, ja izmaina stieņa virzienu un to no jauna spēcīgi satricina.
Ja dzelzij jau piemīt savs magnētisms, tad inducētais magnētisms to izmaina — pastiprina vai pavājina. Savukārt, ja pavājinošais inducētais spēks lielāks par iepriekšējo, tad dzelzī mainās magnētiskie poli.
Būvējot kuģi, tas ilgāku laiku atrodas vienā un tajā pašā vietā un virzienā, kā arī zemes magnētisms nepārtraukti iedarbojas uz tā dzelzs masām vienā un tajā pašā virzienā ar noteiktu spēku. Apstrādājot dzelzi, kuģa būves laikā rodas neskaitāmi satricinājumi, kas lielā mērā nostiprina magnētismu kuģa dzelzs masās. Tādēļ būves laikā kuģis iegūst magnētismu un kļūst par pastāvīgu magnētu, kura poli atrodas divos punktos. Taisne, kas savieno šos punktus ir kuģa magnētiskā ass, tā atrodas zemes magnētiskā lauka spēka līniju virzienā.
Ja kuģis būvēts ziemeļu puslodē ar priekšgalu magnētiskā ziemeļpola virzienā, tad priekšgala apakšdaļā rodas magnēta ziemeļpols un pakaļgala augšdaļā dienvidpols. Ja tas būvēts ar priekšgalu magnētiskā dienvidpola virzienā, tad pakaļgala apakšdaļā rodas ziemeļpols un priekšgala augšdaļā dienvidpols. Kuģī, kurš būves laikā bijis ar priekšgalu magnētisko austrumu virzienā, kreisās puses apakšdaļā inducējas ziemeļpols un labās puses augšdaļā dienvidpols. Magnētisko rietumu virzienā būvētā kuģī ir otrādāk. Dienvidu puslodē būvētos kuģos ziemeļpols tāpat inducējas tajā kuģa galā vai sānos un augšpusē, kas būves laikā atradās zemes magnētiskā ziemeļpola virzienā, bet dienvidpols kuģa pretējā gala vai sānu apakšdaļā.
Kuģī, kas būvēts ziemeļu puslodē, piemēram, magnētisko ziemeļaustrumu virzienā, magnētiskie poli atkal atradīsies zemes magnētiskā lauka spēka līniju virzienā. Šo virzienu var iegūt ar īpašu instrumentu — inklinatoru. Šajā gadījumā kuģa magnētiskā ass ieņem slīpu stāvokli gan attiecībā pret kuģa simetrijas plakni, gan pret horizontu.
Kuģa magnētisma pilno spēku gan pēc lieluma, gan virziena var sadalīt divos spēkos: horizontālajā un vertikālajā. Horizontālo spēku, savukārt, var sadalīt vēl divos horizontālos spēkos: viens no tiem darbojas gareniski kuģim un otrs šķērsām, perpendikulāri kuģa simetrijas plaknei.
Jebkurš dzelzs kuģa korpuss ir liels magnēts. Pie tā pieder arī visas atsevišķās dzelzs masas: virsbūves, klājbalsti, skursteņi, masti, kravbomji un citi. Visa kuģa un ikvienas tā daļas magnētisms ir zemes magnētisma inducēšanas sekas, kas visstiprāk iedarbojas tad, kad kuģis atrodas uz stāpeļa, jo šajā laikā magnētisko domēnu nostādīšanu inducējošā zemes magnētiskā spēka virzienā veicina neskaitāmie satricinājumi.
Arī pārgājienā esošs kuģis pastāvīgi pakļauts zemes magnētiskā spēka indukcijas iespaidam, kas tajā veido nepastāvīgus un dažkārt arī puspastāvīgus polus. Kuģa nepastāvīgo magnētismu izsauc konkrētās atrašanās vietas zemes magnētisms. Tas izzūd vai maina savus polus tiklīdz izzūd vai maina savu virzienu inducējošais spēks. Šie mainīgie poli atkarīgi ne vien no vietas magnētiskā platuma, bet arī no kuģa kustības virziena.
