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航海科普——船用磁罗经-绿芒船员学苑

航海科普——船用磁罗经

磁罗经是中国春秋战国时期的人们发现天然磁石有指南的功能。指南针最早出现于战国时期的磁山一带。指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果。作为中国古代四大发明之一,它...

磁罗经是中国春秋战国时期的人们发现天然磁石有指南的功能。指南针最早出现于战国时期的磁山一带。指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果。作为中国古代四大发明之一,它的发明对人类的科学技术和文明的发展,起了无可估量的作用。

他们把磁石做成一把圆底的“汤勺”,放在平滑的“地盘”上保持平衡,且可以自由旋转。当“汤勺”静止时勺柄就会指向南方。古人称它为“司南”在韩非子著作中就有“先王立司南以端朝夕。“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。”

在中国的风水文化中经历了从天文学方法定位再以磁学方法制成司南,最后由司南演变成指南针的三个阶段,随之而来的是测定方位技术的不断完善并逐渐应用到船舶上进行导航。

但在历史上没有具体到谁发明的。

现代船舶磁罗经主要由罗经支撑主体、罗经盘、三位平衡仪、调整磁差的横向磁铁和垂向磁铁(又称为软铁)、灯光照明、方位仪组成。

地球是块大磁铁,基本上是均匀磁化球体。它的磁极与地球自转轴大致一致。但由于地壳内部的熔岩厚度不同,涌动的熔岩产生的磁场不同,故在地球不同地区表面的磁场强度也不同。故其地磁极处于地球的地壳深处,在南北极的地球表面投影的地理坐标大致是北磁极在北纬75°西经101°附近,南磁极在南纬66°东经140°。换句话说磁罗经指的不是真北而是磁北。磁北和真北之间形成了一个叫“磁差”的夹角。

世界各地的磁差不仅大小和方向不同,且还会随时间逐渐变化。各地磁差的大小和变化量,航海人只要查阅专用的地磁图和海图罗经花上都有磁差的变量值。

但磁罗经最难伺候的是“自差”!自差产生的原因是磁罗经的固有特性所致,譬如现代船舶都是钢铁制成,由于电焊切割维修保养,铁质设备的位移,或者商船上装卸带有铁质的货物,军舰带有铁质的武器装备的变化,甚至驾驶台工作的人员无意中带的铁质物体,都会造成原来的环境的磁场发生了变化,故这些随机的磁场变化都会给磁罗经造成偏差,我们就称为“自差”。海员制服上的纽扣、肩章和帽徽都是铜质材料制成的就是基于磁罗经的特性。

磁罗经“自差”在新船出厂、大规模维修后需要有专门的罗经师进行检测和利用软铁调试,把自差减少到最小自差值就可以满足航海要求了,并且制成一张磁罗经自查表贴在驾驶台磁罗经附近,以便船长、驾驶员在不同的航向上参考和增减“自差值”,确保船舶航行在真航向上。

船长和驾驶员在瞭望值班中,必须经常校对电罗经和磁罗经的误差值。如果对磁罗经的航向产生怀疑的话,船长、驾驶员可以利用方位仪利用沿海物标、在大洋中利用太阳、北极星进行校对磁罗经的误差。经计算后认为误差值太大时,船长也可以利用软铁调整磁罗经误差。当然,除非船长具有磁罗经调整的缜密技术,罗经师一般不建议船长擅自调整。

作为精密导航仪器,为了保证罗盘中磁针灵活转动,在罗盘中要灌注蒸馏水(55%)作为磁针的润滑液。而船舶或许要到寒冷的洋区航行,故在蒸馏水中还要按比例灌注酒精(45%)作为防冻液。

蒸馏水和酒精在不同的洋区环境下会蒸发或者渗漏,故磁罗经需要经常维护。一旦磁罗经盘中出现因挥发或渗漏的水泡,哪怕是芝麻大小的气泡,都必须查明原因并修复后,在罗盘边上用专用螺丝刀拧开螺丝,再注入蒸馏水,排挤出气泡后就可以继续使用。

因此,磁罗经维护保养非常简单,但磁罗经的磁力的理论计算繁复,学无止境,衣羊船长至今还对磁罗经的磁力在船上分布和影响,乃至调整磁差、自差都在不断地探讨中。

磁罗经的最大优点就是它无需用电来就能指明航向,但最大的缺点就是误差太大,航行中计算误差需要花费一定的时间。

现代的舰船上都必须安装磁罗经,否则,舰船就不适航,舰船就不能开到海上去执行航海任务。所以中国老祖宗发明的磁罗经绝对是天下无双的导航仪器。

  • 发表于 2023-07-11 20:57
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