X: Vị trí dự đoán A: Mục tiêu
và ph−ơng pháplập bảng độ lệch còn lạ
5.1 Những tr−ờng hợp cần thiết phải hiệu chỉnh la bàn
5.1.1 Những nguyên nhân gây ra độ lệch la bàn:
Các tàu chạy biển hiện nay đều đ−ợc đóng bằng sắt thép. La bàn từ trang bị trên tàu, do ảnh h−ởng của từ tr−ờng sắt thép trên tàu sinh ra, tác dụng vào la bàn, gây ra độ lệch rất lớn. Nhất là đối với tàu đóng mới, độ lệch có thể đạt tới vài chục độ.
Trong quá trình hoạt động, trạng thái từ tr−ờng của la bàn không phải là cố định, mà biến đổi theo sự biến đổi của sắt thép trên tàu và các điều kiện từ hoá trong thiên nhiên : nh− tàu bị va chạm mạnh, bị mắc cạn, tàu nằm lâu trên một h−ớng cố định, tàu vào sửa chữa lớn, v.v. Các tr−ờng hợp này đều có thể ảnh h−ởng đến trạng thái từ tr−ờng của tàu gây ra độ lệch la bàn.
La bàn từ sau một thời gian dài sử dụng, kim trụ và các bộ phận cơ học khác có thể bị mòn và h− hỏng, gây ra độ lệch la bàn lớn. Do vậy ta phải tiền hành bảo d−ỡng và sửa chữa la bàn theo định kì hàng năm.
5.1.2 Các tr−ờng hợp cần phải hiệu chỉnh la bàn
+ Tàu đóng mới
+ Tàu vào nhà máy sửa chữa lớn theo định kì
+ Tàu bị chấn động mạn nh−: va chạm mạnh, bị mắc cạn, tàu bị pháo kích... + Vị trí la bàn thay đổi do kiến trúc buồng lái thay đổi
+ Sau khi tàu chuyên chở một khối l−ợng sắt thép lớn.
+ La bàn sau khi sử dụng 12 tháng cần kiểm tra và khử độ lệch.
+ Trong quá trình tàu chạy biển nếu kiểm tra la bàn có độ lệch δ > ± 5O
, nên chokhử lại độ lệch la bàn.
5.2. Thứ khử các lực độ lệch
Phân tích đầy đủ các lực tác dụng vào la bàn gây ra độ lệch, ta chia làm 6 loại: + Độ lệch cố định + Độ lệch bán vòng chính + Độ lệch bàn vòng phụ + Độ lệch phần t− vòng do lực D’ λH sinh ra + Độ lệch phần t− vòng do lực E’ λH sinh ra + Độ lệch tàu nghiêng
Trong quá trình hiệu chỉnh la bàn, nam châm và sắt non đ−ợc đặt tập trung quanh la bàn nên chúng có tác dụng lẫn nhau. Do đó thứ tự khử các lực độ lệch là một vấn đề phức tạp, nó có ý nghĩa quyết định độ chính xác của ph−ơng pháp hiệu chỉnh
Thứ tự độ lệch đ−ợc tiến hành nh− sau:
5.2.1 Đối với tàu đóng mới
Gồm 4 b−ớc:
- Đặt 2 quả cầu sắt non khử độ lệch phần t−, các thỏi sắt non Flinder khử độ lệch khi tàu thay đổi vĩ độ từ vào vị trí giá đỡ trên thân la bàn, vị trí và số l−ợng các thỏi sắt non có thể tham khảo các tàu cùng loại hoặc đặt vào vị trí theo kinh nghiệm của ng−ời hiệu chỉnh. B−ớc này coi nh− khử sơ bộ độ lệch phần t− và độ lệch bán vòng phụ
-Khử độ lệch tàu nghiêng: đặt nam châm chẳng đứng vào vị trí trong thân la bàn, th−ờng đặt đầu đỏ quay lên khi tàu đóng ở bắc bán cầu.
- Khử độ lệch bán vòng: bằng cách đặt các thanh nam châm theo chiều dọc và chiều ngang vào vị trí và điều chỉnh để khử lực B’λH và C’λH
- Khử bổ sung độ lệch phần t− do lực D’λH sinh ra. Nếu hai quả cầu sắt non dịch chuyển nhiều so với vị trí ban đầu thì cần phải khử lại độ lệch bán vòng.
- Đối với tàu đóng mới, khi khử độ lệch cần phải tiến hành theo 4 b−ớc trên đ−ợc giải thích nh− sau:
- Nếu tiến hành khử độ lệch bàn vòng tức là các thanh nam châm vĩnh cửu đã đ−ợc đặt ở vị trí thích hợp, sau đó mới tiền hành khử độ lệch phần t−. Tr−ờng hợp này 2 quả cầu sắt non cảm ứng rất mạnh làm cho độ lệch bán vòng thay đổi, đồng thời hệ số sắt non a và e do 2 quả cầu sinh ra sẽ ảnh h−ởng đến độ lệch tàu nghiêng và ảnh h−ởng đến hệ số la bàn λ. Vậy từ những lí do trên, độ lệch phần t− cần phải khử sơ bộ tr−ớc.
- Các thỏi sắt non Flinder khử độ lệch bán vòng phụ không những sinh ra hệ số sắt non +c, mà còn sinh ra hệ số dạng +k. Do đó +k sẽ ảnh h−ởng đến độ lệch tàu nghiêng. Vì vậy khử độ lệch bán vòng phụ cần tiến hành tr−ớc khi khử độ lệch tàu nghiêng.
- Nếu độ lệch tàu nghiêng khử sau độ lệch bán vòng thì khi khử độ lệch tàu nghiêng, tức là làm cho tàu bị nghiêng sẽ sinh ra độ lệch bán vòng bổ sung. Ngoài ra nam châm thẳng đứng để từ hoá các thỏi sắt non thẳng đứng Flinder cũng sinh ra độ lệch bán vòng bổ sung. Vì vậy độ lệch tàu nghiêng cần phải khử tr−ớc độ lệch bán vòng.
5.2.2 Đối với tàu cũ (tức là la bàn trên tàu đã đ−ợc khử độ lệch, nay cần phải khử lại).
Tiến hành theo các b−ớc sau:
Nam châm thẳng đứng khử độ lệch tàu nghiêng và các thỏi sắt non Flinder khử độ lệch bán vòng phụ đã đ−ợc đặt vào vị trí thích hợp, không cần khử lại độ lệch trên
Khử độ lệch bàn vòng chính B’λH và C’λH. Khử độ lệch phần t− D’λH .
5.3. Công tác hiệu chỉnh la bàn từ
5.3.1 Công tác chuẩn bị
Để công tác hiệu chỉnh la bàn đạt hiệu quả cao cần làm tốt công tác chuẩn bị sau:
Kiểm tra toàn bộ la bàn từ:
Kiểm tra vị trí la bàn từ trên tàu theo đúng quy phạm tức là la bàn chuẩn phải đặt ở trên mặt phẳng trục dọc tàu trên boong th−ợng và cách các thiết bị hàng hải trên boong th−ợng theo đúng quy định.
Kiểm tra khả năng hoạt động của chậu la bàn nh− độ nhạy kim từ, dung dịch và bọt khí, nếu dung dịch vàng ố và thiếu cần đ−ợc bổ sung hoặc thay mới dung dịch.
Kiểm tra nam châm từ trong thân la bàn và nam châm từ dự phòng đ−ợc bảo quản trong hộp chuyên dụng. Số l−ợng nam châm phải đủ và mômen từ lớn.v.v.
Kiểm tra biểu xích đo ph−ơng vị của la bàn hoạt động bình th−ờng, nếu h− hỏng cần sủa chữa hoàn chỉnh.
Kiểm tra độ cân bằng của tàu bằng đồng hồ Clinômeter trên thân la bàn.
Chuẩn bị tr−ờng khử độ lệch.
Dựa trên hải đồ và khảo sát thực tiễn để chọn chập tiêu khử độ lệch la bàn phải đảm bảo đầy đủ các điều kiện của tr−ởng khử độ lệch nh− : sóng < cấp II, gió < cấp III, độ sâu H > 6T (T là mớn n−ớc tàu), đủ độ rộng quay trở, tầm nhìn xa và độ nhạy của chập tiêu tốt.
Lập tr−ớc các ph−ơng án điều động tàu khử độ lệch la bàn phải đảm bảo các điều kiện sau: an toàn hàng hải và độ chính xác cao.
5.3.2 Ph−ơng pháp hiệu chỉnh la bàn 5.3.2.1 Bản chất của ph−ơng pháp.
Bản chất của ph−ơng pháp xác định độ lệch riêng δ của la bàn là so sánh giữa ph−ơng vị la bàn PL với ph−ơng vị địa từ Pd hoặc so sánh giữa h−ớng đi la bàn HL với h−ớng đi địa từ Hd.
Ta có công thức xác định δ nh− sau:
δ = Pd - PL (5.1)
hoặc δ = Hd - HL (5.2)
Tr−ờng hợp so sánh với h−ớng la bàn con quay HLq biết sai số la bàn con quay ∆Lq, ta có công thức sau :
δ = HLq + ∆Lq - d - HL (5.3)
Trong đó
5.3.2.2. Ph−ơng pháp sơ bộ khử độ lệch la bàn
Để rút ngắn đ−ợc thời gian điều động tàu khử độ lệch la bàn, cần làm tốt công tác khử sơ bộ độ lệch nh− sau:
+ Tham khảo các tàu cùng loại để đặt tr−ớc các thiết bị khử độ lệch phần t−, khử độ lệch bán vòng phụ, khử độ lệch tàu nghiêng và khử độ lệch bán vòng chính vào các vị trí theo kinh nghiệm của cán bộ hiệu chỉnh.
+Sử dụng các h−ớng của tàu nằm trùng hoặc gần trùng 4 h−ớng chính và 4 h−ớng phần t−. Khi tàu còn nằm cầu cảng hoặc các h−ớng đi trên luồng tr−ớc khi rời khu vực tr−ờng khử độ lệch để đặt các thiết bị khử cho phù hợp.
5.3.2.3. Ph−ơng pháp chính thức khử độ lệch la bàn tiến hành nh− sau
Tr−ớc khi khử độ lệch chính thức, ph−ơng án điều động tàu đã đ−ợc chuẩn bị. Ph−ơng án này phải thông qua thuyền tr−ởng, đ−ợc thuyền tr−ởng nhất trí và thống nhất ph−ơng án chạy tàu cho hợp lí và an toàn hàng hải.
Tiến hành điều động tàu chạy 6 h−ớng để khử độ lệch. Trong đó chạy 4 h−ớng chính N, S, E,W để khử độ lệch bán vòng chính và chạy 2 h−ớng phụ để khử độ lệch phần t−.
Trong quá trình chạy tàu yêu cầu trên mỗi h−ớng tàu đều phải cắt chập tiêu, ổn định mũi tàu tr−ớc khi cắt chập tiêu từ 3 phút đến 5 phút. Khi cắt chập tiêu, nhanh chóng đo ph−ơng vị la bàn, xác định độ lệch δ và tiến hành khử độ lệch.
Tiến hành điều động tàu khử độ lệch nh− trên đến khi độ lệch còn lại trên 6 h−ớng nằm trong giời hạn cho phép δ [± 30 , ta tiến hành chạy tàu 8 h−ớng lần cuối xác định độ lệch còn lại trên 8 h−ớng gồm 4 h−ớng chính N, S, E, W và 4 h−ớng phần t− NE, SE, SW, NW. Kết quả độ lệch trên 8 h−ớng nh− sau :δN, δNE, δE, δSE, δS, δSW, δWvà δNW
Sau khi có kết quả độ lệch trên 8 h−ớng ta tiến hành lập bảng độ lệch còn lại theo tiết 5.4
5.4. Ph−ơng pháp lập bảng độ lệch còn lại
5.4.1 Sự cần thiết phải lập bảng độ lệch còn lại
Độ lệch riêng la bàn δ dù tiến hành khử bằng bất kỳ ph−ơng pháp nào cũng không thể triệt tiêu hết đ−ợc sai số, cho nên mỗi la bàn trên tàu sau khi khử độ lệch vẫn tồn tại một độ lệch nhất định. Độ lệch này nằm trong khoảng giới hạn cho phép δ ≤± 30 , ta phải tiến hành lập bảng độ lệch còn lại và vẽ đ−ờng cong biểu diễn trị số độ lệch. Đ−ờng cong độ lệch th−ờng biến thiên theo qui luật có dạng sin hoặc hình cos.