Visu kuģa mīksto dzelzi var iedalīt vertikālajā un horizontālajā. Ja kuģa kāda dzelzs sastāvdaļa ieņem kā horizontālu, tā arī vertikālu stāvokli, piemēram, kāda kuģa starpsiena, tad tā dod savu pienesumu gan horizontālās, gan arī vertikālās dzelzs magnētismam.
Kuģim mainot savu kursu, vertikālā dzelzs savus polus nemaina. Mastos, skursteņos, klājbalstos un citās vertikālās dzelzs masās ziemeļu platumos magnetizējas sarkanais pols lejas galā un zilais pols augšgalā. Šo polu vietas ir pastāvīgas uz visiem kursiem, visos ziemeļu platumos. Mainās vienīgi polu stiprums, ja mainās zemes magnētiskā lauka spēka vertikālās komponentes intensitāte.
Kuģim mainot kursu, var izmainīties horizontālās mīkstās dzelzs magnētiskie poli. Dzelzs šķērssija uz magnētiskajiem ziemeļu un dienvidu kursiem nemagnetizējas, jo tā tad atrodas perpendikulāri zemes magnētiskā lauka spēka līnijām. Visstiprāk tā magnetizējas, kad tās virziens sakrīt ar zemes magnētiskā lauka spēka līnijām jeb tā atrodas magnētiskajā meridiānā un tas, savukārt, notiek, kad kuģis iet magnētisko austrumu vai rietumu virzienā.
Magnētismu kuģa mīkstajā dzelzī inducē ne tikai zemes magnētisms. To dara arī kuģa cietās dzelzs magnētisms. Tādēļ kompasa adatu iespaido:
- Zemes magnētisms;
- Mīkstās dzelzs magnētisms, ko inducē zemes magnētisms;
- Kuģa cietās dzelzs (pastāvīgais) magnētisms;
- Mīkstās dzelzs magnētisms, ko inducē kuģa cietās dzelzs magnētisms.[3]
Magnētisko spēku sadalīšana
Visus spēkus, kuri iespaido kompasa adatu, var sadalīt tā, lai tie kuģī darbotos pilnīgi noteiktos un pret kuģa daļām pastāvīgos virzienos. Šos virzienus nosaka trīs savā starpā perpendikulāras plaknes — kuģa simetrijas plakne un tai perpendikulāras horizontālā un vertikālā plakne.
Plaknes savā starpā krustojoties veido trīs perpendikulāras taisnes, kuras, savukārt, krustojas vienā punktā. Taisnes sauc par koordinātu asīm un to krustpunktu 0 par koordinātu sākuma punktu. Vertikālo un horizontālo plakni izvēlas tā, lai koordinātu sākuma punkts sakristu ar kompasa centru, kas atrodas kuģa simetrijas plaknē.
Viena ass ir horizontāla un atrodas kuģa simetrijas plaknē, to apzīmē ar XX' un sauc par abscisu asi. Otra arī ir horizontāla, bet perpendikulāra abscisu asij. To apzīmē ar YY' un sauc par ordinātu asi. Trešā ir vertikāla un perpendikulāra gan abscisu, gan ordinātu asij. To apzīmē ar ZZ' un sauc par aplikātu asi. Virzienus no koordinātu sākumpunkta uz kuģa priekšgalu, uz labo pusi un uz leju sauc par pozitīviem un apzīmē ar plusa zīmi, pretējos sauc par negatīviem un apzīmē ar mīnusa zīmi.
Zemes magnētisma vertikālā komponente vienmēr darbojas ZZ' virzienā un tās lielumu apzīmē ar Z. Kuģim mainot savas kustības virzienu, zemes magnētisma horizontālā komponente ar kuģa simetrijas plakni veido dažādus leņķus. Tādēļ zemes magnētisma horizontālo komponenti sadala XX' un YY' virzienos. To daļu, kas darbojas XX' virzienā apzīmē ar X, to, kas darbojas YY' virzienā ar Y. Zemes magnētiskā lauka vertikālās un horizontālās komponentes atkarīgas no vietas magnētiskā platuma.
