Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Автор:
NikoniX
Печать
дата:
21 мая 2020 07:10
Просмотров:
799
Комментариев:
0
Обычный, магнитный

Обыкновенный магнитный компас (компас Адрианова) знаком каждому школьнику. Положил на ладонь, отпустил стопор (арретир), дождался, пока стрелка покажет на север – и все дела! А в темноте он ещё и светится, что ужасно круто!

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Компас Адрианова




Существуют более сложные разновидности этого прибора – артиллерийский компас, горный компас, морской компас в кардановом подвесе.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Артиллерийский компас


Принцип работы у них у всех одинаковый – намагниченная стрелка поворачивается в магнитном поле Земли.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Горный компас


Достоинства у всех у них тоже одинаковые – конструкция простая, стоимость относительно невысокая, работать с ними легко.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Судовой магнитный компас


Недостатки у магнитных компасов тоже одни и те же. Во-первых, они «боятся» металлических предметов – показания компаса могут испортить обычные ножницы или нож. Они «сходят с ума» в местах магнитных аномалий (например, крупных залежей железных руд). Наконец, они показывают направление на магнитный полюс Земли, а не на географический – то есть далеко не всегда правильно указывают направление. В высоких широтах (например, в Арктике или в Антарктиде) магнитный компас «врёт» так сильно, что прокладывать по нему курс/путь становится нереально.

Индукционный, он же электромагнитный

В школе на уроках физики в 8 классе учительница показывает очень интересный опыт: берёт магнит, катушку из проволоки и эту катушку двигает вдоль магнита – и в ней откуда ни возьмись вдруг появляется электрический ток! Это интереснейшее явление называется электромагнитной индукциейв проводнике, движущемся поперёк линий магнитного поля, возникает электрический ток.

Учёные подумали: «Но ведь корабль или самолёт тоже движутся внутри магнитного поля Земли! Значит, в катушке из провода внутри этого корабля или самолёта должен возникать слабый ток, причём его сила зависит от того, в какую сторону направлена катушка!». Так появился на свет индукционный компас – в нём используются две или три катушки, в которых ток «наводится» магнитным полем нашей планеты.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Индукционный компас


Главный плюс такого компаса – он не боится металлических предметов и деталей вблизи. Под такой можно сколько хочешь подкладывать топор – а он всё равно будет точно показывать направление! Главный минус – индукционный компас работает только в движении, причём желательно с высокой скоростью. Прочие минусы – требует электропитания, сложная конструкция и, как обычный магнитный компас, очень сильно «врёт» в высоких широтах.

Астрокомпас, он же солнечный и звёздный

Приблизительно определять направление «по солнцу» и «по звёздам» люди умели уже тысячи лет назад. Скажем, в полдень солнце показывает на юг. А ночью полярная звезда показывает на север. Нельзя ли на основе этого принципа сделать точные компасы, пригодные для лётчиков и судоводителей? – задумались специалисты. Оказалось, можно! Так появился на свет астрокомпас. Астрокомпасы бывают солнечные и звёздные.

Один из первых в нашей стране солнечных компасов («солнечный указатель курса», сокращённо «СУК») был установлен на самолёт АНТ-25, на котором лётчики Чкалов, Байдуков и Беляков совершили первый в мире межконтинентальный перелёт через северный полюс. Там, где магнитный компас не справлялся, солнечный компас отработал безукоризненно.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Солнечный компас


Основа любого астрокомпаса – подвижный визир и часовой механизм. Если астрокомпас солнечный, штурману достаточно указать широту, точное время и навести визир на солнце; в результате прибор тут же покажет точное направление на север и позволит установить нужный курс корабля или самолёта. Если астрокомпас звёздный, штурману нужно предварительно выбрать определённую яркую звезду (навигационную звезду) и настроить астрокомпас под её небесные координаты. Дальнейший ход работы полностью совпадает с солнечным компасом.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Звездный компас


Преимущества астрокомпаса понятны – он точен, он показывает истинный север, ему не страшны никакие магнитные аномалии или металлические предметы. Однако недостатки тоже есть – он довольно сложен в конструкции, для работы с астрокомпасом нужен опытный штурман, знающий звёздное небо. Астрокомпас не работает в условиях шторма, сильной болтанки и банальной облачной погоды. Если небо закрыто тучами – самый лучший астрокомпас становится бесполезным. Наконец, солнечный компас бесполезен ночью, а звёздный – днём, сами понимаете почему.

