:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA: HÀNG HẢI
BỘ MÔN: CƠ SỞ HÀNG HẢI
TÀI LIỆU HỌC TẬP
LA BÀN TỪ
MÃ HỌC PHẦN 11107
TÊN HỌC PHẦN : LA BÀN TỪ
TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO : ĐẠI HỌC
DÙNG CHO SV NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN
2
LỜI NÓI ĐẦU
La bàn từ là một thiết bị hàng hải có tác dụng để chỉ hướng đi và xác định
vị trí tàu trên biển. Căn cứ vào tính chất định hướng của thành phần nhạy cảm theo
hướng kinh tuyến từ. Con người đó lợi dụng tính chất này để chế tạo la bàn từ đầu
tiên vào cuối thế kỉ XII.
Cuối thế kỉ XV, các nhà khoa học hàng hải đó phát hiện ra kim la bàn không
chỉ chính xác theo hướng bắc, nam thật mà chỉ lệch đi một góc, góc đó được gọi là
độ lệch địa từ.
Cuối thế kỉ XVIII cùng với sự phát triển của ngành đóng tàu bằng sắt thép. La
bàn từ được trang bị trên tàu, các nhà hàng hải đó phát hiện ra la bàn chỉ hướng
mang sai số lớn. Nguyên nhân gây ra sai số la bàn là do ảnh hưởng của từ trường
sắt thép trên tàu tác dụng vào kim la bàn làm kim la bàn chỉ lệch khỏi kinh tuyến từ
một góc, góc này gọi là độ lệch riêng la bàn. Để khử bớt góc lệch này, người ta đưa
thêm các thiết bị khử vào thân la bàn.
Hiện nay trên các tàu hiện đại, ngoài la bàn từ trên tàu cũng được trang bị
thêm nhiều thiết bị chỉ hướng hiện đại khác như: la bàn con quay, hệ thống định vị
toàn cầu GPS, hệ thống SATELLITE COMPASS, hoạt động với độ chính xác cao,
song điều đó không làm giảm vai trò của la bàn từ trên tàu biển. Do ưu điểm đặc
biệt là độ tin cậy rất cao nên la bàn từ được các nhà hàng hải gọi là la bàn chuẩn.
Nếu thiếu la bàn chuẩn trên tàu, theo quy phạm của đăng kiểm hàng hải thì tàu đó
không đủ điền kiện chạy biển.
Cùng với sự phát triển của ngành hàng hải, la bàn từ ngày càng phát triển
không ngừng. La bàn từ truyền mặt số ra đời, được sử dụng vào ngành hàng hải.
Nó có tác dụng truyền chỉ số hướng đi của la bàn tới máy lái tự động để tự động
điều khiển tàu.
Các loại la bàn từ được trang bị trên tàu biển:
+ La bàn chuẩn được đặt trên boong thượng;
+ La bàn lái được đặt trong buồng lái hoặc được thay thế bằng la bàn con
quay;
+ La bàn xuồng được đặt trên xuồng cứu sinh;
+ La bàn lái sự cố được đặt trong buồng lái sự cố.
Theo quy phạm về an toàn hàng hải thế giới, điều 12 chương V SOLAS 74 la
bàn từ là một thiết bị bắt buộc phải trang bị trên tàu biển, nên môn học la bàn từ
cũng là một môn học chuyên ngành bắt buộc. Để đáp ứng được yêu cầu đổi mới về
công tác đào tạo và tiêu chuẩn hóa giáo trình giảng dạy, học tập, bồi dưỡng nâng
cao công tác huấn luyện thuyền viên và nghiên cứu khoa học của cán bộ giảng viên
và sinh viên đại học ngành Hàng hải.
Giáo trình la bàn từ đã được xuất bản lần đầu vào năm 2006 do tác giả
Nguyễn Văn Hòa làm chủ biên. Sau 7 năm đưa vào giảng dạy và học tập cho sinh
viên Điều khiển tàu biển Trường Đại học Hàng hải đã đáp ứng được đầy đủ về mặt
3
lý thuyết và thực hành. Đồng thời giáo trình la bàn từ cũng là tài liệu cơ bản để cập
nhật cho các lớp sỹ quan quản lý, sỹ quan vận hành Boong và lớp Cao đẳng nâng
cao.
Cùng với sự phát triển nhanh của các ngành khoa học điều khiển tàu. Các thiết
bị chỉ hướng cho tàu chạy biển cũng liên tục thay đổi và phát triển. Để đáp ứng
được nhu cầu thực tế đòi hỏi, giáo trình la bàn từ được xuất bản lần 2. Tác giả
Nguyễn Văn Hòa đã đầu tư thời gian, nghiên cứu chỉnh sửa nội dung cũ và cho bổ
sung thêm 2 chương mới. Như vậy giáo trình la bàn từ lần này gồm 7 chương.
Chương 1 đến chương 6 do tác giả Nguyễn Văn Hòa làm chủ biên giới thiệu đầy đủ
về phần lý luận độ lệch, cấu tạo la bàn và phương pháp khử độ lệch. Ngoài ra còn
giới thiệu sơ lược về nguyên lý cấu của la bàn truyền mặt số. Các phương pháp ứng
dụng thực tế bằng chập tiêu nhân tạo, tự nhiên và phương pháp kết hợp với la bàn
con quay để khử độ lệch la bàn từ trên tàu biển tại khu vực Hải Phòng, Quảng
Ninh. Chương 7 do Tiến sỹ Nguyễn Minh Đức làm chủ biên đã giới thiệu về
nguyên lý cấu tạo của la bàn vệ tinh, và một số hệ thống la bàn vệ tinh phổ biến
được lắp đặt trên tàu biển hiện nay.