X un Y atkarīgi no zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes un no leņķa magnētiskā meridiāna jeb zemes magnētiskā lauka spēka līniju virziena un kuģa simetrijas plaknes starpā (magnētiskā kursa). Ja kuģa simetrijas plaknes virziens sakrīt ar zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes virzienu, tad X ir vienāds ar horizontālo komponenti, bet Y=0. Ja kuģa simetrijas plakne ir perpendikulāra zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes virzienam, tad X=0 un Y ir vienāds ar horizontālo komponenti.
Zemes magnētisma sastāvdaļas X, Y un Z inducē kuģa mīksto dzelzi. X inducē horizontālo dzelzi, kas atrodas gareniski kuģim. Y inducē horizontālo dzelzi, kas atrodas šķērsām kuģim un attiecīgi Z inducē vertikālo dzelzi. X, Y un Z inducētos spēkus apzīmē attiecīgi ar lX, mY un nZ. Koeficienti l, m un n ir pastāvīgi.
lX, mY un nZ kuģī var ieņemt dažādus virzienus attiecībā pret pieņemtajām koordinātu asīm un katru no šiem spēkiem var sadalīt komponentēs koordinātu asu virzienos. lX sadala spēkos aX, dX un gX, kuri attiecīgi darbojas X, Y un Z virzienos.[4] mY sadala spēkos bY, eY un hY, kas attiecīgi darbojas X, Y un Z virzienos. Tāpat nZ sadala spēkos cZ, fZ un kZ — attiecīgi X, Y un Z virzieniem.
Kuģa cietās dzelzs magnētisms, kā arī tā inducētais magnētisms kuģa mīkstajā dzelzī, ieņem kuģī pilnīgi pastāvīgu virzienu, kas nemainās kuģim mainot savu atrašanās vietu un kustības virzienu. Kuģa cietās dzelzs magnētisms kopā ar tā inducēto magnētismu mīkstajā dzelzī iespaido kompasa adatu ar spēku, kas kuģī noteikts gan pēc lieluma, gan arī pēc virziena. Šo spēku apzīmē ar F un tā sastāvdaļas XX', YY' un ZZ' virzienos ir P, Q un R. Visus piecus spēkus, kuri darbojas katras koordinātu ass virzienā, algebriski saskaita un iegūst trīs spēkus, kurus apzīmē ar X', Y' un Z':
Šeit a, b, c, d, e, f, g, h un k ir pastāvīgi lielumi (koeficienti), kas nemaina savu vērtību. Trīs vienādojumu sistēmu sauc par Puasona vienādojumiem. Šajos vienādojumos nav iekļauts magnētisms, ko mīkstajā kuģa dzelzī var inducēt kompasa adatas. No šī magnētisma izvairās izgatavojot īsas kompasa adatas, kuras nespēj ievērojami magnetizēt apkārtējo dzelzi un novirzīties tāda magnētisma iespaidā, ko pašas radījušas mīkstajā dzelzī. Tādēļ uz dzelzs kuģiem neizmanto kompasus ar garām kompasa adatām.
Magnētiskais pols, kas atrodas kaut kur kuģī, iedarbojas gan uz kompasa adatas ziemeļpolu, gan dienvidpolu. Iedarbes intensitāte atkarīga no pola attāluma līdz kompasa adatai. Ja adatas garums salīdzinot ar šo attālumu mazs, tad adatas dienvidpolu iespaido tikpat liels spēks kā adatas ziemeļpolu, tikai pretējā virzienā.
Tas pats attiecas arī uz zemes magnētisko spēku, kas iespaido kompasa adatu. Tādēļ, apskatot magnētisma iespaidu uz kompasa adatu, pieņem, ka kompasa adatas garums ļoti mazs salīdzinot ar attālumu līdz magnētiskajiem poliem, kas to iespaido. Attālumu skaita no magnēta adatas vidus līdz magnētu poliem, bet ne no adatas attiecīgā pola. Ievērojot šādu nosacījumu, spēki, kuri iedarbojas uz adatas abiem galiem, ir vienādi un griež magnēta adatu vienā un tajā pašā virzienā. Tādēļ, vienkāršības dēļ, apskata magnētisko masu iespaidu tikai uz magnēta adatas ziemeļpolu.[5]
Deviācija
Uz koka kuģiem kompasa adatu iespaido vienīgi zemes magnētiskā spēka horizontālā sastāvdaļa, kura pagriež to savā virzienā un rada variāciju. Uz dzelzs kuģiem kompasa adatu iespaido arī kuģa dzelzs masu magnētisma dažādās sastāvdaļas. Kuģim mainot savu kustības virzienu, tā magnētisma sastāvdaļas ar zemes magnētiskā lauka horizontālo komponenti veido dažādus leņķus.