Гирокомпас, или что можно сделать из детской игрушки

Была ли у вас в детстве юла? Она же волчок? Да наверняка была – это одна из самых древних и популярных во всём мире детских игрушек. Даже в «Азбуке» какое слово на букву «Ю» всегда рисуют? Раскрути юлу – и она стоит ровно, не падает, сохраняет своё положение в пространстве, даже если её толкнуть или осторожно перенести в другое место...

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

"У Юры была Юла". Казалось бы, при чём тут компас?


«А нельзя ли свойство юлы удерживать постоянное направление использовать для определения направления на север?» – подумали изобретатели. Дело было не простое и успехом увенчалось далеко не с первой попытки – но в результате на свет появился «компас-юла». Научное название юлы – гироскоп, поэтому новый прибор назвали гирокомпас.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Гирокомпас в разрезе. Видна "юла" в кардановом подвесе


Внутри гирокомпаса – массивный быстро вращающийся ротор в кардановом подвесе. Ротор стремится сохранять положение в пространстве. Но ведь наша с вами Земля тоже вращается, верно? Поэтому угол наклона ротора в подвесе постепенно изменяется. Если специальным противовесом перевести ротор в горизонтальную плоскость, он как бы сам по себе медленно повернётся и укажет нам на север – то есть ось его вращения встанет в плоскости оси вращения Земли. Сложно, но эффективно.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Современный судовый гирокомпас


Достоинства гирокомпаса – он показывает истинный север, ему не страшны магнитные помехи, он не зависит от погоды или времени суток. Недостатки? Он требует электропитания, он очень тяжёлый (больше 25 килограммов!), он сложен в обращении и настройке.

Радиокомпас, или сплошная автоматика

Сразу после открытия радио в конце XIX века учёным стало ясно, что радио можно использовать для определения пеленга – то есть направления на источник радиосигнала. Достаточно создать поворачивающуюся антенну – если развернуть её к источнику «лицом», сигнал будет самым сильным, если повернуть «боком», то самым слабым. Если установить на земле постоянно работающий радиопередатчик (радиомаяк), а вращающуюся антенну и приёмник поставить на корабль или самолёт, то штурман, зная частоту радиомаяка и его координаты (из специального справочника), может быстро определить направление на маяк – и, соответственно, направление на север и курс судна. Созданное устройство назвали автоматическим радиокомпасом.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все





Циферблат радиокомпаса. Обратите внимание, тут две стрелки для двух радиомаяков


Автоматический радиокомпас – штука очень удобная. Достаточно просто задать частоту и «поймать» сигнал маяка, а дальше радиокомпас сам определит направление и покажет верный курс пилоту на приборной доске. Сейчас по всей Земле установлены тысячи радиомаяков, позволяющих судам и самолётам уверенно держать курс даже в самую ненастную погоду. Работа с радиомаяками настолько удобна и эффективна, что даже появившиеся в последние 30 лет навигационные спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС не смогли их вытеснить.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

Панель управления современным цифровым радиокомпасом


Достоинства радиокомпаса – удобство, автоматический режим работы, высочайшая точность. Недостатки – требует электропитания, а главное – требует «видимости» хотя бы одного радиомаяка. Если из-за атмосферных помех (например, во время гроз или магнитных бурь) или дальности ни один радиомаяк «не слышен», радиокомпас превращается в бесполезный набор металла и электроники.

Что лучше?

Нетрудно догадаться, что у всех типов компасов есть как достоинства, так и недостатки. Именно поэтому на всех современных судах и самолётах такие системы дублируются, иногда многократно. Например, на судне может стоять и проверенный столетиями магнитный компас, и гирокомпас, и радиокомпас, и астрономический компас, и ультрасовременный GPS-навигатор – причём хороший штурман (и капитан тоже) просто обязаны уметь обращаться со всеми этими приборами. Выйдет из строя один – воспользуемся другим, не уверены в показаниях вот этого – сравним с показаниями вот того. Глубокие разносторонние знания – вот основа безопасности вождения судов и самолётов, даже в наш компьютерный век. Автоматическая прокладка курса – это хорошо, но автоматику тоже необходимо постоянно проверять и перепроверять человеку! Иначе может случиться беда – скажем, как с круизным лайнером Costa Concordia в 2012 году.

Какие бывают компасы, и почему на корабле нужны все

0 не понравился
11 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 


 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх