Что такое магнитный компас

Что такое магнитный компас?

Магнитный компас – это навигационный прибор, реализующий физический принцип способности магнитной стрелки ориентироваться вдоль магнитных линий Земли, при помощи которого определяется судовой курс, а также направления на объекты, непосредственно наблюдаемые судоводителем. Идеальный магнитный компас указывает направление на север вдоль магнитного меридиана Земли, проходящего через магнитные полюса. Точность магнитных компасов уменьшается по мере приближения к магнитным полюсам.

При определении направления движения судна учитывается, что магнитный и географический полюс не совпадают, и угол между соответствующими магнитным и истинным меридианами, называемый магнитным склонением, отличен от нуля. Кроме этого, колебания магнитосферы Земли и собственное магнитное поле судов, в конструкции которых присутствуют магнетики, вносят в показания магнитного компаса помехи, именуемые девиацией магнитного компаса. Направление, указываемое магнитным компасом, соответствует компасному меридиану, поэтому девиация магнитного компаса определяется как угол между магнитным меридианом и компасным. Для определения истинного курса учитывается магнитное склонение и девиация магнитного компаса.

Состав судового магнитного компаса:

  • Котелок с картушкой
  • Нактоуз
  • Пеленгатор
  • Девиационный прибор

Котелок магнитного компаса представляет собой цилиндрическую ёмкость из двух частей, расположенных друг под другом. Верхняя содержит свободно перемещаемую в растворе этилового спирта картушку — немагнитный диск с нанесенной шкалой и магнитными стрелками, а нижняя — компенсирует изменение объема компасной жидкости, зависящие от внешних причин, например, температуры окружающей среды. Карданный подвес компенсирует судовую качку.

Нактоуз магнитного компаса – по сути, корпус с защитным колпаком, амортизирующим подвесом и подсветкой, внутри него также расположен девиационный прибор, назначение которого – «уничтожение» девиации магнитного компаса. Однако даже с учетом «уничтожения» в расчетах направления учитывается остаточная девиация, изменяющаяся по мере движения судна.

Пеленгатор магнитного компаса определяет угловые направления на видимые объекты. Упрощенно пеленгатор состоит из закрепленных на основании мишеней (глазная и предметная) и чашки дефлектора. Пеленгатор вращается относительно азимутального круга. Предметная мишень имеет откидное зеркало для получения пеленга небесных объектов.

Виды судовых компасов:

Магнитный компас – не единственный вариант конструкции судового компаса. Также производителями судового оборудования предлагаются гироскопические компасы (на основе гироскопа), указывающие направление истинного полюса, а не магнитного, и гарантирующие точность показаний в высоких широтах, однако чувствительные к ускорениям судна; электронные компасы, работающие через интерфейсы передачи данных, передавая информацию на совместимое судовое оборудование; спутниковые компасы – устройства, работа которых основана на информации спутникового позиционирования – распространенный вид судовых компасов, предлагаемый большим числом производителей навигационного оборудования и обеспечивающий точность измерений. Выбор конструктивного типа судового компаса зависит от типа судна и оснащения, экономической целесообразности и благосостояния судовладельца.

Чтобы выбрать и купить судовой компас, надо либо понимать отрасль, либо обратиться в компанию Маринэк, инженеры которой реализовали десятки проектов оснащения судов любых типов всеми видами судового оборудования, включая магнитные компасы, характерные для маломерного флота.

На страницах каталога Интернет-магазина Маринэк представлены магнитные компасы производителей мирового уровня, а также не уступающие по качеству российские приборы. Компания принимает заказы на оснащение судов магнитными компасами мировых брендов, таких как:

  • Furuno
  • KVH
  • Simrad

Российские устройства аналогичного функционала представлены моделями: Азимут-90М, КМ145, КМ69-М, УКПМ-М и другими. Перечисленные модели одобрены сертификатом как Морского, так и Речного Регистров, что говорит о соответствии сегодняшним требованиям рынка.

Обращаясь в компанию Маринэк, заказчик получит информацию как по техническим, так и юридическим аспектам использования требуемого судового оборудования, целесообразности выбора того или иного устройства, совместимости и т.д. Магнитные компасы, купленные в Маринэк, проверены практикой и временем.

Рынок судовых компасов широк, поэтому при выборе конкретной модели будет полезным послушать мнение инженеров. Оснащая собственное судно оборудованием, помните, что комфорт на борту складывается из безотказной работы всех судовых систем, включая магнитный компас и прочие «мелочи», без которых невозможно представить современное судно.