Tie spēki, kuru virziens sakrīt ar zemes magnētiskā lauka horizontālo komponenti, pastiprina šīs komponentes iespaidu uz kompasa adatu, bet nenovērš adatu no minētās horizontālās komponentes virziena. Savukārt tie spēki, kuri darbojas virzienā, kurš ir tieši pretējs zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes virzienam, samazina šīs komponentes iespaidu uz kompasa adatu, bet, tāpat kā iepriekš, nenovērš adatu no magnētiskā meridiāna.
Spēki, kuru virzieni nesakrīt ar zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes virzienu, cenšas kompasa rozes ziemeļu galu pagriezt uz vienu vai otru pusi no magnētiskā meridiāna. Šo parādību sauc par deviāciju.
Uz dzelzs kuģiem kompasa ziemeļpols pastāvīgi atrodas vairāku spēku iespaidā, tādēļ parasti tas nenostājas zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes virzienā, raugoties no kompasa centra, bet virzienā, kas ir zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes, X' un Y' rezultējošais virziens. Rezultējošā spēka H' virzienu, kurā pagriežas kompasa adata, kuģa magnētisma un zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes iespaidā, sauc par kompasa meridiānu. Leņķi magnētiskā un kompasa meridiānu starpā sauc par deviāciju. Tādējādi deviācijai piemīt divas nozīmes. To apzīmē ar grieķu burtu δ (delta).
Kuģim mainot savu kustības virzienu, mainās spēku X' un Y' lielumi, kā arī to virzieni attiecībā pret zemes magnētiskā lauka horizontālo komponenti, tādēļ pastāvīgi mainās arī to rezultējošā spēka virziens, tas ir, kompasa meridiāna virziens un deviācija. Kompasi, kas uzstādīti uz viena un tā paša kuģa, dažādās vietās, uzrāda dažādu deviāciju. Tas pats notiek ar dažādu kuģu kompasiem vienā un tajā pašā vietā jūrā.
Deviācija ir atkarīga no kuģa pārvietošanās virziena un tai var būt austrumu vai rietumu nosaukums atkarībā no tā, uz kuru pusi no magnētiskā meridiāna novēršas kompasa adatas ziemeļpols. Ja tas novēršas no magnētiskā meridiāna uz austrumu pusi, tad ir austrumu deviācija un to apzīmē ar plusa zīmi. Pretējā gadījumā ir rietumu deviācija, ko apzīmē ar mīnusa zīmi.[6]
Deviācijas koeficienti
Tā kā deviācija ir vairāku spēku, X' un Y' sastāvdaļu, funkcija, tad leņķi — deviāciju — var uzskatīt kā vairāku atsevišķu deviāciju summu. Deviācijas sastāvdaļas noteiktiem kuģa kustības virzieniem sauc par deviācijas koeficientiem un tos apzīmē ar latīņu lielajiem burtiem: A, B, C, D un E. Katrs no tiem var būt ar plusa vai mīnusa zīmi.
