Элементы магнитного поля Земли

Земля является естественным магнитом, вокруг которого су­ществует магнитное поле.

Геомагнитное поле имеет северный и южный магнитные полю­сы, расположенные на некоторой глубине Земли. Положение их не совпадает с географическими полюсами. Северный магнитный полюс располагается в северной части Канады, а южный магнит­ный полюс — в Антарктиде.

В течение длительного времени полюсы медленно перемеща­ются.

Магнитные силовые линии выходят из южного магнитного по­люса и входят в северный. Помещенная в магнитное поле Земли свободно подвешенная магнитная стрелка устанавливается по на­правлению магнитных силовых линий. Поэтому это свойство ис­пользуется при определении курса магнитными компасами.

Рис. 2.1. Угол, опреде — Рис. 2.2. Элементы магнитного

ляющий курс вертолета поля Земли

Магнитное поле Земли в каждой точке характеризуется векто­ром напряженности Нт, который направлен по касательной к маг­нитной силовой линии в сторону северного магнитного полюса. На­пряженность магнитного поля Земли принимает значения от 32 А/м на экваторе до 63 А/м на магнитных полюсах.

Для определения элементов земного магнетизма в точке О разложим вектор Нт на составляющие в прямоугольной системе координат. Положительные направления осей X, F, Z направим соответственно по истинному (географическому) меридиану на се­вер, по параллели на восток и вертикально вниз (рис. 2.2).

Вектор напряженности магнитного поля Земли_#т может быть разложен на горизонтальную Н и вертикальную Z составляющие.

Вертикальная плоскость Р, в которой расположены векторы Нт и Ну называется плоскостью магнитного меридиана. Линия пере­сечения данной плоскости с плоскостью истинного горизонта XOY называется магнитным меридианом. Его направление совпадает с горизонтальной составляющей Н. Угол между вектором гори­
зонтальной составляющей Н и вектором напряженности Нт на­зывается магнитным наклонением 0. Он изменяется от магнитного экватора к магнитным полюсам в пределах от 0 до ±90°. В Северном полушарии магнитное наклонение положитель­ное, в Южном — отрицательное.

Горизонтальная и вертикальная составляющие определяются по формулам: Н = НТ cos 0; Z=#Tsin0. От величины горизон­тальной составляющей магнитного поля Земли зависит устойчи­вая работа магнитного компаса. Наиболее благоприятные условия для работы магнитного компаса создаются вблизи магнитного эк­ватора вследствие максимума горизонтальной и минимума вер­тикальной составляющих магнитного поля Земли. В районах маг­нитных полюсов, наоборот, горизонтальная составляющая мини­мальна, а вертикальная максимальна, что увеличивает ошибки определения и выдерживания курса по магнитному компасу.

Угол, заключенный между северными направлениями истинно­го и магнитного меридианов в данной точке, называется магнит­ным склонением ‘Дм. Оно отсчитывается от истинного ме­ридиана и измеряется от 0 до ± 180° по ходу часовой стрелки со — знаком плюс, против хода стрелки — со знаком минус. В различ­ных пунктах Земли магнитное склонение неодинаково как по ве­личине, так и по знаку. Поэтому его необходимо всегда опреде­лять и учитывать при подготовке к полету и выполнении полета. На территории СССР магнитное склонение изменяется от —14 до +40°.

Магнитное склонение, наклонение, горизонтальная и вертикаль­ная составляющие вектора напряженности магнитного поля Зем­ли являются элементами земного магнетизма. Они изменяются по времени, что вызывает необходимость проведения магнитометри­ческих измерений. По данным этих измерений составляются маг­нитные карты, на которые наносятся элементы земного магнетиз­ма в виде изолиний, т. е. линий, соединяющих точки с одинаковым значением какого-либо элемента. Магнитные карты составляются с учетом годовых изменений элементов земного магнетизма отно­сительно среднего значения отрезка времени в 5—6 лет, называе­мого эпохой магнитной карты.

Изолинии магнитных склонений называются изогонами,, магнитного наклонения — изоклинами, вертикальной и гори­зонтальной составляющих — изодинам а ми (иногда изодина — ми). Изогоны наносятся на полетные и бортовые карты пунктир­ными линиями фиолетового цвета.

Кроме изогон на полетных и бортовых картах указывают маг­нитные аномалии (районы с резким и значительным изменением магнитного склонения) и другие элементы земного магнетизма. Наиболее мощные аномалии находятся в местах залегания желез­ных руд (Курская, Магнитогорская, Соколовско-Сарбайская и др.), где магнитное склонение доходит до иЬ 180°. Аномалии оказы­вают влияние на работу магнитных компасов при полётах на вы­сотах до 2000—2500 м. При полетах на меньших высотах направ­ление необходимо выдерживать по гироскопическим приборам.

На стрелку магнитного компаса вертолета воздействует кроме магнитного поля Земли также и собственное магнитное поле вер­толета, создаваемое его стальными и железными деталями и ра­ботающим электро — и радиооборудованием. В результате этого стрелка компаса устанавливается не по направлению магнитного меридиана, а вдоль линии, называемой компасным меридианом. Компасный и магнитный меридианы, как правило, не совпадают.

Угол между северными направлениями магнитного и компас­ного меридианов называется девиацией компаса Ак. Она отсчитывается от магнитного меридиана к востоку (вправо) со знаком плюс, а к западу (влево)—со знаком минус. Величина девиации на различных курсах и для разных компасов перемен­на. Она определяется по графику девиации, который составляется при ее списывании.