Судовые магнитные компасы. Смотреть что такое "морской компас" в других словарях. Стрелка, закрепленная на диске

Компасом называют навигационный прибор, предназначенный для определения курса судна и направлений на различные береговые или плавучие предметы, находящиеся в поле зрения судоводителя. Компас используется также для определения направления ветра и дрейфа судна. По показанию магнитного компаса производится управление судном, с его помощью определяют пеленги на береговые предметы. Обычно магнитный компас устанавливается на высоком открытом месте в диаметральной плоскости судна.

В магнитном компасе использовано свойство магнитной стрелки устанавливаться своими концами в направлении действующего на нее магнитного поля. На стрелку судового компаса, кроме магнитного поля земли, действует также магнитное поле, создаваемое на судне железным корпусом и железными предметами оборудования. Под действием этих двух сил магнитная стрелка устанавливается в плоскости компасного меридиана. Магнитный компас подвержен влиянию и других внешних сил, возникающих при качке, поворотах судна, которые выводят стрелку из устойчивого положения. На стрелку компаса влияет также вибрация корпуса от работы двигателя.

У морских магнитных компасов роль стрелки выполняет система из четырех, шести и более тонких магнитов, помещенных в котелок с жидкостью, обеспечивающей быстрое гашение колебаний магнитной системы.

У компасов, которыми пользуются на суше, в том числе и туристских, шкала с градусным делением нанесена на корпусе компаса. Такой компас, установленный на судне, будет вращаться вместе с судном и шкалой отсчета. - ЗАЧЕМ ВСЕ ЭТО??????????????????????????

Воздушный поплавок поддерживает магнитную систему на плаву, что обеспечивает минимальное трение в точке подвеса. Морской магнитный компас снабжен специальным устройством –девиацион-ным прибором, уменьшающим воздействие на магнитную систему компаса магнитного поля железного корпуса судна. С помощью карданового подвеса обеспечивается горизонтальное положение котелка во время качки, крена и дифферента.НЕТ ОСНОВНОЙ ФОРМУЛЫ

3.2.Способы определения поправки компаса.ИМЕЕТСЯ В ВИДУ ГИРОКОМПАС

Поправкой компаса называется величина параметра (курса или пеленга), компенсирующая систематическую ошибку его измерения.

Для определения поправки любого компаса необходимо сравнить истинное и компасное направления на один и тот же ориентир, т.е:

∆МК = ИП – КП.

Определение поправки компаса по створу. ИП створа снимают с карты. КП берут в момент пересечения створной линии. Определение поправки компаса по береговым естественным створам (например, срезам двух мысов). В момент пересечения линии естественных створов снимают компасный пеленг и сравнивают его с направлением линии, снятой с карты, проходящей через срезы двух мысов.

Определение поправки компаса по пеленгу отдаленного ориентира. Этот способ применяют при стоянке судна на якоре, когда место ориентира и стоянки точно известно.

Определение поправки компаса по сличению с другим компасом, поправка которого известна. Способ применяют для определения поправки главного и путевого магнитных компасов путем сличения показаний с гирокомпасом, поправка которого известна. По команде два наблюдателя одновременно замечают курс по обоим компасам. Определяют:

∆МК = (ГКК + ∆ГК) – КК.

Определение поправки компаса при определении места судна по трем пеленгам. При определении места судна по трем пеленгам возможно появление так называемого треугольника погрешностей, т. е. проложенные линии положения не пересекаются в одной точке. Когда имеется уверенность в правильном опознании ориентиров и в отсутствии грубых погрешностей в пеленгах, а треугольник получается большим, то это свидетельствует о погрешности в принятой поправки компаса. Чтобы исключить такую погрешность, а заодно и определить действующую поправку компаса, поступают

следующим образом:

– все пеленги изменяют на 3-5 0 в ту или иную сторону, и после прокладки получают новый треугольник погрешностей;

– через сходственные вершины старого и нового треугольников погрешностей проводят линии, а точку М их пересечения принимают за обсервованное место судна, свободное от влияния систематической погрешности в поправке компаса ∆К;

– точку М соединяют с ориентирами на карте и измеряют транспортиром полученные истинные пеленги. Сравнив их с компасными пеленгами тех же ориентиров, находят три значения поправки компаса ∆К = ИП – КП. Среднее арифметическое из полученных результатов принимают за действительную поправку на данном курсе.

При определении поправки компаса астрономическим способом в качестве компасного направления используется пеленг на светило, измеренный с помощью пеленгатора, а в качестве истинного направления – счислимый азимут данного светила, вычисленный на момент измерения табличным или машинным способом.

Необходимо соблюдать следующие условия:

1. Использовать для уточнения ∆К светила, находящиеся на небольшой высоте (h< 30°) и вблизи диаметральной плоскости судна (КУ< 30°);

2. Измерения следует производить сериями из 3-5 пеленгов с перефиксацией пеленгатора;

3. Пеленга измеряют с точностью до 0,1°, моменты замеров фиксируют с точностью не хуже 2-3 с;

4. Счислимый азимут нужно перевести в круговой счет, т.е. ИП = А к.

Существует несколько способов определения АК по светилам:

1.Определение ∆К по светилу, находящемуся на произвольном азимуте;

2.Определение ∆К по Солнцу в момент его истинного восхода и захода;

3.Определение ∆К по наблюдениям Полярной звезды.

Первый способ – основной и наиболее распространенный, два других являются его частными случаями. Он выполняется в следующей последовательности:

Пример: 24 августа 2006года, Средиземное море. В Т с = 20:46′ ; N=1E; Измерили серию компасных пеленгов: α Скорпиона

– КП ср = 219,5°; Т гр.ср. = 19:45′ 07″ , ϕ с = 33°19,0′ N; λ c = 21°43,0′ E; КК = 196,0°, определить ∆К.

1. Вычисляют по МАЕ δ и t м звезды α Скорпиона на Т гр.ср. =19: 45′ 07″

2. Вычисляют истинный пеленг светила одним из способов:– по таблицам ТВА:

С помощью калькулятора по формулам ПТ: ОБОЗНАЧЕНИЯ СУДОВДЫ НЕ ПОЙМУТ

Ctg A = cosϕ · tgδ · cosec tм - sinϕ · ctg tм

Сtg A = 0,8356∗ - 0,4975 ∗ 1,4525 – 0,5493 · 1,0547 = -1,1825

А = arcctg – 1,1825 = 40,22°; А к = 220,2°

на компьютере с использованием программы "Электронный альманах” А к = 220,2°

3. Рассчитывают поправку компаса:

∆К = ИП – КП = 220,2° - 219,5° = + 0,7°. – обозначения в формулах НЕПОНЯТНЫ

Определение ∆К по Солнцу в момент его восхода и захода:

Если в момент восхода, либо захода Солнца (в момент касания горизонта его нижним краем) измерить его компасный пеленг, то можно быстро и достаточно точно определить поправку компаса. Специфика данного способа состоит в том, что в момент восхода (захода) Солнца высота его центра равна совершенно конкретной величине (- 24,4′ см. МТ-2000), поэтому искомый Азимут является функцией двух параметров – широты и склонения. Поэтому А с легче вычисляется и проще табули-руется. Для расчета азимута Солнца используется таблица 3.37 МТ-2000. Входными аргументами в табл.3.37 являются счислимая широта - ϕ с, снятая с прокладки на момент замера компасного пеленга, и склонение Солнца - δ о, которое выбирают из МАЕ на гринвичский момент восхода (захода). Табличный азимут дан в полукруговом счете; первая буква наименования при этом одноименна со счислимой широтой, а вторая при восходе Солнца – Е, а при заходе – W.

Следует помнить, что полученная таким образом мгновенная поправка компаса, менее точна и надежна, чем полученная основным способом, поэтому её чаще используют только для контроля.

Пример:12 апреля 2006г; Черное море. ϕ с = 44°25,0′ N; λ c = 34°12,0′ E; КК = 92,0°; Т с = 06:08′ ; N=3E; Измерили компасный пеленг Солнца в момент его восхода: КПо = 77,2°; определить ∆К.

1. Определяют гринвичское время восхода и на полученный момент выбирают из МАЕ склонение Солнца:

Т гр = Т с ± N W/E = 06:08′ – 3 = 03: 08′

На Т гр = 03:08′ 12.04.02 из МАЕ - δ о = 08°36,0′ N

2. Входят в табл. 3.37 МТ-2000 с ϕ с = 44°25,0′ N и δ о = 08°36,0′ N и получают на 12 апреля А т = N 77,7° Е, с учетом

интерполяции по ϕ и δ о получают А к = ИП = 77,5°.

3. Вычисляют ∆К = ИП – КП = 77,5° - 77,2° = + 0,3° . ТОЖЕ САМОЕ – НЕПОНЯТНО ЧТО К ЧЕМУ

3.3. Практические способы определения девиации магнитного компаса.