Ja pieņem, ka visi koeficienti Puasona vienādojumos ir vienādi ar nulli, izņemot cZ un P, var iegūt deviācijas koeficienta B izteiksmi. P, kā kuģa pastāvīgā magnētisma sastāvdaļa, uz abscisu ass nemaina ne savu lielumu, ne arī virzienu kuģī. Tāpat cZ, kā zemes magnētisma kuģa vertikālajā mīkstajā dzelzī inducētā sastāvdaļa, kas darbojas abscisu ass virzienā, nav atkarīga no kuģa kustības virziena. Mainot vietas magnētisko platumu, mainās cZ lielums un tas spēku P palielina vai samazina. Tādēļ abu šo spēku darbību var apskatīt kopā. Var pieņemt, ka abi šie spēki sākas magnētiskajā ziemeļpolā, kurš atrodas kuģa pakaļgalā uz abscisu ass. Kamēr kuģis iet magnētisko ziemeļu virzienā, šo spēku summa, kuru var apzīmēt ar X1, pastiprina zemes magnētiskā lauka horizontālo komponenti, bet deviāciju nerada. Magnētisko ziemeļaustrumu, austrumu un dienvidaustrumu virzienā zemes magnētiskā lauka horizontālā komponente un X1 veido leņķi, kas ir lielāks par 0 un mazāks par 180°. Kompasa adata nostājas paralelograma, kurš konstruēts no šiem spēkiem, diagonāles virzienā un rada austrumu deviāciju. Deviācija sasniedz savu maksimumu, kad kuģis pārvietojas magnētisko austrumu virzienā. Šo deviāciju sauc par pusriņķa deviāciju un tās lielumu uz magnētiskā austrumu kursa apzīmē ar koeficientu +B. Virzienos no dienvidiem līdz ziemeļiem caur rietumiem rodas rietumu deviācija.
Ja kuģa ziemeļpola vietā būtu dienvidpols, tad virzienos no ziemeļiem līdz dienvidiem caur austrumiem, būtu rietumu deviācija, bet pretējā pusriņķī austrumu deviācija. Arī tā ir pusriņķa deviācija. Uz austrumu kursa to apzīmē ar koeficientu -B.
Tātad pusriņķa deviāciju, kuru uz austrumu kursa apzīmē ar koeficientu B, rada pastāvīgs pols kuģa pakaļgalā uz abscisu ass. Ja tas ir ziemeļpols, tad koeficients ir +B, bet, ja tas ir dienvidpols, tad koeficients ir -B.
Pusriņķa deviāciju izsauc arī spēki fZ un Q. Šeit fZ iespaido Q, tāpat kā iepriekšējā gadījumā cZ iespaidoja P. Spēku fZ un Q summu apzīmē ar Y1. Var pieņemt, ka kuģa kreisajā pusē uz ordinātu ass atrodas kuģa ziemeļpols. Visos kuģa magnētiskajos virzienos no rietumiem līdz austrumiem caur ziemeļiem rodas austrumu deviācija. Virzienos no austrumiem līdz rietumiem caur dienvidiem rodas rietumu deviācija. Deviācijas maksimums ir ziemeļu un dienvidu virzienos, bet austrumu un rietumu virzienos deviācijas nav. Šo pusriņķa deviāciju uz ziemeļu kursa apzīmē ar koeficientu +C.
Ja kuģa ziemeļpola vietā būtu dienvidpols, tad virzienos no rietumiem līdz austrumiem caur ziemeļiem būtu rietumu deviācija, bet pretējā pusriņķī austrumu deviācija. Šo pusriņķa deviāciju magnētisko ziemeļu virzienā apzīmē ar -C.
Pusriņķa deviācija, kuru izsauc pols, kas atrodas kuģa galā, mainās līdzīgi sinusa funkcijai, bet kuģa sānu pols izsauc pusriņķa deviāciju, kas mainās līdzīgi kosinusa funkcijai. Tātad pastāvīgs spēks, kas darbojas abscisu ass virzienā, rada deviāciju:
.
Pastāvīgs spēks, kas darbojas ordinātu ass virzienā, rada deviāciju:
.
Ja abi spēki darbojas vienā laikā, tad rodas deviācija:
.
Šajās formulās K ir leņķis kompasa meridiāna un kuģa simetrijas plaknes starpā (kompasa kurss), B un C — deviācijas koeficienti.
Līdzīgi kā uzskatot kuģi par lielu magnētu ar pastāvīgu magnētismu, to var uzskatīt arī kā sastāvošu no diviem lieliem mīkstas dzelzs stieņiem, no kuriem viens atrodas abscisu ass virzienā, bet otrs ordinātu ass virzienā zem kompasa. Tā kā šķērsstieņa gali tuvāk kompasam, tad arī tā iespaids uz kompasu lielāks par gareniskā stieņa iespaidu.
Kuģim pārvietojoties zemes magnētiskā lauka ziemeļu un dienvidu virzienos, gareniskajā stienī inducētie poli deviāciju nerada, tie tikai samazina zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes darbību. Magnētisko austrumu un rietumu virzienos stienis nemagnetizējas. Ziemeļaustrumu un dienvidrietumu virzienos stieņa gals, kas vērsts ziemeļaustrumu virzienā, iegūst sarkano magnētismu un stumj kompasa adatas ziemeļpolu uz kreiso pusi. Rodas rietumu deviācija. Ziemeļrietumu un dienvidaustrumu virzienos stieņa gals, kas vērsts ziemeļrietumu virzienā, iegūst sarkano magnētismu un stumj kompasa adatas ziemeļpolu uz labo pusi radot austrumu deviāciju.
Nepārtraukts, horizontāls, mīkstas dzelzs stienis ordinātu ass virzienā, kuģim ejot zemes magnētiskā lauka ziemeļu un dienvidu virzienos, atrodas perpendikulāri zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes virzienam un nemagnetizējas. Uz austrumu un rietumu kursiem stieņa virziens sakrīt ar zemes magnētiskā lauka horizontālo komponenti, tādēļ deviācijas nav. Uz šiem kursiem inducētais magnētisms vienīgi samazina zemes magnētiskā lauka horizontālās komponentes iespaidu. Ziemeļaustrumu un dienvidrietumu virzienos stieņa gals, kas vērsts ziemeļrietumu virzienā, iegūst sarkano magnētismu un rada austrumu deviāciju. Dienvidaustrumu un ziemeļrietumu virzienos — pretēji. Rodas rietumu deviācija.
Nepārtraukts, horizontāls, mīkstās dzelzs stienis abscisu vai ordinātu asu virzienos uz ziemeļu, austrumu, dienvidu un rietumu kursiem deviāciju nerada. Šo deviāciju sauc par ceturkšņu deviāciju, jo tā sākas un beidzas katrā atsevišķā ceturksnī. Uz ziemeļaustrumu, dienvidaustrumu, dienvidrietumu un ziemeļrietumu kursiem tā sasniedz savu maksimumu un to apzīmē ar koeficientu D. Garenstieņa gadījumā D ir negatīvs, šķērsstieņa gadījumā — pozitīvs. Negatīvu D dod arī pārtraukts šķērsstienis un pozitīvu D — pārtraukts gareniskais stienis. Salīdzinot ceturkšņu deviācijas grafiku ar sinusoīdu, redzams, ka ceturkšņu deviāciju var uzrakstīt ar formulu:
.
Parasti kompasa centrs atrodas kuģa simetrijas plaknē, attiecībā pret kuru kuģa dzelzs ieņem simetrisku stāvokli. Ja šis nosacījums ir izpildīts, tad koeficienti B, C un D arī pilnīgi raksturo kompasa deviāciju.
Ja kuģī atrodas arī nesimetriska dzelzs, piemēram, stienis, kas iet no kuģa priekšgala labās puses uz pakaļgala kreiso pusi, tad rodas ceturkšņu deviācija, kas savu maksimumu sasniedz uz kuģa magnētiskajiem ziemeļu, austrumu, dienvidu un rietumu kursiem, kamēr uz ziemeļaustrumu, dienvidaustrumu, dienvidrietumu un ziemeļrietumu kursiem tā izzūd. Šīs deviācijas maksimumu apzīmē ar koeficientu E. Šajā gadījumā E ir negatīvs. Ja stienis ietu no priekšgala kreisās puses uz pakaļgala labo pusi, tad E būtu pozitīvs. Reizē ar E nesimetriskā dzelzs izsauc arī nelielu uz visiem kursiem pastāvīgu deviāciju, kuru apzīmē ar A. Nesimetriskas dzelzs veidoto deviāciju var uzrakstīt šādas formulas veidā:
.