Giáo trình này làm tài liệu nghiên cứu và học tập cho sinh viên Trường Đại
học Hàng hải, ngành Hàng hải, đồng thời có thể làm tài liệu nghiên cứu và tham
khảo cho những người làm công tác hàng hải, công tác đánh cá trên biển.
Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng, song giáo trình này không tránh khỏi thiếu
sót, rất mong được sự đóng góp và phê bình của bạn đọc để giáo trình ngày càng
hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến xin gửi về theo địa chỉ Email:
Hanghaidktb@vimaru.edu.vn, bộ môn Hàng hải, Khoa Hàng hải, Trường Đại học
Hàng hải Việt Nam, số 484 Lạch Tray – Ngô Quyền – Hải Phòng.
Xin chân thành cảm ơn!
Người biên soạn: Nguyễn Văn Hòa
Bộ môn Cơ Sở Hàng hải - Khoa Hàng hải
4
MỤC LỤC Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TỪ TRƯỜNG 5
1.1. Từ tính và nam châm 5
1.2. Cường độ từ trường của nam châm thẳng 8
1.3. Sự tác dụng lẫn nhau của hai thanh nam châm đặt trong từ trường đều 11
1.4. Vật thể sắt từ - phương pháp luyện sắt từ thành nam châm 13
1.5. Từ trường của trái đất - độ lệch địa từ 16
1.6. Nguyên tắc làm việc của la bàn từ 19
1.7. Câu hỏi ôn tập chương I 21
Chương 2: LÝ LUẬN ĐỘ LỆCH LA BÀN 22
2.1. Từ trường tàu- Độ lệch la bàn từ 22
2.2. Phương trình Passon 23
2.3. Hệ số sắt non 27
2.4. Các lực tác dụng đối với la bàn 31
2.5. Độ lệch và công thức độ lệch cơ bản 37
2.6. Nguyên lý độ lệch tàu nghiêng 42
2.7. Câu hỏi ôn tập chương II 46
Chương 3: LA BÀN TỪ HÀNG HẢI VÀ CÁC THIẾT BỊ KHỬ ĐỘ LỆCH 47
3.1. Cấu tạo la bàn từ của LIÊN XÔ 47
3.2. Cấu tạo la bàn từ của NHẬT 55
3.3. Kiểm tra la bàn từ 65
3.4. Đặt la bàn từ trên tàu 69
3.5. Các thiết bị khử độ lệch la bàn 72
3.6. La bàn từ hàng hải truyền mặt số 86
3.7. Truyền mặt số và hệ thống truy theo 91
3.8. Câu hỏi ôn tập chương III 92
Chương 4: PHƯƠNG PHÁP KHỬ ĐỘ LỆCH LA BÀN TỪ 93
4.1. Sự cần thiết phải khử độ lệch 93
4.2. Nguyên tắc khử độ lệch la bàn 93
4.3. Xác định đầu của thanh nam châm khử độ lệch 94
4.4. Phương pháp ERY khử độ lệch la bàn 95
4.5. Khử độ lệch cảm ứng 100
4.6. Phương pháp cô lông ga khử độ lệch la bàn 101
4.7. So sánh hai phương pháp Ery và Cô Lông Ga 105
4.8. Khử gần đúng bằng phương pháp cô lông ga trên hai hướng đi la bàn
vuông góc với nhau
106
4.9. Khử độ lệch gần đúng trên hai hướng từ chính ngược nhau 107
4.10. Những nguyên nhân làm độ lệch bán vòng thay đổi 109
4.11. Khử độ lệch khi tàu thay đổi vĩ độ từ 110
5
4.12. Khử độ lệch tàu nghiêng 112
4.13. Câu hỏi ôn tập chương IV 114
Chương 5: CÔNG TÁC HIỆU CHỈNH LA BÀN VÀ PHƯƠNG PHÁP LẬP
BẢNG ĐỘ LỆCH CÒN LẠI
115
5.1. Những trường hợp cần thiết phải hiệu chỉnh la bàn 115
5.2. Thứ tự khử các lực độ lệch 115
5.3. Công tác hiệu chỉnh la bàn từ 116
5.4. Phương pháp lập bảng độ lệch còn lại 118
5.5. Câu hỏi ôn tập chương V 127
Chương 6: PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG THỰC TẾ SỬ DỤNG CÁC LOẠI
CHẬP TIÊU VÀ LA BÀN CON QUAY ĐỂ KHỬ ĐỘ LỆCH LA BÀN TỪ
TẠI KHU VỰC HẢI PHÒNG VÀ QUẢNG NINH
129
6.1. Giới thiệu các loại chập tiêu nhân tạo, chập tiêu tự nhiên tại khu vực HP, QN
đã được ứng dụng khử độ lệch la bàn từ trên tàu đóng mới và tàu sửa chữa lớn
129
6.2. Phương pháp sử dụng chập tiêu nhân tạo 3310: Đèn Aryo và đèn Rừng để
khử độ lệch la bàn từ cho tàu có trọng tải 1.000 tấn
130
6.3. Khử độ lệch la bàn từ trên tàu đóng mới bằng phương pháp kết hợp với la
bàn con quay
137
6.4. Sử dụng chập tiêu tự nhiên để khử độ lệch la bàn từ 146
6.5. Câu hỏi ôn tập chương VI 157
Chương 7: LA BÀN VỆ TINH 158
7.1. Một số nguyên lý cơ bản của la bàn vệ tinh 158
7.2. Một số hệ thống la bàn vệ tinh phổ biến 165
7.3. Giới thiệu khuyến cáo của imo (msc-116-73) về tiêu chuẩn hoạt động của
thiết bị phát báo hướng tàu
179
TÀI LIỆU THAM KHẢO 182