Обычно остаточную девиацию определяют после ее уничтожения, но иногда определение девиации может выполняться как самостоятельная работа. Такая необходимость появляется, если обнаружено заметное расхождение наблюдаемой девиации на отдельных курсах с ее табличными значениями, а также при перевозке металлических грузов, после плавания во льдах, при существенном изменении судном широты.

Различают полное определение девиации для составления таблицы девиации и частичное, на отдельных курсах, с целью контроля работы магнитного компаса.

Для составления таблицы девиацию чаще всего определяют на восьми главных и четвертных компасных курсах, затем по наблюдаемым величинам девиации вычисляют коэффициенты девиации А, В, С, D и Е. Далее по известным коэффициентам рассчитывают таблицу девиации на любое количество курсов, используя формулу (1). В зависимости от величины коэффициентов таблицу девиации вычисляют на 24 или 36 курсов. Если какой-либо коэффициент превышает 3°, таблицу составляют через 10°, а при меньших коэффициентах - через 15°. Аргументом входа в таблицу является компасный курс.

Таблица девиации подписывается лицом, производившим ее определение. В таблицу также заносятся рассчитанные значения коэффициентов девиации.

Определение девиации выполняют на пале или на малом ходу судна, причем прежде, чем приступить к определению девиации на новом курсе, необходимо выждать 3 - 5 мин, необходимых для перемагничивания судна. На каждом курсе следует по возможности определить девиацию из 3 - 5 наблюдений, а результат осреднить. Точность снятия отсчета пеленга или курса должна быть не ниже 0,2°.

Все основные способы определения девиации сводятся к сравнению магнитных направлений (пеленгов, курсов) с направлениями, измеренными по компасу. Для вычисления девиации применяют следующие формулы:

δ = МП - КП,

δ = ОМП - ОКП, (1)

δ = МК - КК

Все способы определения девиации различаются только методом получения величины магнитного пеленга или курса. Основные способы определения девиации являются:

- Определение девиации по створу или по вееру створов - является наиболее точным способом. Сущность способа заключается в том, что в момент пересечения створа замечают пеленг по компасу.

Магнитное направление створа рассчитывают по истинному направлению и величине

Веер створов (рис. 24) позволяет определить девиацию несколько раз на одном курсе. Магнитные направления веера створов даются в лоциях или в описаниях девиационных полигонов. Если в районе определения девиации не имеется створов, нанесенных на карту, то можно использовать створ любых предметов (приметных башен, зданий, мачт, мысов и т.п.). Магнитное направление такого створа приближенно рассчитывают как среднее из восьми направлений, измеренных по компасу на главных и четвертных курсах,

- Определение девиации по пеленгу отдаленного предмета производят, когда отсутствуют створы в районе работ. Чаще этот способ выполняют, когда место судна не меняется или меняется незначительно, т.е. при стоянке судна на девиационном пале, бочках и т.п. Величина магнитного пеленга может быть получена с карты, если место судна известно с высокой точностью. Если же такой возможности нет, опять рассчитывают магнитный пеленг как средний из восьми измеренных компасных на главных и четвертных румбах по формуле (2). При развороте судна на новый курс место его на местности не остается постоянным, и при этом изменяется величина МП. Очевидно, что способ можно применять только тогда, когда изменение пеленга Δ от среднего значения не превысит определенной допустимой величины. Из рис. 25 видно, что между расстоянием до ориентира D, радиусом окружности, внутри которой изменяется положение судна (компаса), r и углом Δ существует соотношение:

если задать Δ = 0,2°, то D = 300r. (3)

Таким образом, например, при r = 100 м расстояние до ориентира должно быть не менее 16,2 мили.

Способ может применяться и на ходу судна, но при этом пеленг на отдаленный предмет берут в тот момент, когда судно проходит в непосредственной близости от заранее установленного буйка или вешки. Примерная схема маневрирования при определении девиации указанным способом приведена на рис. 26.

Определение девиации по сличению с главным магнитным компасом обычно производят у путевого компаса, так как возможности измерения пеленга с него не имеется. На восемь главных и четвертных курсов ложатся по путевому компасу, а магнитный курс рассчитывают по КК главного компаса. Девиацию путевого компаса δп получают по следующим формулам:

МК=ККгл+δгл. δп=МК - ККп (4)

или по рабочей формуле, полученной после подстановки первого уравнения во второе,

δп=ККгл - ККп+δгл. (5)

Сличение показаний компасов, т. е. одновременное фиксирование курса производят 3 - 5 раз и выводят среднее значение.

Определение девиации по взаимным пеленгам можно выполнять, когда на видимости не имеется створов и отдаленных предметов, а представляется возможность свезти на берег компас и установить его на треноге. Место установки компаса должно обеспечивать взаимную видимость компаса и судна.

При определении девиации по какому-нибудь сигналу (спуск обусловленного сигнального флага, команда по радио и т.п.) измеряют одновременно пеленг с берега и судна. Пеленг с берегового компаса представляет собой МП + 180°, поэтому легко рассчитать и величину девиации.

Определение девиации по сличению с гирокомпасом - распространенный способ на судах, имеющих гирокомпас. Сущность способа заключается в том, что магнитный курс получают, определив истинный из показаний гирокомпаса, а склонение выбирают с карты. В процессе определения девиации судно последовательно ложится на восемь главных и четвертных курсов по магнитному компасу. На каждом курсе одновременно замечают (сличают) курсы по гирокомпасу и магнитному компасу.

Расчет девиации производят последовательно по следующим формулам:

ик=гкк+Δгк,

МК = ИК - d, δ=МК - КК

или по рабочей формуле, полученной из них, (6)

δ = ГКК-КК+(ΔГК - d),

где ГКК н ΔГК - курс по гирокомпасу и поправка компаса соответственно.

Сличение выполняют 3 - 5 раз, а полученные девиации осредняют.

Способ следует выполнять на самом малом ходу, избегая поворотов на большой угол, так как при этом сводятся к минимуму погрешности в поправке гирокомпаса от влияния ускорений.

Кроме рассмотренных способов, применяют способ определения девиации по пеленгам небесных светил, если имеется возможность измерить пеленг на светило (Солнце, Луну, звезду) и рассчитать его азимут.

Во время плавания необходимо использовать любую возможность для регулярного определения девиации на отдельных курсах с целью контроля достоверности таблицы девиации. Для этого чаще всего используют определения поправки компаса по створам, по пеленгам небесных светил и по сличению с гирокомпасом.

3.4. Принцип работы гирокомпаса, учет погрешностей в его показаниях. Способы определения поправки гирокомпаса.

Основными приборами курсоуказания является гирокомпас. Основой всех гироскопических курсоуказателей является гироскоп (быстро вращающееся твердое тело), а работа этих курсоуказа-телей основана на свойстве гироскопа сохранять неизменным направление оси вращения в пространстве без действия моментов внешних сил.

Принцип действия гирокомпаса можно описать с помощью упрощенной схемы, приведенной на рисунке 27. Простейший гирокомпас состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна. Предположим, что гирокомпас находится на экваторе, а ось вращения его гироскопа совпадает с направлением запад - восток (позиция a); она сохраняет свою ориентацию в пространстве в отсутствие воздействия внешних сил. Но Земля вращается, совершая один оборот в сутки. Так как наблюдатель, находящийся рядом, вращается вместе с планетой, он видит, как восточный конец (E) оси гироскопа поднимается, а западный (W) опускается; при этом центр тяжести шара смещается к востоку и вверх (позиция б). Однако сила земного притяжения препятствует такому смещению центра тяжести, и в результате ее воздействия ось гироскопа поворачивается так, чтобы совпасть с осью суточного вращения Земли, т. е. с направлением север - юг (это вращательное движение оси гироскопа под действием внешней силы называется прецессией). Когда ось гироскопа совпадет с направлением север - юг (N - S, позиция в), центр тяжести окажется в нижнем положении на вертикали и причина прецессии исчезнет. Поставив метку "Север" (N) на то место шара, в которое упирается соответствующий конец оси гироскопа, и соотнеся ей шкалу с нужными делениями, получают надежный компас. В реальном гирокомпасе предусмотрены компенсация девиации компаса и поправка на широту места. Действие гирокомпаса зависит от вращения Земли и особенностей взаимодействия ротора гироскопа с его подвесом.

а) б) в)

Рис.27 Принцип работы гирокомпаса

Для сокращения времени прихода в меридиан гирокомпасы имеют устройство для ускорен-ного приведения в меридиан. Если с помощью такого устройства установить и удерживать ЧЭ ГК в меридиане с точностью до 2÷3°, то время прихода в положение равновесия сокращается до 1÷1,5 часов (min 45 мин.) Главная ось ЧЭ работающего ГК на движущемся судне вследствие наличия динамических и статических погрешностей располагается по направлению гироскопического меридиана, не совпадающего с истинным меридианом.

Динамические погрешности:

скоростная погрешность, которая возникает вследствие угловой скорости вращения плоскости истинного горизонта из-за движения судна по поверхности Земли. Эта погрешность устраняется в ГК с помощью специального счетно-решающего механизма-корректора ГК (вводом в него ИК, V, φ); инерционные погрешности I и II рода, которые возникают при изменении курса и скорости судна. ГК по окончании маневра приходит в новое положение равновесия через 25-30 мин. Эти погрешности устраняются в ГК регулировкой периода незатухающих колебаний ЧЭ ГК (84,3 мин.) и применением масляного успокоителя в ЧЭ;

погрешность от качки, которая обусловлена раскачиванием ЧЭ ГК относительно его главной оси. Исключается стабилизацией ЧЭ в плоскости горизонта.

Статические погрешности: наличие трения в подвесах гиромоторов; непостоянство скорости вращения роторов гиромоторов; неточная установка основного прибора в ДП судна; действие магнитных полей. Эти погрешности, характеризующие устойчивость работы ГК на неподвижном основании, определяются опытным путем. Если удастся исключить все указанные погрешности, то главная ось ЧЭ ГК устанавливается в направлении истинного меридиана (NИ), а следящая система позволяет непосредственно снимать это направление и передавать на репитеры ГК. Направляющий момент ГК во много раз больше, чем у МК, и не зависит от магнитного поля Земли. Однако с увеличением широты (φ) он уменьшается пропорционально cos φ, и в высоких

широтах (> 75°) ГК работает менее надежно.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА

Ф.Ф. УШАКОВА»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторных работ по разделу

"МАГНИТНЫЕ КОМПАСЫ"

дисциплины

"Технические средства судовождения"

для курсантов специальности "Судовождение"

Новороссийск

Составлены:

Профессором кафедры ТСС

Студеникиным А. И.

Рецензент:

Доцент кафедры ТСС

Филатова Р. Г.

Утверждено на заседании кафедры ТСС

“___” _______________20___ г., протокол №______

Стр. Общие методические указания...............................................................4

Работа № 1. Изучение устройства магнитных компасов........................ 5

Работа № 2. Определение девиации магнитного компаса........................ 21

Работа № 3. Устранение полукруговой девиации магнитного

компаса способом ЭРИ.......................................................25

Работа № 4. Изучение дефлектора и инклинатора.................................28

Работа № 5. Устранение полукруговой девиации магнитного

компаса способом Колонга......................................... ..35

Работа № 6. Составление таблицы остаточной девиации

магнитного компаса………………………………………..37

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторный практикум имеет своей целью развитие у курсантов навыков, необходимых для грамотного практического использования маг­нитных компасов, проведения работ по устранению его девиации и тех­нического обслуживания прибора.

Каждая лабораторная работа достаточного объема и требует обяза­тельной предварительной подготовки. Во время предварительной подготовки к работе це­лесообразно спланировать порядок ее проведения, заготовить необходимые таблицы, распределить обязанности между членами бригады.

В процессе подготовки к защите работы полезно использовать во­просы, приведенные в методических указаниях.

При выполнении лабораторной работы в карманах не должно быть ферромагнитных предметов.

Лабораторная работа № 1.

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА МАГНИТНЫХ КОМПАСОВ

Цель работы: Изучение устройства современных дистанционных магнитных ком­пасов.

1 .Изучение технических характеристик магнитных компасов.

2. Изучение устройства магнитных компасов по литературным данным.

1. Общая характеристика магнитных компасов

Магнитные компасы (МК) предназначены для измерения курса судна отно­сительно магнитного меридиана, а также для пеленгования отдельных ориентиров. Все их можно разбить на две группы:

компасы, имеющие подвижный чувствительный элемент (картушку);

индукционные компасы (не имеющие картушки).

Первую группу часто называют стрелочными компасами .

В настоящее время в эксплуатации находится большое количество различных моделей компасов, основные технические характеристики которых представлены в таблицах: 1 (современные образцы стрелочных компасов), 2 (образцы стрелочных компасов более раннего года выпуска) и 3 (образцы индукционных компасов). В указанных таблицах приняты следующие обозначения:

Н – непосредственный отсчёт с картушки компаса,

О – отсчёт с помощью оптической системы дистанционной передачи информации,

ЭМ – отсчет с помощью электромеханической системы дистанционной передачи информации,

Эл – электрическое освещение шкалы компаса

Мф – освещение шкалы компаса с помощью масляного фонаря.

○ – нет данных.

Таблица 1

Основные технические параметры последних образцов МК с картушкой

Технический параметр
Назначение	Крупнотоннажные суда	Путевой, средний тоннаж	Средний, малый тоннаж	Малые суда	Малые суда	Малые суда
Диаметр картушки (мм)				110(видимый)
Магнитный момент (А м 2)
Цена деления (град)						5, крена 15
Кол-во магнитов			1 кольцевой		1 кольцевой
Угол застоя картушки (град)
Период собственных колебаний (с)
Погрешность (град)
Поддерживающая жидкость			Спиртоглицериновая

Таблица №2

Основные технические параметры МК с картушкой более раннего производства

Тип прибора Параметр

УКПМ

КМ-145-7 КМ-145-8

Область применения

Маломер-ные суда

Суда разных классов

Съём информации

Диаметр картушки [см]

Цена деления шкалы картушки [ град.]

Магнитный момент картушки [Ам 2 ]

Максим.погрешность измерения курса[град.] на неподвижном судне на подвижном судне

Застой картушки [град.]

Количество магнитов в картушке

Поддерживающая жидкость

34%рас-твор эт. спирта

(ГОСТ 13032-77)

64% раствор этилового спирта

ПМС-5 (ГОСТ 13032-77)

Осветительное устройство

Судовая сеть 127/220 В, f = 50 Гц; Сеть постоянного тока напряжением 24 В

Продолжение таблицы 2

Тип прибора Параметр

УКПМ

КМ-145-7 КМ-145-8

Диапазон рабочих температур [град.]

От – 40 до + 60

От –26 до +50

Для котелка от -40 до + 60; для остальных приборов комплекта – от – 10 до + 50

Допустимая качка [град.]: Бортовая

Допустимая скорость циркуляции [град/с]

Вес комплекта [кг]

В зависимости от комплектации

Таблица 3

Основные технические параметры индукционных комп асов

Технический параметр		Горизонт	(Великобрит.)	Ritchie (США)
Состав чувствительного элемента: Феррозондов Акселерометров			1 кольцевой
Установка индукционного датчика	Карданов	бескардановая	Карданов	бескардановая
Погрешность определения курса (град)
Диапазон регистрации отклонений от заданного курса (град)
Диапазон измерения углов качки судна (град)
Погрешность измерения углов качки судна (град)
Диапазон компенсации полукруговой девиации (град)		Учет девиации	Учет девиации ±45	Учет девиации
Диапазон компенсации креновой девиации (град)		Осреднением показаний	Осреднением показаний	Осреднением показаний
Диапазон компенсации четвертной девиации (град)		Учет девиации	Учет девиации	Учет девиации
Отображение информации	Цифровой	Цифровое, аналоговое	Цифровой	Цифровое, аналоговое
Дискретность отсчета (град)
Напряжение питания		220/110В 50Гц; =24 В

Как это следует из таблиц, отдельные модели стрелочных МК позволяют снимать информацию только непосредственно с их картушки, другие снабжены системами дистанцион­ной передачи информации. Поскольку дистанционные МК построены на базе компасов с непосредственным отсчетом, основное внимание сосредоточим на изучении только этих образцов изделий.

На следующий день фрегат "Звенящий" снова беспечно бежал под парусами в открытом океане, а на его палубе продолжались занятия.

– Прежде всего хочу вам сказать, что моряки говорят не "ко мпас", а "компа с", – сообщил Яков Платонович, потому что пришла очередь познакомиться с этим мореходным инструментом. -

Доказательство тому еще одна морская песня писателя Александра Грина, она мне очень нравится.

Южный Крест там сияет вдали,

С первым ветром проснется компа с.

Бог, храня корабли,

Да помилует нас…

Чтобы Бог действительно хранил корабль в дальнем плавании, моряки сами должны умело управлять своим судном. И компас в этом деле – их главный и надежный помощник.

Конечно, морской компас отличается от сухопутного компаса не только ударением в названии…

– Еще и величиной, да? – спросил Вася.

– Величина – это само собой. – Но есть и принципиальная разница в конструкции.

В обычном туристическом или школьном компасе на игле ходит магнитная стрелка. Ходит своим концом над круглой шкалой с делениями и буквами.

А в морском компасе на игле устроилась сама шкала.

Называется она КАРТУ ШКА. Похоже на слово «карточка». Такая круглая карточка с делениями градусов, из непромокаемого картона или пластмассы.

– Разве компас заливает волнами? – удивился Антон.