Saskaitot visas atsevišķās deviācijas kopā iegūst sekojošu deviācijas formulu:
Koeficientus A un E veido arī īsas, nesimetriski izvietotas gareniskās un šķērssijas.[7]
Deviācijas ierīce
Kompasu izvieto kompasa mājiņas augšpusē, bet tās cilindriskajā daļā atrodas deviācijas ierīce. Šī ierīce kalpo tā sauktās pusriņķa un sānsveres deviācijas iznīcināšanai. Viena no izplatītākajām konstrukcijām sastāv no vertikālas misiņa caurules, kuras gali nostiprināti kompasa mājiņas augšējā un apakšējā daļā. Caurule novietota tā, lai tās gareniskā ass atrastos tieši zem kompasa rozes atbalsta punkta. Pusriņķa deviācijas iznīcināšanai uz caurules novietoti divi gredzeni ar klamburiem un skrūvēm magnēta stienīšu nostiprināšanai. Gredzenus var pārbīdīt uz augšu vai leju, tuvāk vai tālāk no kompasa rozes. Gredzenos var nostiprināt magnēta stienīšus: vienā paralēli, otrā perpendikulāri kuģa diametrālajai plaknei. Lai gredzeni nevarētu griezties ap vertikālo cauruli un līdz ar to izvirzīt magnēta stienīšus no kuģa diametrālās plaknes un šķērsplaknes, caurulē gareniski no augšas uz leju izveidotas gropes. Tās novietotas viena attiecībā pret otru 90° leņķī. Šajās gropēs attiecīgi ieiet izciļņi no viena un otra gredzena. Lai gredzenus ar magnētiem noturētu noteiktā attālumā no kompasa katliņa, tajos izveidotas īpašas, ar roku pagriežamas, sprostskrūves. Tās piegriežot vai atlaižot var pārvietot gredzenus uz augšu vai leju un nostiprināt vajadzīgajā attālumā no kompasa katliņa. Gredzenu konstrukcija ļauj tos ātri noņemt un, ja vajadzīgs, pārlikt vienu pāri otram, kas ir svarīgi, ja viens no tiem jau nostiprināts vajadzīgajā vietā, kādā tam jābūt deviācijas iznīcināšanas gaitā.
Uz vertikālās misiņa caurules virsmas, kompasa mājiņas durvju pusē, ierīkota magnētisko spēku iedaļu skala, kuru bieži lieto iznīcinot pusriņķa deviāciju. Šo skalu galvenokārt izmanto gredzenu, tas ir, magnētu stāvokļa atzīmēšanai (pierakstīšanai) pēc deviācijas iznīcināšanas. Ja gadījumā gredzenu sprostskrūves no satricinājumiem atskrūvējas un tie ar visiem magnētiem noslīd uz leju, tad pēc pierakstiem gredzenus var viegli nostiprināt iepriekšējās pozīcijās uz caurules. Šī skala uz caurules iedalīta vienībās, kuru vērtība pieaug skaitot no apakšas uz augšu. Lejasdaļā katras iedaļas vērtība ir vienu vienību liela, augstāk divas vienības liela, pēc tam piecas vienības liela un pašā augšdaļā iedaļas vērtība atbilst desmit vienībām.
Parādoties sānsverei, šūpojoties vai cita iemesla dēļ, kuģa ZZ' ass vairs nesakrīt ar vertikālu līniju. Sadalot ZZ' virzienā darbojošos spēku, parādās horizontālā komponente, kura novirza kompasa adatas ziemeļgalu vienā vai otrā virzienā. To sauc par sānsveres deviāciju un tās iznīcināšanai nepieciešams magnēta stienītis, kas novietots tieši zem kompasa rozes centra vertikālā stāvoklī. Šim nolūkam vispiemērotākā vieta ir vertikālajā misiņa caurulē, kas atrodas tieši zem kompasa rozes centra, un tās iekšējais diametrs ir pietiekoši liels, lai ievietotu vajadzīgā resnuma magnētu. Tā kā, iznīcinot sānsveres deviāciju, vertikālais magnēts jānostāda pēc vajadzības zināmā attālumā attiecībā pret kompasa rozi, tad to pakar aiz magnēta galā ierīkota āķīša speciālā trosītē. Trosītes otru galu izlaiž pa caurules augšgalu un uztin uz šai vajadzībai paredzētas tītuvītes, kas atrodas