Компас на морском судне

Неотъемлемым мореходным инструментом примерно с конца средневековья является магнитный компас, магнитная стрелка которого, свободно вращающаяся в горизонтальной плоскости, под действием магнитного поля Земли всегда показывает на север. Однако два явления — магнитное склонение и девиация — затрудняют пользование компасом. Причина магнитного склонения заключается в том, что северный и южный магнитные полюсы не совпадают с географическими. Северный магнитный полюс расположен примерно в 1600 км от географического Северного полюса на северо-востоке Канады. Стрелка компаса в месте, не содержащем железа, совпадает с магнитным меридианом и поэтому в зависимости от места снятия показаний с компаса имеет большее или меньшее отклонение. В высоких широтах пользование магнитным компасом для определения направления становится неэффективным. Чем больше расстояние от географического Северного полюса, тем меньше получается ошибка в направлении, поскольку уменьшается угол между северным магнитным полюсом и географическим Северным полюсом. На меридиане, где находится северный магнитный полюс и географический Северный полюс, магнитное склонение разно 0°. В Бискайском заливе оно составляет около 10° к западу, а в Средиземном море — около 2° к востоку. Поскольку магнитный полюс, хотя и очень медленно, меняет свое положение, магнитное склонение должно ежегодно корректироваться. Девиация вызывается постоянным и переменным магнитными полями корабля, которые оказывают дополнительное влияние на магнитную стрелку. Путем установки постоянных магнитов и магнитно-мягкого железа вблизи магнитного компаса (компенсирующие средства, вызывающие аналогичные поля противоположного направления и такой же напряженности, как магнитные поля корабля) исправляются (компенсируются) девиационные погрешности. Компенсация должна повторяться ежегодно. В соответствии с ней составляется таблица отклонений, которая должна постоянно контролироваться в связи с возможными изменениями отклонения в зависимости от магнитной широты и времени. Такие контрольные замеры фиксируются в девиационном дневнике.

Магнитный компас

1 — магнитное склонение 7°; 2 — курс по компасу 339°; 3 — истинный курс 332°; 4 — курсовая черта.

Магнитный компас имеет отметку, называемую курсовым румбом; он расположен в диаметральной плоскости судна или параллельно ей и показывает на картушке компаса курс корабля. Картушка компаса представляет собой диск с градуировкой в 360°, где 0° обозначает северное, а 180° — южное направление. На ее нижней стороне укреплены параллельно друг другу магнитные стрелки. Для того чтобы картушка компаса со своей магнитной осью могла устанавливаться в направлении северного магнитного полюса, она крепится на подвижном острие и может вращаться относительно своего центра. Корпус компаса вместе с магнитами, включая картушку, имеет карданов подвес, что обеспечивает его независимость от движений судна и благодаря чему ось вращения картушки всегда вертикальна. Для улучшения компенсации качки используются преимущественно жидкостные компасы, у которых картушка помещается в котелке компаса, заполненном жидкостью. Таким образом, независимо от движений судна в горизонтальной плоскости можно определить курс корабля и части света. На изображении картушки с силуэтом корабля в вертикальной проекции даны курс корабля и магнитное склонение, составляющие в этом месте Северного моря 7° к западу. Это означает, что северный магнитный полюс имеет в этом месте пеленг 7° к западу от географического Северного полюса. Таким образом, в приведенном примере судно следует курсом не 339° а 332°.

Движение гироскопа с карданным подвесом (а) и поплавкового гироскопа (b) под воздействием приложенных к оси сил

1 — гироскоп; 2 — сила; 3 — отклонение следствие приложения силы

С увеличением скорости судна возрастают также требования к точности компаса. На всех морских судах наряду с магнитным компасом используется гирокомпас, позволяющий независимо от всех магнитных влияний определить направление географического Севера и тем самым курс судна. Как известно, ось гироскопа стремится сохранить неизменным свое положение в мировом пространстве. Параллельному смещению оси гироскоп не оказывает противодействия, силам же, стремящимся изменить направление оси противодействует, и стрелка отклоняется в направлении вращения гироскопа. Вместо магнитной стрелки жидкостный компас имеет в качестве указательного элемента гироскоп с электрическим приводом с частотой вращения примерно 20 тыс. об/мин, время пуска которого составляет около 5 ч. Гироскоп крепится или помещается в поплавке таким образом, что его ось всегда стремится занять горизонтальное положение, так как только в таком случае она всегда устанавливается в направлении север — юг. Момент, направленный на север, гироскоп получает при вращении Земли, которое, если смотреть с севера, осуществляется против часовой стрелки; при этом на север обращен тот конец оси гироскопа, относительно которого против часовой стрелки вращается и сам гироскоп.

