Где на судне установлен главный магнитный компас. Компас магнитный: история создания, принцип действия и применение. Линейка на магнитном компасе
Магнитный компас наиболее простой из всех видов компасов, известных на сегодняшний день. Но он продолжает использоваться многими людьми: туристами, военными, рыбаками и т.п.
Самые простые модели магнитного компаса состоят из:
- Стрелки — основного элемента любого такого прибора
- Шкалы с обозначениями основных сторон света
- Корпуса, в котором стрелка закреплена таким образом, чтобы иметь возможность вращаться
- Защитного стекла, которое предохраняет стрелку и шкалу от механических повреждений
Более сложные модели могут комплектоваться дополнительными элементами, такими как:
- Подвижный лимб с указателем для более быстрой и удобной работы
- Арретир для фиксации стрелки
- Жидкость для быстрой стабилизации стрелки
- Целик и мушка, позволяющие более точно проводить измерения
- Зеркало для контроля положения стрелки компаса во время измерений на местности
- Прямоугольная основа с линейкой для измерений по карте
- Клинометр, позволяющий узнавать наклон местности
- Линза для работы с мелкими деталями карты
- Элементы крепления для более комфортной работы с компасом
- Защитный корпус, защищающий колбу от повреждений
Теперь некоторые из перечисленных элементов рассмотрим более подробно.
Стрелка компаса
Стрелка — это основной элемент любого магнитного компаса, хотя бывают модели, у которых стрелка образует одно целое с диском, на который нанесена шкала.Стрелка компаса сделана из ферромагнитного материала и представляет собой постоянный магнит, поворачивающийся на оси. Эта стрелка направлена в сторону магнитных полюсов Земли, если только на нее не оказывают существенного влияния посторонние магнитные поля (вот несколько вариантов )
.
Чаще всего она располагается на шпиле для уменьшения трения во время вращения. В некоторых моделях компасов она является одним целым с диском, на который нанесена шкала.
Как и любой другой магнит, стрелка магнитного компаса имеет северный и южный полюс, которые располагаются на двух ее противоположных концах. Северный показывает в сторону севера, южный — в сторону юга.
Чтобы не возникало путаницы при измерениях, противоположные концы стрелки должны каким-либо образом отличаться. Для этого их чаще всего красят в разные цвета, либо же красят только северный конец стрелки.
Как отличить северную стрелку магнитного компаса
Самый простой вариант - это стрелка на компасе с треугольной или иной формой стрелки на севере или точкой (как правило - светящейся).
Довольно часто стрелку красят в разные цвета, либо же красят только северный конец стрелки. Цвет северной стрелки может быть разным. Это решает производитель, и зачастую не совпадает с тем, что написано в различных источниках.
Обычно цветом помечают один конец стрелки. Это может быть синий, красный, оранжевый, зелёный и др. Вне зависимости от цвета, если помечен только один конец стрелки, то это северный. В этом случае белая или чёрная краска на стрелке — это фоновые краски.
Если у компаса красная и синя стрелки, то красная стрелка компаса указывала на юг, а синяя на север. Синий цвет ассоциировался с холодом, а красный с теплом.
Поэтому необходимо перед использованием компаса самостоятельно проверить свой компас, сориентировавшись на местности любым доступным способом (например, по карте, звездам или Солнцу) и сравнив результат с показаниями устройства.
Картушка на магнитном компасе
Если вы посмотрите на примеры компасов выше, то увидите что на них есть буквы и цифры, нанесенные по кругу на диск, расположенный около или под стрелкой. Они и называются картушкой или иногда некоторые называют это шкалами.
В первую очередь на картушке обозначаются . Всего существует 32 , делящих диск компаса на 32 равных части, но чаще всего используются лишь 8: 4 основных и 4 вспомогательных:
- N (North) — север.
- NE (North-East) — северо-восток.
- E (East) — восток.
- SE (South- East) — юго-восток.
- S (South) — юг.
- SW (South- West) — юго-запад.
- W (West) — запад.
- NW (North-West) — северо-запад.
Также на шкале компаса есть цифры, которые в зависимости от модели компаса показывают или градусы или тысячные . Хотя встречаются модели одновременно с двумя шкалами.
Градусы используются туристами для работы с азимутами, а тысячные — это единицы измерения углов, применяемых в военном деле.
Если это градусная шкала, тогда цифры в ней располагаются в порядке возрастания по часовой стрелке. Полный оборот составляет 360 градусов.
Если же шкала дана в тысячных, то цифры тут могут располагаться, как по часовой, так и против часовой стрелки, в зависимости от модели компаса.
Значения шкалы, показывающей тысячные, могут лежать в разных пределах. Существует три возможных варианта:
- от 0 до 60
- от 0 до 63
- от 0 до 64
- в бывшем СССР и некоторых других армиях тысячную приняли равной 1/6000
- в армии Швеции — 1/6300
- в армии НАТО — 1/6400
Чтобы узнать цену деления шкалы нужно взять соседние засечки, на которых указаны цифры и поделить их разницу на количество отрезков, отделенных засечками между этими цифрами.
Например, для того, чтобы узнать цену деления внутренней шкалы компаса Адрианова:
- Берем навскидку два его значения, лежащих по соседству на шкале, — 45° и 60°.
- Определяем разницу между ними: 60° – 45° = 15°.
- Подсчитываем количество промежутков, разграниченных штрихами между значениями 45° и 60°, — их получается 5.
- Рассчитываем цену деления градусной (внутренней) шкалы данной модели: 15° / 5 = 3°.
Корпус магнитного компаса
Корпус компаса может быть как металлическим, так и пластмассовым.Металлические корпуса, как правило, более крепкие. Существуют даже специальные ударопрочные модели, выдерживающие значительные механические воздействия. Однако вместе с тем компасы в металлической оправе, как правило, более тяжелые по сравнению с моделями, корпус которых состоит из пластика.
Считается, что латунный корпус способствует более быстрой стабилизации стрелки за счет возникающих индукционных токов. Но в большинстве современных моделей туристических компасов и компасов для спортивного ориентирования эта задача решена другим путем — наполнением герметичной колбы прибора специальной жидкостью, создающей дополнительное сопротивление для стрелки и мгновенно гасящей любые ее колебания, что очень удобно, особенно, если ориентироваться приходится прямо на ходу.
Подвижный лимб магнитного компаса
Подвижный лимб с указателем служит для более быстрой и удобной работы с компасом.
На лимбе компаса деления идут от 0° до 360° в направлении против движения часовой стрелки или тысячные.
Арретир прижимает стрелку к верхнему стеклу колбы и таким образом не дает ей двигаться, что особенно актуально при передвижении человека по пересеченной местности, когда колебания стрелки компаса могут быть значительными.
Одним из самых известных компасов, имеющих арретир, является компас Адрианова. В этой модели стрелка фиксируется в неподвижном положении при нажатии на арретир и приводится в движение, если рычажок арретира немного вытянуть из корпуса.
 |
Целик и мушка (визир)
Целик и мушка (визир) дают возможность точно определять азимут на выбранный объект либо по известному азимуту находить направление на местности.Целик с мушкой, как правило, расположены по разные стороны от места крепления стрелки компаса, и даже, будучи повернуты, сохраняют свое положение относительно центра стрелки. Хотя, конечно, далеко не во всех моделях предусмотрена подвижность этих элементов.
Существуют разные варианты исполнения целиков и мушек.
Зеркало
Зеркало в составе конструкции компаса обычно служит для более точных измерений, поскольку позволяет следить за положением стрелки во время визирования прибора на объект, расположенный на местности.В некоторых моделях зеркало также позволяет более точного направить компас на нужный объект.
Обычно такое зеркало представляет собой ровную гладкую металлическую пластину, что делает его неуязвимым к падениям, ведь в отличии от стеклянного зеркала металлическая пластина никогда не разобьется.
Кроме более точных измерений зеркало на компасе позволяет использовать зеркало по прямому назначению, например, для того, чтобы самостоятельно извлечь попавшее в глаз инородное тело (мошка, соринка). А в аварийной ситуации таким зеркалом можно отражать солнечные лучи, подавать сигналы бедствия.
