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.