Установка гироскопа компаса в направлении север — юг на экваторе и на средних широтах

1 — направление движения оси гироскопа; 2 — подъем оси гироскопа из-за вращения Земли; 3 — сила поплавка; 4 — направление вращения Земли.

Проще всего показать действие гироскопа в качестве указателя направления на экваторе. Например, гироскоп приводится в движение при восточно-западном расположении оси, тогда благодаря повороту Земли происходит подъем оси гироскопа. Этому подъему противодействует перпендикулярная сила поплавка, стремящаяся удержать ось гироскопа в горизонтальном положении. При этом гироскоп отклоняется перпендикулярно к направлению силы таким образом, что его ось поворачивается к меридиану, т. е. в направлении север — юг. Когда ось устанавливается в направлении меридиана, т. е. параллельно оси вращения Земли, то благодаря повороту Земли она получает еще параллельное смещение в пространстве, которому не оказывает сопротивления. Вследствие воздействия силы поплавка и инерции гироскопа при вращении в направлении меридиана ось гироскопа отклоняется от направления север — юг, но благодаря вращению Земли и силе поплавка, возникающей на другом конце оси гироскопа, вновь возвращается к меридиану. Таким образом, гироскоп постоянно’ колеблется вблизи меридиана (его собственное исходное положение) и вследствие незначительного трения между поплавком и жидкостью (ртутью) очень медленно принимает положение меридиана. Для ускорения этого процесса в установку компаса вмонтирована система стабилизации качки по типу успокоительной цистерны Фрама. Успокоительная цистерна способствует тому, что сила поплавка, стремящаяся повернуть ось гироскопа в горизонтальную плоскость, лишь частично используется для этого поворота, другая же часть при смещении центра тяжести всей гироскопической системы уничтожается за счет переливающейся жидкости.

Принцип демпфирования гироскопа компаса

Гирокомпас имеет так называемую ошибку курса, которую необходимо учитывать в навигации. Скорость судна представляет собой в определенной степени очень медленное вращение Земли, которое оказывает на гироскоп такое же влияние, как и само вращение Земли. Если судно следует курсом юг — север, изменяется горизонтальная плоскость и тем самым направление оси гироскопа в пространстве, в результате чего происходит отклонение оси гироскопа на запад, а при противоположном курсе :— на восток. При движении судна в восточно-западном направлении исключается возникновение ошибки курса, поскольку лишь одно вращение горизонтальной плоскости поперек направления осей создает отклоняющую силу. При вращении горизонта вокруг оси гироскопа, как при восточно-западном курсе, отклонения оси не происходит. Отклонение оси гироскопа от меридиана зависит от скорости судна, его курса и географической широты; величина отклонения берется из таблицы ошибок курса и учитывается при определении курса корабля. Для компенсации сил, возникающих прежде всего при бортовой качке судна, широко используются гирокомпасы с двумя или тремя гироскопами, отличающиеся очень высокой точностью работы в качестве указателей направления и позволяющие снимать показания с точностью до десятых долей градуса. В большинстве случаев к гирокомпасу подключается несколько компасов-репиторов (вторичных компасов). Посредством специального электродвигателя каждое вращение плавающей системы гироскопа (изменение направления) в главном компасе передается вторичным компасам. Поэтому главный компас может устанавливаться в любом месте судна. Как правило, главный компас имеет воздушное охлаждение и устанавливается также на ходовом мостике. Вторичные компасы размещают не только в рулевой рубке на ходовом мостике, но и на крыльях мостика, на навигационном мостике и в аварийном рулевом посту. Кроме того, они могут быть вмонтированы в пеленгаторные компасы, радиопеленгаторы, радиолокационные приборы и в системы автоматического управления судном.

Гироскоп

а — картушка компаса (в упрощенном виде); b — конструкция гирокомпасной системы; с — конструкция компаса с тремя гироскопами; d — конструкция компаса с двумя гироскопами; е — главный компас

1 — пеленгаторный компас; 2 — рулевая колонка; 3 — сигнальное устройство; 4 — задатчик ошибки курса; 5 — вторичный компас; 6 — штекерное устройство; 7 — насос охлаждающей воды; 8 — главный компас; 9 — распределительная коробка; 10 — преобразователь; 11 — коробка управления и включения; 12 — сеть; 13 — пускатель; 14 — курсограф.

Читайте также

Кто придумал компас?

Кто придумал компас? Самая простая форма компаса — это магнитная стрелка, укрепленная на стержне так, чтобы она могла свободно вращаться во все стороны. Стрелка такого так называемого компаса указывает на «север», под которым имеется в виду Северный магнитный полюс

21. КОМПАС

21. КОМПАС Компас, как и бумагу, еще в глубокой древности изобрели китайцы. В III веке до Р.Х. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса: он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно

31. Золотой компас указывает на юг (цзинжэнь жинан)

31. Золотой компас указывает на юг (цзинжэнь жинан) Компас — это прибор, указывающий правильное направление. Данная позиция указывает способ правильного завершения формы; в то же время это важная часть практики.31.1. Сомкнутые рукиПоследовательность движенийСогните локти,

Кто придумал компас?

Кто придумал компас? Самая простая форма компаса – это магнитная стрелка, укрепленная на стержне так, чтобы она могла свободно вращаться во все стороны. Стрелка такого примитивного компаса указывает на «север», под которым имеется в виду Северный магнитный полюс Земли.

Какому кораблю принадлежали корма, киль, паруса и компас, ставшие одноименными созвездиями?

Какому кораблю принадлежали корма, киль, паруса и компас, ставшие одноименными созвездиями? Созвездия Корма, Киль, Паруса и Компас образовались в XVIII столетии в результате «расчленения» аббатом Лакайлем созвездия Корабля Арго. Описанное еще Клавдием Птолемеем в 150 году

Профессиональное чтение как источник и компас вашего творчества

Профессиональное чтение как источник и компас вашего творчества Если хотите быть писателем, вам прежде всего нужно делать две вещи: много читать и много писать. Каждая взятая вами в руки книга дает свой урок или уроки, и очень часто плохая книга может научить большему,

Какому кораблю принадлежали корма, киль, паруса и компас, ставшие одноименными созвездиями?

Какому кораблю принадлежали корма, киль, паруса и компас, ставшие одноименными созвездиями? Созвездия Корма, Киль, Паруса и Компас образовались в XVIII столетии в результате «расчленения» аббатом Лакайлем созвездия Корабля Арго. Описанное еще Клавдием Птолемеем в 150 году

Как сделать компас своими руками

Как сделать компас своими руками Если вы потерялись, ждите беды. Любой здравомыслящий джентльмен дважды проверит и перепроверит свой походный инвентарь, чтобы убедиться, что он взял все карты, которые только могут ему понадобиться, а также компас для ориентации на

1302 г. Компас Флавио Джойи

Константин Рыжов В 12 в. арабы заимствовали у китайцев компас. В начале 13 в. «плавающая игла» стала известна европейцам. Первыми ее переняли у арабов итальянские моряки. От них компас перешел к испанцам, португальцам и французам, а позднее – к немцам и англичанам. Поначалу компас состоял из намагниченной иголки и кусочка дерева (пробки), плававшего в сосуде с водой.

Вскоре догадались закрывать этот сосуд стеклом, чтобы защитить поплавок от действия ветра. В середине 14 в. придумали помещать магнитную стрелку на острие в середине бумажного круга (картушки). Затем итальянец Флавио Джойя усовершенствовал компас, снабдив его картушкой, разделенной на 16 частей (румбов) по четыре на каждую часть света. Это нехитрое приспособление стало большим шагом в усовершенствовании компаса. Позже круг был разделен на 32 равных сектора.

В 16 веке для уменьшения воздействия качки стрелку стали крепить на кардановый подвес. В 17 веке компас снабдили вращающейся линейкой с визирами на концах, что позволило точнее отсчитывать направления.

Компас произвел такой же переворот в мореплаванье, какой порох – в военном деле, а переделочный процесс – в металлургии. Он был первым навигационным прибором, позволившим прокладывать курс в открытом море. Вооружившись компасом, испанские и португальские моряки в конце 15 в. отважились на далекие плаванья. Они оставили морские берега (к которым мореплаванье было привязано на протяжении нескольких тысячелетий) и пустились в плаванье через океан.

Как сделать компас своими руками?

Как устроен компас, можно разобрать на практике и сделать его самостоятельно.

Для указателя компаса подойдет любой мелкий предмет с острым концом (булавка, шпилька или швейная игла). Магнитом проводят вдоль выбранного предмета туда-сюда много раз, для длительного эффекта намагничивания — минимум 50 раз. Если в доступе нет магнита, используют ткань. Шерсть или шелк отлично справятся с задачей, только тереть придется дольше.

Берут емкость с водой. Намагниченный предмет фиксируют на плавучем материале (пенопласт, пробка) небольшой ширины (достаточно пару сантиметров). Иголку вставляют в материал горизонтально и пускают в свободное плавание в емкость с водой. Иголка укажет на север.

Погрешность у такого компаса выше, чем у обычного. Использовать лучше в спокойной воде и без ветра.

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector