Определение направления

Для определения направления куда двигаться нам необходимо точно знать с какой стороны относительно нас с вами находится искомый объект.

Компас - прибор для определения горизонтальных направлений на местности.

Для определения направлений в компасе имеется картушка - круговая шкала с 360 делениями (соответствующими одному угловому градусу каждое), размеченными так, что отсчет ведется от нуля по часовой стрелке. Направлению на север (норд, N, или С) обычно соответствует 0°, на восток (ост, O, E, или В) - 90°, на юг (зюйд, S, или Ю) - 180°, на запад (вест, W, или З) - 270°. Это главные компасные румбы (страны света).

Между ними расположены "четвертные" румбы: норд-ост, или С-В (45°), зюйд-ост, или Ю-В (135°), зюйд-вест, или Ю-З (225°) и норд-вест, или С-З (315°).

Между главными и четвертными расположены 16 "основных" румбов, таких, как норд-норд-ост и норд-норд-вест

Некогда было еще 16 румбов, таких, как "норд-тень-вест", называвшихся просто румбами.

В магнитном поле Земли на магнитный стержень действует вращающая пара сил, устанавливающая его в направлении магнитного поля. В магнитном компасе роль такого стержня играет намагниченная стрелка, которая при измерении сама устанавливается параллельно магнитному полю Земли.

ЖИДКОСТНЫЙ (СУДОВОЙ) КОМПАС, самый точный и стабильный из всех видов магнитногокомпаса. 1 - отверстия для перелива компасной жидкости при ее расширении; 2 - заливочная пробка; 3 - каменный подпятник; 4 - внутреннее кольцо универсального шарнира; 5 - картушка; 6 - стеклянный колпак; 7 - маркер курсовой черты; 8 - ось картушки; 9 - поплавок; 10 - диск курсовой черты; 11 - магнит; 12 - котелок; 13 - расширительная камера.

Жидкостный компас, или компас с плавающей картушкой, -это самый точный и стабильный из всех магнитных компасов. Он часто применяется на морских судах и потому называется судовым. Конструкции такого компаса разнообразны; в типичном варианте он представляет собой наполненный жидкостью "котелок" (рис. 3), в котором на вертикальной оси закреплена алюминиевая картушка. По разные стороны от оси к картушке снизу прикреплены пара или две пары магнитов. В центре картушки имеется полый полусферический выступ - поплавок, ослабляющий нажим на опору оси (когда котелок наполнен компасной жидкостью). Ось картушки, пропущенная через центр поплавка, опирается на каменный подпятник, изготовляемый обычно из синтетического сапфира. Подпятник закреплен на неподвижном диске с "курсовой чертой". В нижней части котелка имеются два отверстия, через которые жидкость может переливаться в расширительную камеру, компенсируя изменения давления и температуры. Картушка плавает на поверхности компасной жидкости. Жидкость, кроме того, успокаивает колебания картушки, вызываемые качкой. Вода не годится для судового компаса, так как она замерзает. Используется смесь 45% этилового спирта с 55% дистиллированной воды, смесь глицерина с дистиллированной водой либо высокочистый нефтяной дистиллят. Котелок компаса отлит из бронзы и снабжен стеклянным колпаком с уплотнением, исключающим возможность протечки. В верхней части котелка закреплено азимутное, или пеленгаторное, кольцо. Оно позволяет определять направление на различные объекты относительно курса судна. Котелок компаса закреплен в своем подвесе на внутреннем кольце универсального (карданного) шарнира, в котором он может свободно поворачиваться, сохраняя горизонтальное положение, в условиях качки. Котелок компаса закрепляется так, что его специальная стрелка или метка, называемая курсовой, либо черная линия, называемая курсовой чертой, указывает на нос судна. При изменении курса судна картушка компаса удерживается на месте магнитами, неизменно сохраняющими свое направление север - юг. По смещению курсовой метки или черты относительно картушки можно контролировать изменения курса.

ПОПРАВКА КОМПАСА Поправкой компаса называется отклонение его показаний от истинного норда (севера). Ее причины –магнитное склонениеи девиациямагнитной стрелки.

Магнитное склонение. Магнитное склонение - это угловая разница между магнитным и истинным нордом, обусловленная тем, что магнитный северный полюс Земли смещен на 2100 км относительно истинного, географического.

Магнитное склонение изменяется по времени и от точки к точке на земной поверхности. В результате измерений магнитного поля Земли получены карты склонения, которые дают величину магнитного склонения и скорость его изменения в разных районах.

Девиация. Компас показывает на т.н. компасный, а не на магнитный норд (северный магнитный полюс), исоответствующая угловая разность направлений называется девиацией. Она обусловлена наличием местных магнитных полей, дополнительно к магнитному полю Земли. Местное магнитное поле могут создавать корпуссудна, груз, крупные массы железных руд, расположенные неподалеку от компаса, и другие объекты. Правильное направление получают, учитывая в показаниях компаса поправку на девиацию.

Судовой магнетизм. Местные магнитные поля, создаваемые корпусом судна и охватываемые понятиемсудового магнетизма, делятся на переменные и постоянные. Переменный судовой магнетизм наводится встальном корпусе судна магнитным полем Земли. Напряженность переменного судового магнетизмаизменяется в зависимости от курса судна и от географической широты. Постоянный судовой магнетизмнаводится в процессе постройки судна, когда под влиянием вибрации, вызываемой, например, операциямиклепки, стальная обшивка становится постоянным магнитом. Напряженность и полярность (направление) постоянного судового магнетизма зависят от местоположения (широты) и ориентации корпуса судна в периодего сборки. Постоянный магнетизм частично теряется после спуска судна на воду и после того, как онопобывает в бурном море. Кроме того, он несколько изменяется в процессе "старения" корпуса, но егоизменения существенно уменьшаются после эксплуатации судна в течение года. Судовой магнетизм можноразложить на три взаимно перпендикулярные компоненты: продольную (относительно судна), поперечнуюгоризонтальную и поперечную вертикальную. Отклонения магнитной стрелки, обусловленные судовыммагнетизмом, корректируют, помещая возле компаса постоянные магниты, параллельные этим компонентам.

Нактоуз. Судовой компас обычно устанавливается в универсальном шарнире на специальной подставке, называемой нактоузом (рис. 4). Нактоуз жестко и надежно прикрепляется к палубе судна, обычно на среднейлинии последнего. На нактоузе устанавливаются также магниты, компенсирующие влияние судовогомагнетизма, и закрепляется защитный колпак для компаса с внутренним осветителем картушки. Ранее нактоузвыполнялся в виде резной фигуры из дерева, но на современных судах это просто цилиндрический стенд.

 

НАКТОУЗ, подставка для судового компаса. Четвертные сферы и курсовой магнит компенсируютвлияние судового магнетизма. 1 - курсовой магнит; 2 - маркер курсовой черты; 3 - защитный колпак; 4 - четвертная сфера; 5 - котелок компаса; 6 - магниты.

Сегодня не редко используют гирокомпас с репитером. Этокомпас, направляющий стержень которого заключён в гироскоп и выставлен строго на север. Репитер стержня устанавливается в зоне видимости и показывает положение стержня гирокомпаса.

3. Определение пройденного расстояния

Говоря о расстоянии мы говорим о метрах, километрах и в морской практике милях.

Разберёмся, что такое миля.

Одна морская миля равна одной минуте земного меридиана.

Изначально эта величина соответствовала длине 1/60 градуса дуги круга на поверхности Земли с центром, совпадающим с центром планеты. Другими словами, если рассматривать любой меридиан, то морская миля будет примерно равной длине одной минуты широты. Поскольку форма Земли несколько отличается от очертаний идеального шара, то длина 1 минуты градуса рассматриваемого меридиана может несколько отличаться в зависимости от широты. Больше всего это расстояние на полюсах – 1861,6 м, а меньше всего на экваторе – 1842,9 м. Во избежание путаницы было предложено унифицировать длину морской мили. За основу была принята длина 1 минуты градуса на 45º широты (1852,2 м)

В Великобритании раньше часто использовалась своя морская миля, равная 1853,184 м. В 1929 году в Монако состоялась международная конференция, посвященная различным вопросам гидрографии, на которой длину морской мили определили в 1852,00 метра. 1/10 международной морской мили = 1 кабельтов = 185,2 метра. А 3 мили равны 1 морской лиге.

Зная скорость и время, мы всегда можем определить пройденное расстояние. Но как перенести его на карту?

Наука навигация позволяет наносить отметки о пройденном расстоянии на карты с высокой точностью.

Локсодрома или локсодромия — кривая на поверхности вращения, пересекающая все меридианы под постоянным углом

Если передвигаться с фиксированным путевым углом по Земле, которую утрированно принять за сферу или эллипсоид, то траектория движения объекта и будет локсодромией. В прошлом локсодромия использовалась при расчёте требуемого курса при прокладке маршрута морских судов. Со временем, когда появились приборы с достаточной вычислительной мощностью для вычисления текущего требуемого путевого угла, начали активно применять ортодромию, особенно для дальних маршрутов.

Ортодромия, ортодрома (из др.-греч. ὀρθός «прямой» + δρόμος «бег, путь») — кратчайшая линия между двумя точками на поверхности вращения. В картографии и навигации — название геодезической линии кратчайшего расстояния между двумя точками на поверхности земного шара, наименьший из отрезков дуги большого круга, проходящей через эти точки. В отличие от локсодромии ортодромия пересекает меридианы под разными углами. В судо- и самолётовождении, где Земля принимается за шар, ортодромия представляет собой дугу большого круга.

Ортодрома делит сферу на две полусферы