Морской компас как называется. Навигационные приборы и инструменты

Конструктивно МК в значительной степени схожи, поэтому устрой­ство отдельных его узлов рассмотрим на примере компаса КМО-Т.

Котелок компаса (рис. 1.) состоит из корпуса, сверху и снизу закры­того прозрачными стеклянными крышками 1 и 2. Внутренняя полость котелка разделена стеклянным диском 3 на две части (камеры) – верхнюю 6 и нижнюю 9. В верхней части находится картушка 10 и шпилька 5. Магнитная система картушки состоит из трех пар стержневых маг­нитов 3. Градусные деления, цифры и обозначения выполнены в виде сквоз­ных отверстий (просечек) в шкале картушки.

На азимутальном кольце 14 котелка, прижимающем верхнюю стеклянную крышку, нанесены гра­дусные деления азимутального круга. Котелок заполнен компасной жидко­стью, которая представляет собой 64% водный раствор гидролизного технического спирта. На диске 3 закреплена колонка 4, в которую ввинчивается шпилька, а на её остриё топкой опирается картушка. По периметру камеры котелка к корпусу прикреплен кольцевой экран 11. В пространство между корпусом и экра­ном могут быть удалены пузырьки воздуха. Для удаления пузырьков нужно повернуть котелок на бок и подогнать пузырек к отверстию, имеющемуся в нижней части экрана.

Для отсчета курса по шкале картушки служит прикрепленный к внутренней стенке экрана индекс, выполненный в виде уголка с прорезью - курсовой чертой.

В нижней части котелка имеется диафрагма, которая находится между дном и диском 3 и обеспечивает компенсацию изменения объема жидкости при изменении температуры. Отверстие с винтовой пробкой для доливки в котелок компасной жидкости расположено на боковой стенке корпуса.

Шпилька ввинчивается через закрываемое пробкой донное отверстие во втулку 8 в стеклянном диске 3.

В верхней части на компас устанавливаются пеленгаторы . Они служат для пеленгования предметов и небесных светил с целью определения места судна, оценки поправки компаса и решения ряда других задач. С помощью пеленгаторов определяют также курсовые углы ориентиров.

Пеленгование можно осуществлять как непосредственно с котелка магнитного компаса, так и с репитеров для пеленгования. В первом случае, как правило, снимается отсчёт обратного пеленга, т.е. пеленга с ориентира на судно. Этот пеленг отличается от прямого на 180 0 . С репитеров для пеленгования (общих для гирокомпасов и МК) при наличии дополнительной зеркальной шкалы, сдвинутой относительно основной на угол 180 0 , снимаются значения прямого пеленга на ориентир.

Пеленгаторы могут отличаться друг от друга размерами, конструктивными особенностями, но все они имеют основание 7 (рис. 2), глазную мишень 4 , предметную мишень 2 , зеркало 1 для пеленгования небесных светил, расположенных на высоте более 20 0 , и набор светофильтров 3 , используемых для пеленгования Солнца. В комплект пеленгаторов, предназначенных для пеленгования с котелка компаса, входит перемычка 6 с чашкой 8 , на которой устанавливаются приборы при проведении девиационных работ.

Глазная мишень представляет собой планку с широкой вертикальной прорезью. Через эту прорезь можно наблюдать предметы при плохой видимости. При пеленговании днем прорезь прикрывают откидной шторкой с узкой щелью.

На планку надета каретка, несущая трехгранную призму 5 в металлической оправе, которая обеспечивает небольшое увеличение изображения делений картушки. Через призму снимают отсчет обратного магнитного пеленга.

На съемном мостике находится чашка, на которую устанавливают дефлектор – прибор, используемый при проведении девиационных работ, имеющих своей целью уменьшение ошибок компаса. Мостик закрепляется на компасе двумя гачками 9 . Чашка выполнена в форме цилиндра с фланцем, в которых проточены три отверстия для крепежных винтов. В цилиндрическую часть чашки ввинчен горизонтальный направляющий штифт, позволяющий правильно ориентировать дефлектор относительно визирной плоскости пеленгатора.

На пеленгаторе имеется индекс 10 для его ориентации относительно азимутальной шкалы компаса. Этот индекс смещен, как и азимутальная шкала, на 30 0 относительно визирной плоскости пеленгатора.

Нактоуз компаса (рис. 3), изготовленный из немагнитного сплава, со­стоит из основания 1 и корпуса 2. В нактоузе под колпаком 3 помещен котелок, а в его корпусе размещаются девиационный прибор, девиационная труба, специальное железо и элементы оптиче­ской системы. Нактоуз имеет в кормовой стороне два прямоугольных ок­на 5 и 6, закрываемых крышками: верхнее для доступа к девиационному прибо­ру, нижнее - для доступа к разъемам кабелей питания и элементам оптиче­ской системы. Окно с носовой стороны (на рисунке не показано) служит для доступа к верхней лин­зе оптической системы.

В верхней части колпака 3 на­ходится защитное стекло, которое имеет съемную предохранительную крышку. Четыре окна 15 с откидными крышками в колпаке используются для работы с пеленгатором при осадках.

Внутри нактоуза находится девиационный прибор. К нему относятся магниты для уничтожения полукруговой деви­ации и креновой магнит с уст­ройствами для изменения их по­ложения.

Магниты, создающие продоль­ную и поперечную силу, закреп­лены на шестернях 12 (рис. 4) с ручным при­водом. Две шестерни с двумя маг­нитами для создания продольной силы расположены в ДП судна. Они одновременно поворачиваются на равные углы во встречных на­правлениях вокруг горизонтальной оси с помощью рукоятки, на кото­рой нанесена буква В. .

Точно таким же образом уст­роено приспособление для поворо­та вокруг горизонтальной оси тех двух магнитов, которые предназна­чены для компенсации поперечной судовой силы, вызывающей полукруговую девиацию. Эти магниты, так же как и несущие их шестерни, расположены перпендикулярно ДП. Рукоятка для их вращения обо­значена буквой С. В отдельных случаях в нактоуз в ДП судна и перпендикулярно ДП устанавливаются дополнительные магниты 9. Их закрепляют в гори­зонтальном положении в гнездах вблизи основных магнитов.

Магнит 6, с помощью которого уничтожают креновую девиа­цию, находится в трубе 7 девиационного прибора в латунной оп­раве. Чтобы обеспечить переме­щение кренового магнита в вер­тикальном направлении, внутри трубы помещен стержень 14 с резь­бой. Вращая головку стержня за рукоятку 10, можно перемещать магнит вверх или вниз и устанавливать его на требуемом расстоянии от кар­тушки. После установки положение магнита фиксируется контрагайкой 11.

Четвертную девиацию ком­паса КМО-Т уничтожают с по­мощью четырех продольных брусков 3 и одной или двух попе­речных индукционных пластин 15. Бруски устанавливают на крон­штейнах 4 и в гнездах хомута немного ниже уровня стрелок картушки. Два бруска имеют прямоугольное сечение, а два дру­гих - круглое. Хомут с брусками может быть повернут на опреде­ленный угол относительно ДП, чем обеспечивается одновременное уничтожение обоих составляющих четвертной девиации. В нактоузе под котелком предусмотрено место 13 для компенсатора электромагнитной девиации.

Оптическая система (рис. 3) передает изображение шкалы картушки, поэтому рулевой видит светлые деления на темном фоне. В ночное время картушка подсвечивается снизу лампами, и рулевой видит на светлом фоне темное изображение делений картушки.

Труба оптического тракта состоит из трех секций: неподвижной 7 и двух выдвижных. Неподвижная секция крепится болтами к основанию нактоуза. Верхняя выдвижная секция 9 может перемещаться вверх и вниз, а нижняя 11 -также и разворачиваться вокруг оси.

При установке компаса на судне нактоуз размещается на верхнем мостике. Труба оптической системы через отверстие в палубном настиле и подволоке пропускается в рубку. Компас имеет прибор питания для его освещения и обогрева.

Оптическая схема системы представлена на рис. 5.Онасостоит из осветительной лампы 2, защитного стекла 3, двух линз (верхняя 4, нижняя 6 )обогреваемого стекла 7 и зеркала 9. Некоторые из перечисленных деталей расположены в нактоузе 5, а некоторые - в металлической трубе под ним.

Как показано на рисунке, на зеркало проектируется световой пучок от освещенного лампочкой сектора нижней стороны картушки 1 . Поэтому изображение шкалы в зеркале отражается в наи­более удобном для наблюдателя виде - значения градусных деле­ний и оцифровка читаются слева направо.

В качестве примера выполнения конструкции прибора на рис. 6 показана верхняя часть нактоуза МК “Сектор”. Здесь, котелок 1 совместно с кардановым подвесом установлен в нактоузе 2 с помощью пружин 6 , предохраняющих его от влияния вибрации и ударов. Котелок снабжен пеленгатором 3 . С помощью шкал 4 и 5 измеряются курс судна и курсовые углы ориентиров, соответственно. Как уже было указано выше, бруски 7 и 8 используются для компенсации девиации МК.

Рассмотренный вариант устройства котелка МК является типовым. Однако наряду с ним применяются и другие конструктивные варианты. Так, с целью снижения влияния качки судна на работу компаса в ряде изделий, например, в компасе КМ-145 (рис. 7), поплавок 1 снабжается дополнительным кожухом 2 , сообщающимся с рабочей камерой котелка, в результате чего он оказывается заполненным поддерживающей жидкостью 3 . Наличие указанного кожуха приводит к увеличению периода собственных колебаний подвижной системы компаса, что положительно сказывается на его работе.

В компасах для маломерных судов “Галс” (рис. 8) картушка 2 , включающая в себя два магнита 1 , не имеет поплавка. Шкалы с ценой деления 5 0 нанесены на ее внешней горизонтальной 3 и боковой цилиндрической 4 поверхностях. Элементы опорного устройства, входящие в состав картушки, включают в себя корундовый подпятник и коническую деталь, предохраняющую ее от боковых перемещений. В корпус картушки вставлен упор-указатель 5 , с шариком на свободном конце, служащий для предотвращения ее вертикального перемещения и одновременно играющий роль указателя крена и дифферента судна. Последнее возможно потому, что картушка обладает свойствами физического маятника.

Магнитный компас КМС 160 (компас магнитный сферический) предназначен для установки на стол пульта в ходовой рубке судна и это определяет особенности его конструкции. Магнитная система картушки (рис. 9) содержит 4стержневых магнита диаметром 3 мм, выполненных из сплава 52 КФТМ. Два средних магнита имеют длину 75 мм, а два крайних – 55 мм. Диаметр шкалы картушки составляет 125 мм, ее цена деления – 1 0 . Остаточный вес картушки в жидкости ПМС-5 составляет 0,035 Н.

Картушка устанавливается на шпильке (рис. 10), которая ввинчивается во внутреннюю рамку 1 карданового подвеса. Опоры наружного кольца 3 карданового подвеса устанавливаются в корпусе 4 котелка компаса. Груз 5 обеспечивает вертикальность оси шпильки в процессе качки судна.

Рабочая камера котелка закрыта сверху прозрачной полусферической крышкой 6 и полностью заполнена жидкостью ПМС-5. Вследствие этого возникает увеличение изображения шкалы и ее видимый диаметр возрастает до 160 мм.

В нижней стенке корпуса имеется отверстие 7 , соединяющее рабочую камеру с компенсационной камерой. В компенсационной камере воздушный объем отделен от жидкости эластичной диафрагмой 8 . Колебания жидкости, вызванные механическими воздействиями на компас, гасятся чашкой 9 и экраном 10 . В центре дна котелка имеется отверстие, закрытое пробкой 11 , для заполнения котелка жидкостью. Ко дну котелка может крепиться девиационный прибор.