kompasa mājiņas cilindriskās daļas augšgalā. Tītuvītes galā ierīkots rokturis, skala un sprostskrūve. Griežot rokturi uz vienu vai otru pusi, trosīte uztīsies uz tītuvītes vai notīsies no tās un vertikālais magnēts pacelsies vai nolaidīsies. Ar sprostskrūvi nostiprina tītuvīti, lai tā no satricinājumiem nevarētu atgriezties un izmainīt vertikālā magnēta stāvokli. Pēc sānsveres deviācijas iznīcināšanas nepieciešams zināt vertikālā magnēta stāvokli caurulē, tādēļ ierīkota skala, kuras nolasījumu pieraksta. Ja gadījumā vertikālā magnēta stāvoklis izmainījies, tad pēc pieraksta var atjaunot vajadzīgo vertikālā magnēta stāvokli caurulē. Lai vertikālais magnēts, kuģim šūpojoties, caurulē nesvārstītos, to ar sprostskrūvi piespiež pie caurules iekšējās sienas.[8]
Deviācijas darba tabula
Visus darbus uz kuģa, kuri saistīti ar kompasa deviāciju un tās iznīcināšanu vai samazināšanu (kompensāciju), izdara speciālists — deviators. Ja nepieciešams, deviators ierodas uz kuģa, kas iziet deviācijas iznīcināšanai paredzētajā vietā (poligonā), kur iznīcina deviāciju. Tā likvidēt deviāciju, lai tā uz visiem kursiem būtu vienlīdzīga nullei, nevar. Vienmēr paliek tā saucamā atlikusī deviācija, kuras lielums ir daži grādi. Kad deviācija ir iznīcināta, deviators aprēķina atlikušo deviāciju un sastāda deviācijas tabulu kompasa vai magnētiskajiem kursiem ik pēc katriem 10° vai 15°. Aizpildītu tabulu, ko paraksta deviators, sauc par deviācijas darba tabulu (deviācijas tabulu), to piestiprina karšu mājā virs karšu galda, lai tā vienmēr būtu acu priekšā un to ērti varētu lietot, izlabojot kursus un peilējumus. Deviācijas darba tabulu sastāda atsevišķi katram magnētiskajam kompasam, kas atrodas uz kuģa, jo katrs no tiem atrodas citā vietā un katram ir sava deviācija, kaut arī, piemēram, kurss ir viens un tas pats.[9] Kompasa kursu labošanu vai magnētisko kursu pārvešanu veic izmantojot formulu:
,
kur MK — magnētiskais kurss, KK — kompasa kurss, bet δ — deviācija.
Atsauces
Ārējās saites
- Magnētiskā kompasa deviācijas līkne un tās iegūšana Veidne:En ikona
- Video par magnētisko variāciju un deviāciju Veidne:En ikona
- ↑ Doerfler R. Magnetic Deviation: Comprehension, Compensation and Computation (Part I) Dead reckonings: Lost art in the mathematical sciences, 2009. gada 18. aprīlis. Skatīts: 2025. gada 26. februārī
- ↑ Zemes magnētiskā lauka spēka līniju virzienā.
- ↑ Grotiņš M. Nāvigācija. Liepājas kuģu vadītāju, mēchaniķu un zvejniecības skolas izdevums, 1930. 60.-64. lpp.
- ↑ Piemēram mīkstās dzelzs garensija, kura stiepjas visa kuģa garumā tā simetrijas plaknē radīs magnētisko lauku, kura spēka līniju virzienam koordinātu sākumpunktā jeb kompasa centrā būs gan horizontālā, gan vertikālā komponente, jo kompass parasti izvietots virs pakaļgala virsbūves nevis kuģa vidusdaļā.
- ↑ Grotiņš M. Nāvigācija. Liepājas kuģu vadītāju, mēchaniķu un zvejniecības skolas izdevums, 1930. 64.-67. lpp.
- ↑ Grotiņš M. Nāvigācija. Liepājas kuģu vadītāju, mēchaniķu un zvejniecības skolas izdevums, 1930. 67., 68. lpp.
- ↑ Grotiņš M. Nāvigācija. Liepājas kuģu vadītāju, mēchaniķu un zvejniecības skolas izdevums, 1930. 68.-72. lpp.
- ↑ Legzdiņš H. Navigācija. — II. daļa. Izdevniecība "Zvaigzne", 1971. 28., 29. lpp.
- ↑ Legzdiņš H. Navigācija. — I. daļa. Izdevniecība "Zvaigzne", 1971. 46. lpp.