– Нет, конечно. Он закрыт сверху водонепроницаемым стеклом с резиновой прокладкой. Непромокаемость картушке нужна для другого… Давайте разберем устройство морского компаса подробнее, тогда вы все поймете.

Яков Платонович открыл шкаф и достал небольшую черную посудину. Вместо ручек у посудины вокруг верхней части располагалось кольцо.

– Котелок! – удивился Антон. – На костре закоптился…

– Ты прав. Этот корпус корабельного магнитного компаса так и называется – котелок. Дно у него тяжелое. Поэтому, когда котелок подвешивают в этом кольце (оно называется к а р д а н о в о е к о л ь ц о), компас сохраняет ровное горизонтальное положение при любой качке.

Но, конечно, котелок не закопченый, а покрашен в черный цвет. Вообще-то он латунный. Железным его делать нельзя, магнитные стрелки сразу сбились бы с толку.

На дне котелка устанавливаетя ш п и л ь к а с острием из очень прочного металла. На шпильке и сидит картушка.

Картушка компаса устроена так. В центре ее укреплен пустотелый, из тонкой латуни, поплавок. Он похож на приплюснутый шарик. В нижней части его – маленькая перевернутая чашечка из твердого камня (обычно из агата). Называется она т о п к а (похоже на слово "топ", не правда ли?). Топкой поплавок и надевается на острие шпильки. Сидит на шпильке он очень легко. В котелок налита специальная жидкость, а в жидкости поплавок делает картушку почти невесомой…

– Так вот зачем картушка непромокаемая! Потому что в жидкости! – догадался Антон.

– Невесомая картушка, конечно, легче вертится на игле, – заметил Слава.

– И кроме того, – сказал Яков Платонович, – жидкость служит для картушки тормозом: не дает ей крутиться без цели и слишком сильно болтаться…

Но, если говорить точно, картушка внутри компаса и не вертится. Почти. По крайней мере, она всегда старается остаться неподвижной. А вертится вокруг нее компасный котелок. Вместе с кораблем. Да-да!.. Дело в том, что внизу к поплавку прикреплены стрелки – намагниченные стальные полоски в свинцовых пенальчиках. Их несколько. В некоторых компасах бывает две, а вот в этом, российского образца, целых шесть…

– Для равновесия? – спросил Слава.

– Не только. Несколько стрелок точнее, чем одна, выдерживают направление "север – юг".

Сохраняя такое положение, стрелки удерживают и поплавок с картушкой. Поэтому картушка своей северной отметкой (там цифра 0 и буква N) всегда смотрит на север, в какую бы сторону ни шло судно.

Видите, что получается? Корабль меняет курс, корпус его поворачивается, с ним поворачивается и котелок компаса с натянутой в нем черной проволочкой – курсовой нитью. А картушка-то благодаря стрелкам всегда в одном положении. Курсовая нить ходит перед ее краем и показывает курс. Потому что на картушке нанесены обозначения стран света и все 360 градусов. Ноль градусов точно совпадает с севером.

Устройство компаса

Когда надо определить, куда идет судно, смотрят на компас и докладывают, что показывает курсовая нить. Например: "Курс сорок пять градусов" или "курс норд-ост"…

– А что такое "норд-ост"? – спросила Ксеня.

– Северо-восток. Но об этом чуть позже. Закончим вопрос об устройстве компаса.

Смотрите, в жидкости под стеклом плавает пузырек. Дело в том, что этот компас старый, мне подарили его, когда он уже отслужил свой срок. А вообще-то в жидкости пузырьков быть не должно. Для этого на дне компаса есть специальная упругая пластина – м е м б р а н а, а под ней маленькая к а м е р а с воздухом. Мембрана за счет упругости воздуха подпирает жидкость и выдавливает пузырьки.

Компасы бывают разных размеров. Они различаются по диаметру (то есть поперечной ширине) картушки. Этот вот – большой, 127-миллиметровый. Он ставится на крупных судах. Бывают поменьше – 100-миллиметровые. А есть шлюпочные компасы, у них картушка 75-миллиметровая.

– Прямо как калибр у снарядов, – заметил Вася.

– Да. Но компас – вещь мирная, служит для безопасности плавания. Без него в открытое море не пойдет ни один капитан.

– А что за жидкость в котелке? – спросил любознательный Слава. – Она не замерзнет, если корабль поплывет среди льдов, у полюса?

– Она не замерзает даже в крепкий мороз. Иногда это смесь глицерина и спирта. А в компасах вот этой системы – просто раствор этилового спирта, иначе говоря, винного…

Вася хихикнул. Яков Платонович тоже усмехнулся:

– Да, существует на этот счет немало анекдотов: о штурманах, которые вылили в себя содержимое котелка и перепутали север с югом… Помните, я рассказывал о празднике Нептуна, который устроили на баркентине практиканты? Был в их спектакле и такой эпизод: во время экзамена Нептун задает вопрос:

Ну а кто теперь мне скажет,

что такое л и с е л ь – с п и р т?

Вы-то, конечно, помните, что это деталь рангоута для дополнительного паруса л и с е л я. Но в спектакле "бестолковым" курсантам это неизвестно. И один храбро отвечает:

Но это, разумеется, ради смеха. Я встречал в жизни всяких моряков, в том числе и тех, кто любил хлебнуть лишка. Но таких дурней, которые пытались бы для этого использовать содержимое компасного котелка, не видел ни разу… Ну, посмеялись и поехали дальше.

На большом судне обычно несколько компасов. Главный из них так и называется – г л а в н ы й. Он устанавливается на верхнем мостике, по нему назначается курс судна и проверяются показания других компасов. П у т е в о й компас стоит перед штурвалом – по нему рулевой ведет судно. В разных местах корабля могут стоять еще несколько компасов – запасные и для дополнительного контроля.

В одном морском музее я видел старинный компас специально для капитана. Он – перевернутый. Вместо дна в котелке стекло, и через него видно картушку. Такой компас привинчивался к потолку каюты. Капитан мог следить за курсом, не вставая с койки. Поспал, приоткрыл глаза, убедился, что все в порядке и – можно смотреть сны дальше, пока опытные помощники на вахте…

Но обычно компасы крепят не на потолке, а на специальных тумбочках – деревянных или из немагнитного сплава.

Такая тумбочка называется НАКТОУЗ. В переводе с голландского – "ночной домик". Потому что на такой тумбочке компас всегда под специальным чехлом или колпаком – как в домике под крышей. И по ночам там горит лампочка. В тихую погоду это выглядит уютно – словно огонек в лесной избушке. Помню, в одной книжке я прочитал такие стихи:

Мы без огней плывем во тьме,

Уйдя от всех погонь.

И лишь украдкой на корме

Горит, как свечка на окне,

Нактоузный огонь…

Нактоузы бывают разных форм. У нас на "Меридиане" у штурвала стоял деревянный, а колпак над компасом походил на медный шлем водолаза с цилиндрическими приставками по бокам. Это были запасные масляные лампы для подсветки картушки – на тот случай, если испортится двигатель, не станет электричества и погаснет лампочка в донышке компасного котелка…

А внутри любого нактоуза есть специальное устройство с магнитами, чтобы устранять ошибки компаса.

– Разве в компасе бывают ошибки? – удивился Вася.

– Конечно. На каждом судне, даже на деревянном, немало всякого железа. Оно очень влияет на магнитные стрелки под картушкой… Те, кто читал книгу "Пятнадцатилетний капитан", помнят, как злодей Негоро сунул под компас железный брус. Картушка сбилась, и бригантина "Пилигрим" проплыла мимо Америки… Ну, сейчас таких громадных ошибок быть не может, но мелких досадных погрешностей – сколько угодно.

Кстати, отклонение компасной картушки под влиянием корабельного железа называется д е в и а ц и я. Чтобы уменьшить ее, и стоят в нактоузе магниты-регуляторы.

Но совсем убрать девиацию удается редко. Поэтому штурман всегда должен учитывать ее при прокладке курса – прибавлять или вычитать градусы поправки.

А еще необходимо учитывать м а г н и т н о е с к л о н е н и е.

Дело в том, что географические полюса Земли – Северный и Южный – не совпадают с магнитными полюсами, которые управляют компасными стрелками. Например, Северный магнитный полюс находится в Гренландии. Магнитные полюса отклоняют стрелки от настоящего севера и юга. Вдали от полюсов это не очень заметно, а в полярных водах разница велика. Вот эта разница между направлениями на магнитный и географический полюс называется м а г н и т н ы м с к л о н е н и е м. Оно измеряется в градусах и бывает восточным или западным – в зависимости от того, куда магнитная сила тянет картушку от географического полюса. Вернее, от меридиана, который через этот полюс проходит.

Надо сказать, что через магнитные полюса тоже можно провести меридианы. Они так и называются – м а г н и т н ы е. А меридианы, идущие через географические полюса, носят название – и с т и н н ы е.

Магнитное склонение – это угол между истинным и магнитным меридианом.

Чтобы облегчить работу штурманов, на морских картах печатают компасные картушки и на них указывают – какое склонение в этом районе моря.

Со склонением и девиацией всегда много возни, и чтобы избежать ее, инженеры придумали компасы без магнитных стрелок, – сообщил Яков Платонович.

– Как же эти компасы работают? – изумился Слава.

– Сейчас объясню… Ксеня, я вчера чинил твой велосипед и снял переднее колесо. Пожалуйста, принеси его из прихожей.

Конечно, Вася опередил Ксеню и принес колесо сам.

– Слава, держи его за ось, с двух сторон, – велел Яков Платонович. – А остальные постарайтесь раскрутить… Осторожнее… Осторожнее, но посильнее… Вот так. А теперь, Слава, попробуй быстро повернуть ось, изменить наклон колеса…

Слава попробовал. Не получилось! Стремительно шуршащее в воздухе колесо не слушалось мальчишки! Оно со своей осью желало остаться в прежнем положении.

– Вот видите! – обрадованно сказал Яков Платонович. – Это называется э ф ф е к т г и р о с к о п а.

Г и р о с к о п – это быстро вращающийся диск или волчок. Он всегда старается сохранить положение своей оси в пространстве.

– Как детская юла! – воскликнул Антон. – Она ведь тоже не падает, когда крутится!

– Правильно! Юла – тоже гироскоп… Теперь представьте, что один конец оси направлен на север, а другой, таким образом, смотрит на юг. Раскручиваем диск… Ось – вместо стрелки. И не надо никакого намагничивания.

– Как просто! – воскликнула Ксеня.

– Нет, друзья. Это я стараюсь объяснить попроще. На самом деле ось не будет долго смотреть на полюса: ведь Земля-то меняет положение в пространстве – в отличие от гироскопа. Поэтому компас, который называется г и р о с к о п и ч е с к и м, – очень сложное устройство. В нем целая система волчков-гироскопов, они спрятаны внутри пустотелого шара – г и р о с ф е р ы. Гиросфера обладает удивительным свойством. Когда с помощью электричества в ней запускаются гироскопы, она под их действием, а также под действием вращения Земли с а м а встает в нужную позицию – северной отметкой своего кольца точно на Северный географический полюс.

Правда, делает это гиросфера не сразу, постепенно. И торопить ее не следует. Поэтому гирокомпас перед плаванием включают заранее.

– Вот бы посмотреть, – сказал Слава, который, наконец, опустил колесо (устали руки).

– К сожалению, у меня гирокомпаса нет. Это очень дорогая штука и, к тому же, громоздкая. Размером с бочонок… Гирокомпас устанавливается в глубине корпуса судна, чтобы поменьше было всяких механических влияний.

– И туда, в глубину, штурман каждый раз лазит, чтобы проверить курс? – огорчился Слава.

– Вовсе нет! От этого компаса, который называется м а т к а, тянутся электрокабели к специальным приборам – р е п и т е р а м, в переводе на русский язык "репитер" значит "повторяющий".

Репитеры похожи на магнитные компасы. Только их картушками управляют не магнитные стрелки, а электросигналы, идущие от гирокомпаса. И на всех репитерах – одинаковые показания.

Удобство в том, что репитеров может быть сколько угодно и можно расставить их по всему судну.

– Но, значит, есть и какое-то неудобство? – догадливо спросил Слава.

– К сожалению, есть. Гирокомпас – прибор капризный… У нас на баркентине был штурман, который любил рассказывать одну историю-анекдот, с этаким одесским юмором.

"Плывут по Черному морю два теплохода. Один вахтенный кричит с борта другому:

– Эй, братья-морячки, куда путь держите?!

– Это что же, вы сами не видите, да? Ясно же, что на Одессу-маму!

– Нет, вы послухайте, шо этот человек мне говорит! Это мы идем на Одессу, а вы аккуратным образом наоборот!

– Шо вы мне рассказываете, молодой человек! Де у нас Одесса? На севере! А де у нас солнышко? Обратно на пивдене, потому что сейчас аккуратненько двенадцать часов. Оно нам светит в корму. Значит, мы и движемся на север!

– Та шо же вы хотите сказать? Шо солнце у каждый полдень обязательно бывает на юге?

– Ха! Такой простой астрономии не знаете? Як же вы тогда свое корыто, извините, по морю водите?

– Да у нас же гирокомпас!

– И у нас! Он-то и кажет курс на север!

– Так и у нас на север!.. Хлопцы, кличьте капитана на мостик, с географией полная мамалыга!.."

Оказалось, что на одном судне гиросфера в матке взяла да по собственному капризу и развернулась на сто восемьдесят градусов. То есть задом наперед. Иногда они могут выкидывать подобные фокусы. Поэтому нужен глаз да глаз…

Когда кончили смеяться, Яков Платонович продолжал:

– Ну, а кроме того, гирокомпас зависит от электропитания. А если вдруг авария с машиной и электричества нет? Однажды с нами произошла такая история у Азорских островов – вырубился двигатель. Ну ладно, идем под парусами. А куда идти, если гирокомпас выключен? Вот тут-то и выручил нас магнитный компас. Старый, заслуженный, но надежный – он не выключается никогда.

На самых современных судах магнитные компаса стоят обязательно. Мало ли что бывает в море. Судно не должно терять способность к плаванию, если исчезла энергия. Особенно парусник. Поэтому на судне всегда должны быть инструменты, не зависящие от электричества.

– Закон патефона, – сказала Ксеня.

– Что за закон? – удивился Вася.

– Это дедушка его придумал. Когда мы встречали Новый год, вдруг погас свет, авария в трансформаторной будке. Во всем доме крики и жалобы: люстры не горят, гирлянды на елках погасли, телевизоры не работают. А дедушка зажег свечи и вытащил старый патефон. Ну, знаете, такой чемодан с пружиной внутри и ручкой для завода, и поставил пластинку:

Что ж вы, друзья, приуныли?

Иль песни морские забыли?

И мы хорошо так праздновали. Даже немножко досадно было, когда включилось электричество.

– Раз уж нет гирокомпаса, может, посмотрим патефон? – предложил простодушный первоклассник Антон. – И послушаем пластинки?

Яков Платонович сказал, что это можно.

И скоро потертый патефон, который сохранился у боцмана Пёрышкина с детства, играл пластинку с песенкой из такого же старого фильма "Дети капитана Гранта":

Жил отважный капитан,

Он объехал много стран…

Коты сидели у патефона и слушали, наклонив головы. Синтаксис хотел потрогать блестящую головку мембраны, но Яков Платонович сказал: "Я тебя… " И растопыренная Синькина лапа замерла в воздухе.

– А диск у патефона тоже почти что гироскоп, – заметил Вася, – Вот как вертится!

Пластинка кончилась. И, прежде, чем ее перевернуть, Яков Платонович сообщил:

– С компасом мы еще не закончили. Завтра я расскажу вам про деления на его картушке.

Магнитный компас - устройство, указывающее на магнитные полюса Земли и, таким образом, облегчающее задачу ориентирования на местности.

Классический магнитный компас со шкалой и аретиром.

Слово «компас» заимствовано из итальянского языка, где «compasso» в переводе означает «циркуль». В слове «компас» принято ставить ударение на первый слог, однако в профессиональной речи моряков используется произношение с ударением на последний слог .

Назначение современных компасов - не только показывать основные стороны света: они также служат для определения азимута, а также направления по известному азимуту.

В основе современного магнитного компаса лежит магнитная стрелка, которая располагается вдоль силовых линий магнитного поля Земли, которая по своей сути является постоянным магнитом. Линии магнитного поля Земли, в свою очередь, тянутся от одного магнитного полюса к другому. При этом магнитные полюса находятся на расстоянии от географических полюсов. Кроме того, они находятся в постоянном движении, со временем меняя свое местоположение. Все это обуславливает некоторые погрешности в показаниях.

Стрелка магнитного компаса указывает не строго на Северный Полюс, а немного мимо. Для целей ориентирования это не критично, но в общем это полезно знать.

Именно по этой причине для точных измерений, проводимых с помощью магнитного компаса, следует учитывать разницу между северным направлением, которое показывает стрелка, и направлением на географический северный полюс Земли. О том, как это делается, мы рассказывали в отдельной статье.

История

Считается, что первый компас придумали в Китае во времена династии Сун. Об этом свидетельствует упоминание о нем, сделанное в китайской книге, написанной в 1044 году нашей эры.

Инсталляция в виде самого древнего в мире компаса.

Этот компас представлял собой ложку из природного магнитного минерала - магнетита (магнитного железняка), которая свободно поворачивалась на металлической доске под воздействием магнитного поля Земли.

Спустя какое-то время китайцы усовершенствовали прибор, погрузив намагниченный элемент в воду, где он мог свободно вращаться, не испытывая такого сопротивления, как его предшественник. Так появился первый водяной компас.

Чуть позже магнитный компас был изобретен и в Европе. Его устройство представляло собой магнитную стрелку, прикрепленную к плавающей в воде пробке из легкого материала. В видео показано, как повторить это:

Изобретенный в Европе компас усовершенствовал итальянец Флавио Джойя, прикрепив магнитную стрелку к диску с разметками (картушке) и насадив эту конструкцию на вертикальную шпильку для уменьшения сопротивления.

Освободившись от воды, компас стал значительно легче и надежнее.

На протяжении последующих веков магнитный компас совершенствовался и на сегодняшний день представляет собой довольно точный и удобный в пользовании прибор.

Классификация магнитных компасов

Существует множество различных моделей магнитного компаса. Тяжело перечислить все варианты, поэтому разберем некоторые отличительные черты, комбинации которых делают выбор этих устройств столь широким.

Компас с максимальной разметкой шкалы.

Жидкость внутри колбы

Компасы с герметичной колбой, наполненные специальной жидкостью, называются жидкостными.

Жидкость внутри колбы призвана гасить колебания стрелки, что способствует оперативной работе с таким компасом. Однако нарушение герметичности колбы может привести к попаданию под стекло пузырьков воздуха, что в некоторых случаях влияет на показания прибора.

Прямоугольный планшет

Компасы, у которых колба размещена на прямоугольной основе, называются планшетными.

Такие компасы наиболее удобны для работы, как с картой, так и для ориентирования на местности. На самом «планшете» чаще всего расчерчивается линейка для удобства работы с картой. Иногда на нем же размещается линза, а иногда могут встречаться вырезы различной геометрической формы и дополнительные разметки, например, для быстрого перевода расстояний, измеренных по карте, в расстояния, соответствующие им на местности.

Целик и мушка

Наличие на компасе целика и мушки позволяет проводить измерения азимута на объект более точно и более точно находить направление по известному азимуту.

Зеркало

Оснащенные зеркалом компасы дают возможность человеку, проводящему измерения, одновременно контролировать положение стрелки. Это уменьшает вероятность ошибки, связанной с непроизвольным поворотом прибора относительно вертикальной оси.

Стрелка, закрепленная на диске

Закрепленная на подвижном диске со шкалой стрелка в некоторых ситуациях упрощает процесс ориентирования. В этом случае не нужно следить, чтобы северный конец стрелки совпал с направлением на север на шкале, поскольку стрелка уже зафиксирована в этом положении.

Однако есть у моделей с фиксированной на диске стрелкой два больших минуса. Из-за большего трения о жидкость в колбе стрелка вместе с диском поворачивается значительно дольше. А при попадании в колбу даже небольшого количества воздуха (буквально нескольких пузырьков) компас может плохо работать: воздух, оказавшись под подвижным диском, прижимает его к верхнему стеклу колбы и не дает нормально вращаться.

Светящаяся разметка

Некоторые компасы имеют светящуюся разметку, что весьма удобно для использования этого инструмента в темное время суток.

Опасения о том, что такие компасы радиоактивны, являются мифами.

Ударопрочный корпус

Такой корпус обеспечивает дополнительную защиту компасу от повреждений, вызванных случайными ударами либо падением прибора на землю.

Однако это вовсе не значит, что такой компас можно безнаказанно использовать в качестве пращи: все-таки корпус - это всего лишь дополнительная защита, а не гарантия неубиваемости прибора.

Варианты крепления

Для удобства работы в разных моделях компасов предусмотрены различные варианты крепления.

Для спортивного ориентирования, где точность измерений не очень важна, выпускаются компасы с креплением на большой палец руки.

Классикой жанра могут считаться модели с ремешком на запястье. Многим туристам старшего поколения, да и военным тоже, известен пример «наручного» компаса - компас Адрианова. Наручные модели, подобно приборам с креплением на палец, всегда на виду, что очень удобно для быстрой работы с ними.

Планшетные модели, как правило, слишком громоздки для крепления на руку, поэтому в них обычно предусмотрена тонкая веревочка для подвешивания компаса на шею. Поскольку для работы с ними требуется немногим больше времени (дополнительные затраты времени связаны в основном с доставанием прибора из-под одежды), эти компасы наиболее удобны для ориентирования в длительных походах, где время не играет большой роли, а требования к работе с картой могут быть выше.

В последнее время мне доводилось видеть маленькие китайские компасы, вмонтированные в фастекс так называемых браслетов выживания. Однако, насколько могу судить, вмонтированное в тот же фастекс огниво с кресалом будут влиять на показания такого прибора, вызывая в нем магнитные девиации. А значит такой компас будет давать неправильные показания. То же самое касается и ножей выживания, в которых компас кто-то догадался вмонтировать в рукоять. Лично я не стал бы рекомендовать такие «мультитулы» на замену обычного компаса.

Модели с различной комбинацией вышеперечисленных нюансов широко используются туристами и другими любителями отдыха на природе. Однако существуют и модели, заточенные под иной род деятельности.

Например, на судах устанавливают специальные магнитные компасы, снабженные системой магнитов, уничтожающей магнитные девиации, вызванные конструктивными элементами самого судна. Остаточную же девиацию рассчитывают с помощью специальных таблиц.

Вся эта судовая конструкция весит несколько килограмм и точно непригодна для ориентирования в туризме.

Современные магнитные компасы для судов должны соответствовать стандарту ISO 11606 «Суда и морская технология. Морские электромагнитные компасы”, согласно которого погрешность в измерениях компаса не должна быть больше 0,5°. Такие приборы, несмотря на свою точность, как правило, значительно больше и тяжелее «туристских» вариантов, да и стоят на порядок дороже.

Считается, что некоторые животные, например, птицы, для ориентирования в пространстве используют внутренний геомагнитный компас. На сегодняшний день пока так и не удалось узнать, как именно работает такой механизм. Подозревают, что некоторые белковые структуры могут реагировать на магнитное поле Земли, однако какие рецепторы улавливают сигналы от этих белков, и по сей день остается загадкой.

Не совсем подходит для туризма и так называемый горный (геологический) компас. В отличии от туристских моделей, шкала горного компаса размечена не по часовой стрелке, а против нее. Такой прибор нужен для определения направлений простирания и падения слоя горной породы. Но если другого варианта нет, а сделать компактный компас из подручных материалов не получается, тогда можно пользоваться тем, что есть.

Самодельный компас из подручных средств

Если же в наличии есть иголка или рыболовный крючок, то можно сделать примитивный компас, положив их на лист бумаги или закрепив на тонкой ветке, и опустив всю конструкцию на воду. С большой вероятностью они уже будут намагничены и повернутся в направлении север–юг. Если же игла или крючок оказались не намагничены, их можно положить на несколько секунд на нож, пилу, мобильный телефон - все то, что обладает магнитным полем - а после снова опустить на воду.

В качестве стрелки импровизированного магнитного компаса можно использовать и более крупные предметы, например, нож. Но в этом случае придется сооружать приспособление, способное удержать нож на поверхности воды. Да и сама конструкция будет достаточно инерционной, и понадобится больше времени, для того, чтобы «стрелка» успокоилась.

Важно обеспечить изоляцию такого компаса от ветра, иначе определить стороны света с помощью такого прибора будет проблематично. Изоляцию можно сделать с помощью каримата, либо используя естественное укрытие - углубление в земле, скалу и тому подобное.

Устройство магнитного компаса

Ввиду большого разнообразия компасов, рассмотрим строение этого прибора на примере всего одной модели - советского военного наручного компаса Адрианова. Он показан на фото:

Внутри корпуса компаса имеется магнитная стрелка. Она является основной частью прибора. В рабочем состоянии стрелка может свободно вращаться на оси, выстраиваясь вдоль силовых линий магнитного поля.

Часть стрелки, которая указывает в направлении магнитного севера, в компасе Адрианова покрашена светонакопительной краской, излучающей свет после предварительной «зарядки» на свету. Этой же краской выкрашены и некоторые отметки на самой колбе.

Заряжаясь в течение светового дня, краска на стрелках такого компаса светится в темноте.

Чтобы стрелка не тряслась во время движения человека, этот компас снабжен специальным тормозом. Нажатие на рычажок тормоза приводит к фиксации стрелки, лишая ее возможности совершать движения.

Внутри корпуса под колбой нанесена двойная круговая шкала: внешняя размечена против часовой стрелки, внутренняя - по часовой.

Снаружи корпуса имеется подвижное кольцо с целиком, мушкой и указателем делений.

Данный компас снабжен ремешком для крепления на запястье, не очень удобным, но достаточным для надежного закрепления на руке. Это видно в видео:

Как пользоваться компасом

Современные модели компасов позволяют не только узнать направление на север и юг, но и измерять азимут на объект либо определять направление на местности по известному азимуту.

Для того, чтобы определить направления сторон света, нужно расположить компас горизонтально, привести стрелки в рабочее положение (если она была зафиксирована тормозом) и дождаться, когда колебания стрелки успокоятся. Северный конец стрелки укажет на север, южный - на юг. Зная эти стороны света, можно легко определить другие, о чем мы рассказывали в этой статье.

По сути, с точки зрения физики северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным магнитным полюсом, ведь именно к нему тянется северная часть стрелки магнитного компаса (противоположные полюса магнитов притягиваются). Та же самая «беда» и с южным магнитным полюсом, который по сути является северным полюсом магнита. Такое «перекручивание» было сделано для удобства, поскольку в противном случае северный географический полюс соответствовал бы южному магнитному, а южный географический - северному магнитному, что не очень удобно с практической точки зрения.

Если с помощью компаса нужно измерить азимут на объект (ориентир), то тут алгоритм действий будет зависеть от того, какой моделью мы пользуемся. Рассмотрим два основных варианта и способы ориентирования с их помощью.

Вариант №1. Измерение азимута с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

1. Компас располагается в горизонтальной плоскости.
2. Целик и мушка визируются на нужный ориентир.
3. При фиксированном положении компаса его шкала (лимб) вращается до тех пор, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале. Теперь указатель компаса показывает значение на шкале, соответствующее магнитному азимуту на ориентир. О том, как переводить магнитный азимут в истинный, можно почитать в отдельной статье.

Вариант №2. Измерение азимута с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

1. Целик и мушка наводятся на объект, на который измеряется азимут.
2. Выжидается время, пока шкала и стрелка повернутся и остановятся. Указатель покажет цифру на шкале, соответствующую измеряемому магнитному азимуту.

Теперь рассмотрим, как определить направление по известному азимуту. Рассматривать также будем для двух моделей.

Вариант №1. Определение направления с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

1. Компас располагается горизонтально.
2. Лимб поворачивают до тех пор, пока указатель не укажет на цифру на шкале, соответствующую заданному азимуту, по которому определяется направление.
3. Компас поворачивается в горизонтальной плоскости, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале.
4. Компас удерживается в таком положении. Теперь мушка и целик укажут искомое направление.

Вариант №2. Определение направления с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

1. Компас удерживается в горизонтальной плоскости.
2. Прибор вращается в горизонтальной плоскости до тех пор, пока указатель не укажет на шкале лимба цифру, соответствующую заданному азимуту.
3. Компас неподвижно фиксируется, а через мушки и целик отслеживается искомое направление.

Мы рассмотрели, как работать с компасом на местности, а о том, как производить измерения с помощью компаса по карте и как использовать этот инструмент для хождения по азимутам, можно почитать в отдельной статье.

Кроме работы с компасом стоит также сказать об общих правилах эксплуатации его, которые помогут сохранить работоспособность прибора на более продолжительный срок.

Общие правила эксплуатации магнитного компаса

Во время хранения и эксплуатации магнитный компас не должен находиться рядом с объектами, обладающими магнитными свойствами - металлическими изделиями, железосодержащими горными породами, магнитами, электронными устройствами.

Если магнитный компас снабжен тормозом для стрелки, то во время перехода стрелка должна быть зафиксирована.

Компас нужно беречь от падений и ударов. Особенно это важно для жидкостных моделей, нарушение целостности колбы которых может повлечь выход из строя всего прибора.

И конечно же перед выходом на маршрут нужно проверить исправность компаса и по возможности взять запасной. А о том, как именно определяется неисправность компаса, мы рассказывали в отдельной статье.

Погрешность магнитного компаса

Точность измерений, выполняемых с помощью магнитного компаса, зависит от нескольких факторов - цены деления шкалы компаса, магнитного склонения на территории, где производится измерение, а также наличия магнитных аномалий и магнитных девиаций. Коротко рассмотрим каждый из этих факторов.

Цена деления компаса показывает угловое расстояние между соседними засечками на шкале. Таким образом, чем меньше будет «шаг» между двумя засечками, тем точнее можно снимать показания с прибора.

В идеале вся шкала должна быть разбита засечками на 360 секторов. В этом случае цена деления компаса будет равна 1°. Однако чаще всего из-за небольшого диаметра диска, на который нанесена шкала, сделать такое большое количество пометок не представляется возможным, а если и представляется, то пользоваться такой шкалой будет не очень удобно из-за малой толщины засечек. Полагаю, именно поэтому очень часто цена деления компаса составляет не 1°, а увеличивается до 2–5°.

Магнитное склонение, о котором мы подробно рассказывали в отдельной статье, в некоторых случаях может оказывать значительное влияние на результаты измерений из-за отклонения магнитной стрелки компаса. Если не учитывать магнитное склонение, то ошибка в измерениях может достигнуть десятка градусов, а в некоторых случаях - и более того.

Вблизи полюсов Земли магнитный компас практически непригоден для использования из-за того, что нахождение магнитного полюса Земли, на который показывает прибор, может быть в диаметрально противоположном направлении от местоположения географического полюса.

Если магнитное склонение не указано либо указанное значение устарело, а значит с большой долей вероятности неверно, то в некоторых случаях можно найти его самостоятельно, измерив с помощью магнитного компаса азимут на линейный ориентир по карте и на местности и произведя расчет разницы в показаниях.

Магнитная аномалия - это территория, на которой направление магнитного поля имеет существенное отличие от направлений магнитного поля на близлежащих территориях. Это может быть связано, например, с залеганием магнитной руды. Соответственно, в областях с магнитными аномалиями и показания магнитного компаса тоже будут искажены.

На некоторых картах районы с магнитными аномалиями помечаются на рамке там же, где обычно указывается магнитное склонение. В этом случае обычно пишут о границах, в пределах которых может отклоняться магнитная стрелка от направления на истинный меридиан.

Магнитные девиации - это отклонения магнитной стрелки компаса от направления вектора магнитного поля Земли, возникающие при нахождении вблизи прибора намагниченных объектов либо проводника, по которому течет электрический ток. Так, стрелка может отклоняться при нахождении поблизости рации, мобильного телефона, ножа, топора, пилы, транспорта, линии электропередач и даже другого магнитного компаса. Поэтому при выполнении измерений стараются убрать подальше инструменты и электроприборы, а сами измерения проводить в стороне от транспорта, железнодорожных путей и высоковольтных проводов.

По причине магнитных девиаций не стоит покупать нож со встроенным в ручку компасом и браслет выживания, о которых рассказывалось ранее. В них компас сразу встроен в инструмент, который сам может вызывать девиацию, а потому полагаться на точность работы компаса здесь не приходится.

Какие еще бывают компасы

Для полноты картины считаю нужным коротко рассказать и про другие виды компасов, в том числе и немагнитных, работа которых строится немного на других принципах.

Эти компасы отличны по своему строению и обладают отличными от магнитного характеристиками, что в ряде случаев обеспечивает их превосходство над классической «туристской» моделью.

Начнем с гирокомпаса. Принцип действия этого прибора основан на работе гироскопа. В некоторых случаях в состав гирокомпаса может входить не один гироскоп, а несколько.

В отличии от магнитного компаса, гирокомпас показывает направление на истинный север. Существенным отличием его является низкая чувствительность к магнитным полям, вызывающим магнитные девиации в магнитном компасе.

Однако девиации в гирокомпасе все же возникают. Это возможно при резкой смене скорости или курса судна, на котором установлен прибор, или быстрой смене широты. Ввиду сравнительно большой массы гирокомпасы не используются в туризме. Их применение связано в основном с морской навигацией и ракетной техникой.

Следующий прибор навигации, о котором хотелось бы рассказать, - электромагнитный компас.

По сути это электрогенератор, в котором магнитное поле Земли играет роль статора, а рамка с обмоткой самого прибора - ротора. Движение в магнитном поле приводит к возникновению токов, по соотношению которых судят о правильности курса движения.

Электромагнитный компас нашел применение в авиации и морском деле. Его могут устанавливать в определенном положении на самолете или корабле для того, чтобы штурману было проще выдерживать определенный курс. Любое отклонение от курса приведет к отклонению в показаниях приборов, и человек сможет подкорректировать направление и вернуться на правильный курс.

Главное преимущество электромагнитного компаса перед магнитным - нечувствительность к находящимся вблизи намагниченным объектам, если только они неподвижны относительно электромагнитного компаса.

И еще одно средство навигации, о котором хотелось бы упомянуть, - спутниковый компас.

Этот прибор не может работать без источника энергии, но при этом очень точен и указывает именно на Северный полюс.

Спутниковый компас, как и гирокомпас, показывает истинный север. Он работает, получая сигналы от спутников, подобно современным навигаторам. Ввиду этого, такому компасу не страшны ни магнитные девиации, ни магнитные аномалии, ни даже изменение положения магнитного полюса.

Программу, использующую связь со спутником для ориентирования виртуального компаса, можно установить на современный смартфон или планшет, работающий без магнитного датчика.

Однако не стоит полагаться на спутниковый компас в местах, где отсутствует связь со спутниками. Так, например, он будет бесполезен для любителей спелеопрогулок.

Кроме того, не стоит забывать, что этот компас зависим от электропитания: нет заряда батареи - нет показаний прибора.

В целом, говоря о средствах навигации, стоит отметить современную тенденцию перехода от компасов к навигаторам. К сожалению, все больше и больше любителей активного отдыха на природе забывают навыки работы с простым и надежным магнитным компасом, полностью заменяя их быстрой, удобной и комфортной работой с современными навигационными устройствами.

Тем не менее, нужно понимать всю опасность такой ситуации, ведь поломка навигатора, разряженная батарея либо отсутствие связи со спутниками могут стать причиной чрезвычайной ситуации. С компасом такое маловероятно, да и починить или сделать его из подручных материалов куда проще.

Говоря о выборе компаса, я бы порекомендовал планшетный магнитный жидкостный компас. Как по мне, это лучший вариант: он достаточно прост в обращении, легок, не занимает много места и совершенно независим от источников электропитания, что делает его незаменимым устройством почти для любого путешественника. Кроме того, купить такой компас, как правило, не составляет большого труда, ведь бюджетные варианты по низкой стоимости на сегодняшний день в большом ассортименте представлены в специализированных магазинах, а качество их работы не сильно отличается от качества работы дорогих аналогов.

Полезное видео: правила работы с магнитным компасом

Магнитный компас обладает целым рядом ценных качеств: простота устройства и обслуживания, независимость от источников электропитания, постоянная готовность к действию и сравнительно невысокая стоимость. Благодаря этому магнитный компас до сих пор устанавливается на самых современных морских судах, имеющих другие, более точные курсоуказатели и совершенное навигационное оборудование. На судах внутреннего плавания классов «М», «О» и пассажирских судах класса «Р» также обязательно должен быть установлен магнитный компас.

В зависимости от назначения и места установки магнитные компасы бывают главными и путевыми. Главный магнитный компас обычно устанавливают на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна в наиболее возможном удалении от судового железа. Он предназначен для пеленгования ориентиров и контроля курса. Путевой магнитный компас устанавливается в рулевой рубке вблизи от пульта управления рулем. Показания этого компаса используют для удержания судна на заданном курсе. В рулевой рубке компас находится в менее благоприятных условиях, чем на верхнем мостике, поэтому курс по путевому компасу контролируют сличением с главным компасом.

На судах Минречфлота наиболее распространен магнитный компас УКП-М. Компас (рис. 17) состоит из следующих основных частей: чувствительного элемента (картушки), котелка, пеленгатора, нактоуза и девиационного прибора.

Картушка (рис. 18) является главной частью компаса и состоит из системы магнитных стрелок 1 , поплавка 3 и диска со шкалой 4. Поплавок служит для уменьшения веса картушки в жидкости. Он имеет вдоль вертикальной оси сквозное отверстие, в которое сверху вставляется агатовая топка 6, закрепляемая винтом 2. Топка нижней поверх-

Рис. 17. Магнитный компас УКП-М	Рис. 18. Картушка компаса

ностью опирается на острие шпильки котелка компаса. В нижней части отверстие переходит в конус 5, который ограничивает угол наклона картушки относительно котелка до 10°.

Котелок (рис. 19) представляет собой резервуар, состоящий из двух заполненных компасной жидкостью камер; верхней - основной и нижней - дополнительной. В верхнюю камеру 9 помещена картушка, а нижняя 10 служит для компенсации температурных изменений объема компасной жидкости. В центре дна верхней камеры имеется колонка 5, в которую ввинчивается шпилька 4. Шпилька на конце имеет заточенный на конус иридиевый напай, на который опирается топка картушки. Кроме этого, в верхней камере установлены две курсовые нити 2 из черненой латунной проволоки. Дополнительная камера соединена с основной широким отверстием, закрытым козырьком 6. Дно дополнительной камеры гофрировано и называется диафрагмой. Диафрагма 1 позволяет изменять объем камеры при увеличении или уменьшении объема жидкости. Установленный в дополнительной камере рефлектор 3 не позволяет пузырькам воздуха попадать в основную камеру и направляет вверх лучи от лампочки освещения 14. В среднюю часть диафрагмы вставлено стекло 12 (0 = 44,5 мм), по центру которого имеется втулка 13 с герметической пробкой. Через эту втулку с помощью специального ключа может быть вывинчена шпилька 4 для осмотра или замены.

Сверху котелок закрывается стеклом 7, которое прижимается азимутальным кольцом 8 к резиновой прокладке. На азимутальном кольце нанесена шкала курсовых углов от 0 до 360°. Снизу к корпусу котелка привинчена латунная чашка со свинцовым грузом 11 для понижения центра тяжести котелка. В чашку вмонтирован патрон с электрической лампочкой для освещения картушки.

Компасная жидкость представляет собой водный раствор этилового спирта (43%), который замерзает при температуре - 26°С. Для доливки компасной жидкости в боковой стенке котелка имеется отверстие на уровне дополнительной камеры.

Для сохранения горизонтального положения азимутального круга во время качки котелок помещен в карданное кольцо. С помощью двух цапф (шипов) карданное кольцо подвешивается в нактоузе.

Пеленгатор предназначен для измерения пеленгов и курсовых углов на ориентиры. Пеленгатор (рис. 20) состоит из основания 1 , предметной мишени 3 и глазной мишени 6.

Основание выполнено в виде кольца, которое устанавливается на азимутальном круге котелка и фиксируется на котелке с помощью двух планок: одной - неподвижной, а другой - подвижной в виде защелки. При установке и снятии пеленгатора защелку необходимо оттянуть.

На основании с помощью шарниров крепятся глазная и предметная мишени. Предметная мишень представляет собой прямоугольную рамку с натянутой посередине визирной нитью из тонкой (Ø= 0,4 мм) луженой медной проволоки. Для пеленгования небесных светил предметная мишень имеет откидное зеркало 2.

Глазная мишень имеет вид планки с прорезью. При пеленговании хорошо видимых и ярких предметов прорезь закрывается латунной шторкой с узкой щелью.

Визирная плоскость пеленгатора проходит через середину прорези глазной мишени и нить предметной. Для снятия отсчетов пеленга на глазной мишени установлена в латунной оправе призма 5, закрепленная на передвижной каретке. Призма несколько увеличивает изображение шкалы картушки, поэтому отсчет пеленга снимается с точностью до 0,2°. Для пеленгования Солнца глазная мишень имеет два откидных светофильтра 4.

При измерении магнитных сил на пеленгатор устанавливают входящую в комплект компаса съемную планку 7 с чашкой для крепления дефлектора.

Нактоуз (см. рис. 17) - силуминовая тумба, в которой устанавливаются все основные части компаса. Нактоуз состоит из верхнего основания 3, корпуса 2 и нижнего основания 1 . В верхнем основании на карданном кольце устанавливается котелок, крепятся специальные индукционные пластины и компенсаторы 4 из мягкого железа (продольные бруски) для уничтожения четвертной девиации.

Корпус имеет форму трубы с прямоугольным вырезом. Внутри корпуса установлен девиационный прибор 6. Вырез закрывается крышкой закрепляемой шпильками. Нижнее основание выполнено в виде фланца и предназначено для крепления компаса на судне. К нактоузу крепится блок питания 5 освещения, где установлены переключатель источников питания, реостат регулировки яркости освещения и предохранители.

Девиац и онн ы й прибор предназначен для уничтожения полукруговой и креновой девиации и состоит из латунной трубы и двух передвижных кареток для крепления магнитов-уничтожителей. Внутри" трубы на медном тросике подвешен вертикальный магнит. Конец тросика закреплен на валике, установленном над трубой. При- вращении валика изменяется положение вертикального магнита.

Компасы марки УКП-М выпускаются промышленностью на высоком нактоузе для использования в качестве главных и на низком - в качестве путевых. Кроме компасов УКП-М, на речных судах устанавливают компасы с дистанционной оптической передачей марки КМО-Т. Такой компас обычно устанавливают на верхнем мостике над рулевой рубкой, а его показания передаются в рулевую рубку к посту управления рулем. Компас КМО-Т имеет в своем составе те же части, что и обычный компас УКП-М. Передача показаний осуществляется с помощью оптической системы.

Детали оптической системы помещаются частично в нактоузе, а частично в специальной трубе оптического тракта, которая проходит от места установки компаса в рулевую рубку. Труба состоит из неподвижной и подвижной частей. В нижней подвижной части установлено зеркало, через которое видны показания курса. Оптическая система компаса КМО-Т (рис. 21) состоит из защитного стекла 1, верхней 2 и нижней 3 линз, обогревного стекла 4 и зеркала 5. Картушка, котелок, девиационный прибор и нактоуз имеют различия в конструкции по сравнению с компасом УКП-М.

Рис. 21. Оптическая система компаса КМО-Т