Не все компасы устанавливаются в нактоузе. Чаще всего это имеет место у компасов, предназначенных для использования на маломерных судах. К ним относится упомянутые выше компас – горизонт «Галс» (рис. 11), устанавливаемый непосредственно в пульте рулевой рубки и компас КМС-160. Первый не имеет устройств для компенсации влияния судового магнитного поля, второй имеет указанные компенсаторы.

В последнее время в картушках МК стали использоваться не стержневые, а кольцевые магниты. Один из конструктивных вариантов такой картушки показан на рис. 12.

Чувствительный элемент состоит из корпуса 1 с кольцевым магнитом 2, имеющим наружный диаметр 52 мм, диаметр отверстия 20 мм и толщину 1 мм. Магнит изготовлен из специального сплава и намагничен в однородном магнитном поле. В состав чувствительного элемента входит поплавок 3, состоящий из основания и крышки. В поплавке установлена втулка 4, соединенная с конусом. Во втулке находится подпятник 6, закрепленный винтом 7. На кольцевой полке корпуса установлен диск 8 со шкалой, разбитой на 360 делений.

ЧЭ имеет в компасной жидкости (70% этилового спирта, 10% глицерина, 20% дистиллированной воды) вес (5,6±03)10 -2 Н. Период колебаний ЧЭ при начальном отклонении его от магнитного меридиана на 40° при Н=12 А∙м -1 составляет (20±4) с.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ :

1. Чем отличается магнитные компасы КМ-145-3 и КМ-145-4? КМ-145-4 и КМ-145-6?

2. Сколько магнитов содержит картушка компаса "Сектор"?

3. Какую роль играет диафрагма в котелке компаса?

4. С какой целью в компасах используют дополнительную камеру, заполненную поддерживающей жидкостью?

5. Каков порядок установки и съема пеленгатора?

6. Что размещается в нактоузе компаса?

К техническим средствам, служащим для определения основных направлений в море, относятся также магнитные компасы. В магнитных компасах используют свойство намагниченной стрелки располагаться вдоль магнитных силовых линий магнитного поля Земли в направлении север-юг. На судне на магнитную стрелку, кроме магнитного поля Земли, действуют магнитные поля, создаваемые судовым железом и электроустановками. Поэтому магнитная стрелка компаса, установленного на судне, будет располагаться в так называемом компасном меридиане.

Простота устройства, автономность, постоянная готовность к действию и малые размеры - преимущества магнитного компаса по сравнению с гироскопическим.

Но показания магнитного компаса необходимо исправлять поправкой, величина и знак которой изменяются в зависимости от курса судна, местоположения его на земной поверхности и других причин. В высоких широтах точность показаний магнитного компаса уменьшается, а в районе магнитного и географического полюсов Земли он вообще перестает действовать.

Все суда морского флота снабжаются морскими магнитными 127-миллиметровыми (5-дюймовыми) компасами (рис. 131).

Основными частями компаса являются: котелок 1 с картушкой, нактоуз 2, пеленгатор 3 и девиационный прибор 4.

Котелок (рис. 132) представляет собой латунный цилиндрический резервуар, разделенный на две камеры, которые сообщаются между собой. В верхней камере 1 помещается картушка компаса, нижняя 2 служит для компенсации изменения объема компасной жидкости при колебаниях температуры окружающего воздуха.

В качестве компасной жидкости употребляется раствор этилового спирта (43% по объему) в дистиллированной воде, замерзающей при температуре -26°С. Для уменьшения колебаний котелка во время качки к нижней части его корпуса прикреплена латунная чашка со свинцовым грузом 3.

Котелок снабжен кардановым кольцом, которое позволяет сохранять в горизонтальном положении азимутальное кольцо котелка.

Картушка (рис. 133)-главная часть компаса, состоит из системы магнитных стрелок 1, поплавка 2, агатовой топки 3, винта для крепления топки 4, шести кронштейнов 6, поддерживающих слюдяной диск 5, на который наклеивается бумажный диск, разделенный на румбы и градусы.

Рис. 131.

Рис. 132.

Нактоуз изготовляется из силумина. Основные части нактоуза: корпус, верхнее и нижнее основания, амортизирующий подвес, девиационный прибор и защитный колпак.

Рис. 133.

Все выпускаемые 127-миллиметровые компасы имеют донное освещение картушки. В систему освещения входят: умформер, блок питания и патрон с лампочкой (в случае питания от судовой сети постоянного тока).

Система освещения может работать на судовом переменном токе, но в этом случае вместо умформера в цепь питания включается трансформатор, понижающий напряжение тока до 6,12 или 24 в.

Наряду с развитием теории девиации совершенствовался и сам прибор. Были разработаны МК для различного типа судов, которые отличались друг от друга типом чувствительного элемента, точностными характеристиками, компенсаторами его девиации и устройствами отображения информации. Исторически сложилось так, что на морском флоте преимущественное распространение получили МК с подвижным чувствительным элементом (картушкой) , которые часто называют стрелочными . Их несомненным достоинством является то, что наличие картушки, самостоятельно устанавливающейся в меридиан, позволяет снимать значение курса судна непосредственно со шкалы этой картушки, что обеспечивает возможность ориентации даже при отсутствии электропитания. Относительная простота конструкции такого МК повышает надежность курсоуказания.

В последнее время на судах стали применять индукционные МК, которые не имеют картушки. Вместо нее используются специальные датчики, измеряющие параметры судового магнитного поля. Эти датчики определенным образом ориентированы относительно диаметральной плоскости судна и неподвижны относительно нее. Названные компасы являются дистанционными, имеют меньшие габариты чувствительного элемента, допускают бòльшую свободу в выборе места их установки. Однако, они требуют электропитания и наличия специальных указателей курса, которые называются репитерами .

Современные стрелочные компасы, предназначенные для использования на судах дальнего плавания, также снабжаются устройствами для дистанционной передачи информации. Эти устройства могут быть оптическими, электромеханическими или электронными (цифровыми). Информация о курсе может отображаться как в аналоговом, так и в цифровом виде и, как правило, на нескольких указателях курса (репитерах). Различают главные и путевые МК. Главный магнитный компас устанавливается на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна или, как исключение, вблизи её и может использоваться для пеленгования различных ориентиров. Информация с главного МК может сниматься непосредственно с его картушки или, при наличии системы дистанционной передачи информации, в ходовой рубке. Если главный компас не имеет дистанционной передачи, то в ходовой рубке устанавливается путевой МК.

При размещении на судне МК любого типа необходимо обеспечить легкий доступ к их информации, минимальное влияние на их работу качки судна и судового магнитного поля, позаботиться о строгой ориентации корпуса МК относительно диаметральной плоскости.

Имеются другие признаки классификации, которые будут рассмотрены ниже.

. Состав комплекта магнитного компаса

Как уже отмечалось выше, магнитные компасы с картушкой в настоящее время наиболее широко распространены на флоте. Основным элементом такого компаса является котелок 1 (рис. 2.1), в котором собрана его измерительная система. Для определения пеленгов и курсовых углов на котелке компаса устанавливается пеленгатор 2 . Сам котелок размещается в специальной подставке (нактоузе) 7 , в которой также размещаются устройства 6 для компенсации девиации МК, обусловленной влиянием судового магнитного поля. С внешней стороны нактоуза устанавливаются компенсаторы 3 девиации магнитного компаса, порождаемой полем, создаваемым судовыми магнитомягкими материалами, а также коробка 5 , содержащая тумблер включения подсветки прибора и регулятор её яркости. Непосредственно под котелком устанавливаются компенсаторы 4 девиации от индукции. Наряду с указанным, на нактоузе могут устанавливаться компенсаторы широтной девиации и элементы систем дистанционной передачи информации.

На рис. 2.2 в качестве примера приведен внешний вид нактоуза дистанционного МК “Сектор”, на котором видны упомянутые выше компенсаторы 3 , регулятор яркости подсветки 5 и колпак 1 , которым накрывается котелок для защиты его от непогоды. Откидывающиеся крышки 2 позволяют производить измерения без удаления колпака. Съемные крышки 4 закрывают окна, обеспечивающие доступ к элементам, установленным внутри нактоуза.

В шлюпочном или яхтенном варианте котелок снабжается осветительными устройствами, рассчитанными на работу при отсутствии бортовой сети питания. Такими устройствами могут быть масляные фонари и осветители, потребляющие постоянный ток от сухих элементов или аккумуляторов.

Указанные компасы используются, как правило, без

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.

Глава IX . Навигационные приборы и инструменты.

Для обеспечения безопасности плавания, контроля за движением судна и его местонахождением относительно береговых предметов в судовождении применяются различные навигационные приборы и инструменты:

а) для определения направлений - компасы, пеленгаторы;

б) для определения скорости хода судна и пройденного им расстояния - лаги (ручные, механические и т. д.);

в) для определения глубины моря - лоты (ручные, механические и эхолоты);

г) угломерные инструменты (секстаны), часы, бинокли, оптические дальномеры;

д) инструменты для работы на карте - транспортир штурманский, линейка параллельная, циркуль, протрактор, грузики для карт.

Для маломерных судов основными навигационными приборами являются магнитные компасы, ручные лаги, лоты, прокладочный инструмент, бинокль и часы.

§ 30. Магнитные компасы.

1. Назначение и принцип действия.

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.

Воздушный поплавок поддерживает магнитную систему на плаву, что обеспечивает минимальное трение в точке подвеса. Морской магнитный компас снабжен специальным устройством - девиационным 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.

2. Устройство 127-миллиметрового магнитного компаса марки ГУ.

Морской магнитный 127-миллиметровый компас состоит из картушки, котелка, заполненного компасной жидкостью, пеленгатора, нактоуза. Для защиты в непогоду и для освещения картушки ночью имеется устройство, названное шаровым осветительным прибором.

Рис. 62 Картушка магнитного компаса: 1 - магнитные стрелки; 2 - картушка; 3 - поплавок

Картушка (рис. 62) является основной частью компаса. Она состоит из системы магнитных стрелок, поплавка с латунным ободком и диска со шкалой. Магнитная система состоит из шести стрелок. Поплавок изготовляется из тонкой листовой латуни. К нему припаиваются стрелки, помещенные в латунные пеналы. Поплавок уменьшает вес картушки и снижает давление на шпильку. Вдоль вертикальной оси поплавка сделано сквозное отверстие для топки, изготовленной из сапфира или агата. Своим нижним вогнутым основанием она соприкасается с острием компасной шпильки. Латунный ободок припаян к поплавку. К ободку винтами крепится опорный диск, вырезанный из слюды, на который наклеен бумажный диск картушки с градусной шкалой. Цена одного деления шкалы 1°. Большими латинскими буквами отмечены главные N , S , О, W и четвертные NO , NW , SO , SW румбы.

Котелок (рис. 63) представляет собой латунный резервуар, разделенный на две камеры: верхнюю - основную и нижнюю - дополнительную. В центре дна верхней камеры установлена латунная колонка со сквозным отверстием внутри. На верхнюю часть колонки на резьбе посажена компасная шпилька с напаянным на конце кусочком иридия. Внутри верхней камеры установлены две курсовые нити. Носовая курсовая черта служит индексом для отсчета курса судна. Внутренняя часть камеры окрашена в белый цвет. Дополнительная камера предназначена для компенсации объема жидкости при изменении температуры. Дном дополнительной камеры является тонкая латунная гофрированная диафрагма. При увеличении объема жидкости латунная диафрагма прогибается вниз, увеличивая объем нижней камеры. В среднюю часть диафрагмы вставлено небольшое световое стекло с отверстием посредине, закрытым пробкой. Через это отверстие производится замена или затачивание шпильки. Снизу картушка освещается электрической лампочкой, ввернутой в гнездо донной части котелка. Сверху котелок закрывается толстым стеклом, установленным на резиновой прокладке. Стекло закрепляется латунным азимутальным кольцом, разбитым на градусы от 0 до 360. По шкале азимутального кольца определяются курсовые углы видимых предметов с помощью пеленгатора. Нулевое деление шкалы азимутального круга смещено от диаметральной плоскости судна влево на 30° для удобства пользования пеленгатором. В нижней части котелка имеется свинцовый груз, удерживающий плоскость азимутального круга котелка в горизонтальном положении. Котелок заполнен компасной жидкостью из 43% раствора этилового спирта. Доливка компасной жидкости производится через боковое отверстие в нижней камере котелка. Кардановый подвес позволяет котелку сохранять горизонтальное положение при качке.

Рис. 63. 127-миллиметровый компасный котелок с донным освещением системы ГУ: 1 - отражатель света; 2 - шпилька; 3-магнитные стрелки; 4 - курсовая черта; 5 - карданное кольцо; 6 - цапфа; 7-картушка; 8 - топка; 9 - поплавок; 10 - стекло; 11 - азимутальный круг; 12 - резиновая прокладка; 13 -верхняя камера; 14 - нижняя камера; 15 - диафрагма; 16 - световое окно; 17 - кольцо для вытаскивания патрона; 18 - патрон; 19 - электрическая лампочка

Пеленгатор (рис. 64) служит для определения направления на видимые предметы. Он состоит из основания, предметной и глазной мишеней, чашки для установки дефлектора. Основание пеленгатора изготовляется в виде крестовины или кольца. Пеленгатор ставится на азимутальном кольце компаса и поворачивается на нем в любом нужном направлении. Слева от глазной мишени расположен индекс для снятия отсчета с азимутального круга. Предметная мишень - это рамка, укрепленная на шарнире. Вдоль рамки натянута медная проволока - прицельная нить предметной мишени. Предметная мишень снабжена темным откидным зеркалом, которое необходимо для пеленгования небесных светил.

Глазная мишень представляет собой планку с прорезью. На мишень надета передвижная каретка с закрепленной в ней призмой, через которую производится отсчет с картушки компаса. 3 солнечную погоду глазная мишень прикрывается светофильтром. Чашка входит в комплект пеленгатора и служит для установки на нее прибора - дефлектора при производстве девиационных работ. При работе с пеленгатором судоводитель должен помнить, что призма дает отсчет шкалы в перевернутом изображении (справа налево).

Нактоуз (рис 65) представляет собой шкафчик с открывающейся в корму дверцей. Устанавливается и крепится к палубе на деревянной подушке. В нактоузе помещается девиационный прибор, предназначенный для уничтожения девиации. В верхнем части снаружи нактоуза размещены бруски, шары мягкого железа и магниты-уничтожители, предназначенные для компенсации девиации. На верхнем основании нактоуза укреплена латунная шейка с пружинным подвесом, на который подвешивается компас с карданным кольцом.

Рис 64. Пеленгатор 127-миллиметрового компаса: 1 - стойка для проворачивания пеленгатора; 2 -индекс; 3 - чашка пеленгатора; 4 - откидное зеркало; 5 - пеленгаторная нитка; 6 - предметная мишень; 7 - глазная мишень; 8 - откидной щиток; 9 - щель для дневного пеленгования; 10 - призма, 11 - откидной щиток призмы; 12 -винтики, крепящие оправу призмы; 13 - цветные стекла; 14 - лапки

Шаровой осветительный прибор (рис. 66) предназначен для освещения котелка компаса в случае отсутствия донного электрического освещения. С обеих сторон прибора вставлено по одному масляному фонарю. Кроме фонарей, в устройстве осветительного прибора предусмотрена электрическая лампочка. Пеленгование предметов с осветительным прибором производится через открывающиеся окна. Большое окно должно быть обращено к наблюдателю. Кроме осветительного прибора, может использоваться бра со щелевым отверстием и лампой внутри.