Bảng độ lệch này có ý nghĩa quan trọng trong quá trình hàng hải. Theo Solas 74 ch−ơng 5 điều 19 và theo theo đăng kiểm tàu biển VN thì bảng độ lêch này đ−ợc coi nh− một giấy chứng nhận độ lệch la bàn, đ−ợc cấp cho mỗi la bàn chuẩn trên tàu. Bảng độ lệch này có giá trị trong thời gian là 12 tháng và đ−ợc niêm yết trên buồng thao tác hải đồ, để sử dụng trong quá trình tàu chạy biển.
5.4.2 Ph−ơng pháp lập bảng độ lệch còn lại
Để lập bảng độ lệch còn lại của la bàn từ ta tiến hành theo 3 b−ớc sau đây:
- B−ớc 1: điều động tàu chạy theo 8 h−ớng: N, NE, E, SE, S, SW, W, NW. Tiến hành khử độ lệch và xác định độ lệch còn lại trên 8 h−ớng đ−ợc ký hiệu nh− sau: δN, δNE, δE, δSE, δS,
δSW, δWvà δNW
- B−ớc 2: tính 5 hệ số gần đúng A, B, C, D, E
- B−ớc 3: Lập bảng độ lệch còn lại và vẽ đ−ờng cong biểu diễn trị số độ lệch. Để tính 5 hệ số gần đúng A, B, C, D, E ta có 2 ph−ơng pháp:
1. Ph−ơng pháp tính toán theo công thức:
Dựa vào công thức độ lệch cơ bản đã đ−ợc lập, ta có:
δ = A + BsinHd + CcosHd + Dsin2Hd + Ecos2Hd
Dựa vào kết quả xác định độ lệch còn lại trên 8 h−ớng theo b−ớc 1, ta có : δN, δNE, δE,
δSE, δS, δSW, δWvà δNW
Vậy ta viết đ−ợc công thức độ lệch ứng với 8 h−ớng nh− sau:
Hd = 00 => δN = A + Bsin00 + Ccos00 + Dsin00 + Ecos00
Hd = 450 => δNE = A + Bsin450 + Ccos450 + Dsin900 + Ecos900
Hd = 900 => δE = A + Bsin900 + Ccos900 + Dsin1800 + Ecos1800
Hd = 1350 => δSE = A + Bsin1350 + Ccos1350 + Dsin2700 + Ecos2700 (5.4) Hd = 1800 => δS = A + Bsin1800 + Ccos1800 + Dsin3600 + Ecos3600
Hd = 2250 => δSW = A + Bsin2250 + Ccos2250 + Dsin4500 + Ecos4500
Hd = 2700 => δW = A + Bsin2700 + Ccos2700 + Dsin5400 + Ecos5400
Hd = 3150 => δNW = A + Bsin3150 + Ccos3150 + Dsin6300 + Ecos6300 Chú ý:
* Các góc lớn hơn 3600 thì ta trừ đi 3600
* Các góc phần t−: 450, 1350, 2250, 3150 có giá trị tuyệt đối của sin và cos bằng nhau ta có thể ký hiệu chung là S45
Thay các giá trị hàm số l−ợng giác vào, ta có 8 ph−ơng trình sau:
δN = A + C + E δNE = A + B S45 + C S45 + D δE = A + B - E. δSE = A + B S45 - C S45 - D δS = A - C + E. (5.5) δSW = A - B S45 - C S45 + D δW = A - B - E. δNW = A - B S45 + C S45 - D
+ Tính hệ số A: Cộng hai vế của 8 ph−ơng trình của hệ ph−ơng trình (5.5). Ta có δN+ δNE+ δE+ δSE+ δS+ δSW+ δW+ δNW = 8A 8 NW W SW S SE E NE N A δ +δ +δ +δ +δ +δ +δ +δ = (5.6)
+ Tính hệ số B: hệ số B xuất hiện trên 6 ph−ơng trình của hệ ph−ơng trình (5.5). Ta nhân 2 vế của mỗi ph−ơng trình với hệ số của B rồi cộng lại
Ta có: δNES45 + δE + δSES45+ δSW(- S45) + δW(-1) + δNW(- S45) = 2B + 4Bsin2450 Vậy: (δE - δW) + (δNE - δSW) S45 + (δSE- δNW) S45 = 4B Suy ra: 2 * 2 * 2 2 S45 S45 B NW SE SW NE W E δ δ δ δ δ δ − + − + − = (5.7)
+ Tính hệ số C: hệ số C xuất hiện trên 6 ph−ơng trình của hệ ph−ơng trình (5.5) Ta nhân 2 vế của mỗi ph−ơng trình với hệ số của C rồi cộng lại
Ta có : δN + δNE. S45 + δSE. (- S45) + δS.(- 1 ) + δSW.(- S45) + δNW. S45 = 2C + 4C.sin2450 Vậy: (δN - δS) + (δNE - δSW ). S45 + (δSE - δNW ). (- S45) = 4C Suy ra : 2 * 2 * 2 2 S45 S45 C NW SE SW NE S N δ δ δ δ δ δ − + − + − = (5.8)
+ Tính hệ số D : hệ số D xuất hiện trên 4 ph−ơng trình của hệ ph−ơng trình (5.5) Ta nhân 2 vế của mỗi ph−ơng trình với hệ số của D rồi cộng lại
Ta có : δNE- δSE + δSW - δNW = 4D Suy ra 2 2 2 NW SE SW NE D δ δ δ δ + − + = (5.9)
+ Tính hệ số E : hệ số D xuất hiện trên 4 ph−ơng trình của hệ ph−ơng trình (5.5). Ta nhân 2 vế của mỗi ph−ơng trình với hệ số của E rồi cộng lại
ta có : (δN- δE )+ (δS - δW) = 4E Suy ra 2 2 2 ƯW E S N E δ δ δ δ + − + = (5.10)
+ Từ các công thức tính 5 hệ số A, B, C, D, E ta sử dụng máy tính bỏ túi, tính toán cho kết quả nhanh hoặc ng−ời ta sử dụng máy vi tính lập trình theo 5 công thức tính A, B, C, D, E cho kết quả nhanh và chính xác cao.
2) Tính các hệ số A, B, C, D, E một cách đơn giản nguời ta sử dụng sơ đồ bảng 5.1 nh− sau:
Khi nghiên cứu lập sơ đồ chú ý tới các nửa tổng và hiệu độ lệch trên các h−ớng ng−ợc nhau:
(δN + δS )/ 2 , (δE+ δW)/ 2 , (δNE - δSW)/ 2 , (δSE- δNW)/ 2
Nghiên cứu sắp xếp chúng thế nào để ta chỉ cần tính một lần có thể sử dụng cho tất cả các bài toán tính hệ số.
Chẳng hạn tính nửa tổng (δN + δS )/ 2 , ng−ời ta viết vào dòng đầu của cột III và cộtVII. Giá trị tuyệt đối này đ−ợc sử dụng để tính hệ số A và E. Nửa hiệu (δNE - δSW)/2 đ−ợc ghi ở dòng đầu cột IV, sau đó nhân với S45 và ghi vào dòng đầu cột V và VI, nó đ−ợc sử dụng để tính hệ số B và C. Với cách lập sơ đồ nh− vậy ta có thể tạo ra đ−ợc những hàng và cột t−ơng ứng các công thức tính các hệ số.
Sau khi điền các số vào bảng ta chỉ việc cộng đại số theo hàng hoặc cột sẽ ra các hệ số cần thiết.
Tính toán theo sơ đồ các số hạng chính xác tới 0,01O, thì các hệ số có độ chính xác tới 0,1O.
Theo các hệ số tính toán đ−ợc, ta có thể đánh giá đ−ợc chất l−ợng của công việc khử độ lệch và điều kiện từ làm việc của la bàn.
Nếu nh− các hệ số B, C tính toán đ−ợc có giá trị nhỏ thì điều dó chứng tỏ rằng độ lệch bán vòng đã đ−ợc khử tốt. Độ lớn của hệ số D thể hiện chất l−ợng khử độ lệch phần t− do lực