Жидкость для быстрой стабилизации стрелки
Эта незамерзающая жидкость замедляет движение стрелки компаса и останавливает её быстрее, чем в корпусе заполненным воздухом.
На большой высоте или при низкой температуре жидкость может сжиматься и образовывать пузырьки. Пузырьки не влияют на точность. Они исчезают, когда компас снова оказывается в нормальных условиях.
Подложка
Подложка - это прямоугольная прозрачная основа, на которой размещен компас.
Обычно на подложку наносится разметка линейки, что позволяет эффективно использовать его для работы с картой.
Очень часто вместо одной линейки, на планшет нанесено две шкалы, одна из которых расчерчена таким образом, чтобы измерять расстояния в дюймах или для автоматического перевода сантиметров карты в километры на местности. Второй вариант работает лишь на картах определенного масштаба, который и указывается на линейке с такой шкалой.
Если же подложка прозрачная, то на неё могут быть нанесены дополнительные шкалы.
Также на подложке могут быть сделаны вырезы в форме различных геометрических фигур разного размера для зарисовки обозначений на карте, а также в него может быть встроена линза для разглядывания мелких деталей плана местности/карты.
Крепление магнитного компаса
Существуют три основных варианта крепления компаса: на большой палец руки, на запястье руки, подвешивание на шею.
Такое крепление компасов используются для спортивного ориентирования. Оно позволяет без дополнительных манипуляций быстро сориентироваться по сторонам света.
Однако устройства с пальцевым креплением менее точны по сравнению с другими по двум причинам:
- их размеры слишком малы, чтобы на них можно было нанести шкалу с минимальной ценой деления
- в их конструкции отсутствует линейка, что не дает возможности делать точные измерения по карте
Обычно такие компасы более точны при измерениях на местности, так как имеют более «подробную» шкалу, да и зачастую оснащены элементами визирования.
Крепление магнитного компаса подвешиванием на шею
Для подвешивания компаса на шею многие модели снабжены тонкой веревочкой.Во время передвижения компас прячется под верхнюю одежду, чтобы не болтаться на шее, не цепляться за окружающие предметы (например, ветки деревьев, выпирающие части рельефа) и не биться о них, а при необходимости — быстро извлекается и используется по назначению, после чего снова прячется под одежду
Светящиеся шкала и стрелка
Часто на стрелку и на шкалу наносится состав, который светится в темноте. Что, конечно же, улучшает возможность ориентироваться в темное время суток.
Вначале для светящегося компаса на магнитную стрелку и циферблат наносились специальные вещества фосфоры, обладающие свойством фосфоресценции — свечения в темноте после их облучения («зарядки») солнечным светом. Однако длительность такого свечения была небольшой.
В 20-х гг. прошлого века для этих целей стали использоваться вещества (обычно на основе изотопов тория или радия), свечение которых было обусловлено мягким и жестким излучением (радиолюминесценция). При этом не требовалась «подзарядка» солнечным светом, и свечение сохранялось на протяжении десятков лет. Однако из-за вредного влияния на здоровье в середине прошлого века им на смену пришли новые виды фосфоресцирующих материалов, длительность свечения превышала 10 часов.
В 1960-х гг. швейцарской компанией «Mb-microtec AG» была разработана новая технология радиолюминесцентной подсветки GTLS (Gaseous Tritium Light Source — газовые тритиевые источники света), получившая торговое обозначение «Тригалайт» (Trigalight). Основу этой технологии составляют крошечные трубки-колбочки, заполненные тритием (изотоп водорода). Их внутренняя поверхность была покрыта люминофором, светящимся под воздействием мягкого излучения трития. Поскольку химический элемент тритий имеет обозначение 3 H, то иногда такую технологию называют «3 Н» или «H3» подсветкой.
В зависимости от состава люминофора свечение тритиевых трубок может быть разного цвета – от зеленого и желтого до синего и красного. В военных компасах обычно используются люминофоры, дающие зеленый цвет (самое яркое и интенсивное свечение).
Гарантированная длительность эксплуатации тритиевой подсветки составляет не менее 10 лет (в зависимости от состава люминофора и технологии изготовления свечение может сохраняться на протяжении 15–20 лет).
Безопасность компасов с тритиевой подсветкой подтверждается современными медицинскими исследованиями, которыми установлено, что ежегодная доза излучения тригалайт почти в 500 раз меньше, чем от излучения естественного радиационного фона.
Несмотря на множество достоинств, технология тритиевой подсветки имеет и существенный недостаток — высокую трудоемкость изготовления тригалайт трубок и как следствие высокую стоимость изделий, применяющих эту технологию.
Обычно используется в геологических и в некоторых военных компасах.
Линейка на магнитном компасе
Если вы внимательно рассматривали приведенные выше компасы то довольно часто видели на них линейку.
Линейка нужна для прокладки маршрута и измерения расстояний на карте.
- Морские станции
- Речные станции
- Прочие
Морское радиооборудование – оборудование, предназначенное для охраны человеческой жизни на море, обеспечения безопасности мореплавания, управления работой флота и передачи общественной и частной корреспонденции. Для эффективного использования радиооборудования на судах необходимо знать его принципы построения, технические характеристики и особенности эксплуатации. В зависимости от района плавания к морскому радиооборудованию выдвигаются различные требования.
А1 – в зоне действия береговых УКВ-радиотелефонных станций с использованием ЦИВ.
А2 – в зоне действия ПВ-радиотелефонных станций с использованием ЦИВ, исключая район А1.
А3 – в зоне действия спутников ИНМАРСАТ, исключая районы А1 и А2.
А4 – за пределами районов А1, А2, А3.
Таким образом, радиооборудование на судне состоит из трех комплексов: аппаратура УКВ-диапазона, аппаратура ПВ/КВ-диапазона и судовая земная станция (СЗС) системы ИНМАРСАТ. Вне зависимости от районов плавания на каждом судне должны быть установлены: УКВ-радиоустановка, РЛО (радиолокационный маяк-ответчик), приемник НАВТЕКС, АРБ (аварийный радиобуй), портативные аварийные УКВ-радиостанции.
Радиооборудование на судне должно удовлетворять требованиям ГМССБ, указанным в правилах РМРС (Российского Морского Регистра Судоходства) и РРР (Российского Речного Регистра). На каждом судне должен быть размещен запасной источник питания, с помощью которого радиооборудование могло бы обеспечивать связь при бедствии в случае поломки или повреждения главного и аварийного источников энергии. При переходе от одного источника питания к другому, должна срабатывать световая и звуковая сигнализации. Для работы и ремонта оборудования предоставляется техническое обслуживание, которое выполняет следующие процедуры: доставка до места установки, хранение (при необходимости) и установка. Все эти этапы должны выполняться в соответствии с инструкциями в технической документации.
Качество радиооборудования представляет собой совокупность показателей, определяющих его соответствие современным требованиям науки и техники. К показателям качества прибора относят надежность, эксплуатационные характеристики, экономичность, безопасность, дизайн и т.д. Многие показатели имеют числовое значение и, по существу, определяют эффективность применения любого оборудования на судне.
На судах водоизмещением свыше 500 р.т. должно быть не менее трех УКВ переносных станций и двух радиолокационных ответчиков. На судах водоизмещением от 300 до 500 р.т. - две станции и 1 РЛО. Также рекомендуется оборудовать суда аппаратурой для приема факсимиле.
В каталоге товаров компании Вы можете ознакомиться с различными моделями и марками мировых производителей радиооборудования и сделать необходимый заказ.
- Компасы гироскопические
- Компасы магнитные
- Картплоттеры
- Лаги
- Метеодатчики
- Приемники ГНСС GPS/GLONASS
- Радиолокационные станции
- Репитеры
- СКДВП (BNWAS)
- Регистраторы данных рейса РДР/У-РДР
- Автоматическая идентификационная система (АИС)
- Системы приема внешних звуковых сигналов
- Сонары
- Спутниковый компас
- Эхолоты
- Авторулевые
- Электронная картография
- FleetBroadband
- Inmarsat LRIT, SSAS (ОСДР, ССОО)
- Iridium (Иридиум)
- Спутниковое телевидение
- Терминалы BGAN
- Терминалы VSAT
Спутниковая связь на море в настоящее время является важным средством сообщения с берегом. Спутники различных операторов создают большое покрытие земной поверхности, что обеспечивает связь из любой точки земного шара.
На судах, поднадзорных классификационным сообществам, используется как обязательное к установке спутниковое оборудование, так и как дополнительное. На небольших судах, катерах, яхтах, спутниковое оборудование используется по усмотрению владельцев и в основном для выхода в интернет.
Типы оборудования:
Терминалы Inmarsat LRIT, SSAS (ОСДР, ССОО) – это морское спутниковое оборудование, обязательное для установки на пассажирские, коммерческие и грузовые суда с районами плавания А2, А3, А4.
- Судовая Система Охранного Оповещения - позволяет отправлять скрытый сигнал тревоги в случае нападения на судно. ОСДР или LRIT - это система опознавания судов и слежения за ними на дальнем расстоянии.
- Терминалы FleetBroadband – это оборудование морской системы спутниковой связи, дающие широкополосный выход в интернет, обеспечивающие спутниковую телефонную связь, передачу SMS сообщений.
- VSAT – оборудование, обеспечивающее высокоскоростную передачу данных через спутниковый интернет, что позволяет организовывать даже видеоконференции на борту.
Так же для этих целей используются терминалы BGAN, отличающиеся от оборудования FBB и VSAT компактностью, мобильностью и скоростью связи.
Из узкоспециализированного спутникового морского оборудования на судах используются: станция спутниковой связи, антенна приема TV сигнала и, для дальних районов плавания и телефоны, работающие через спутниковые системы связи таких операторов, как Iridium, Inmarsat и Thuraya.
- Кренометры
- Системы автоматики NAVIS
- Системы автоматики Praxis
- Системы автоматики МРС
- Системы контроля расхода топлива
- Датчики
- Системы автоматики АБС
- Системы автоматики Валком
1. Обслуживание, сервис и ремонт судовой электроавтоматики:
- автоматика систем дистанционного управления главных двигателей;
- автоматика судовых электростанций;
- ремонт и настройка систем ГЭУ;
- ремонт, наладка и проверка автоматики и аварийно-предупредительной сигнализации главных двигателей (Wartsila, MAN, MAK, SKL);
- ремонт, наладка и проверка автоматики и аварийно-предупредительной сигнализации вспомогательных и аварийных дизель-генераторов (Volvo Penta, Scania, Deutz, CAT).
2. Обслуживание, сервис и ремонт электрооборудования общесудовых систем:
- ремонт, наладка рулевых устройств и автоматики авторулевых;
- ремонт, наладка, комплексная проверка систем пожарной сигнализации;
- автоматика котельного оборудования;
- автоматика систем топливоподготовки;
- автоматика систем водоподготовки;
- автоматика систем очистки сточных вод.
3. Обслуживание, сервис и ремонт электрооборудования палубных механизмов.
4. Разработка и согласование проектной документации при модернизации и переоборудовании судовых систем автоматики.
5. Капитальный, средний и текущий ремонт электродвигателей и генераторов любой мощности. Ремонт и настройка системы возбуждения генераторов, настройка параллельной работы генераторов.
- Гарнитуры и трубки
- Гидростаты
- Запасные части для КВУ
- ЗИП для гирокомпасов
- ЗИП для тифонов
- Магнетроны
- Преобразователи и распределители
- Системы безбатарейной связи
- Системы пожарной безопасности
- Судовые дисплеи и ПК
- Судовые тифоны
- Элементы питания (АКБ)
- Блоки Питания
- Дополнительные блоки
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.
Пеленгатор - специальное приспособление для определения направлений на видимые предметы и небесные тела. Он состоит из основания, предметной и глазной мишеней и чашки для дефлектора.
Нактоуз изготовляется из силумина. Основные части нактоуза: корпус, верхнее и нижнее основания, амортизирующий подвес, девиационный прибор и защитный колпак.
Рис. 133.
Девиационный прибор помещается внутри нактоуза и представляет собой латунную трубу с двумя подвижными каретками для установки магнитов-уничтожителей. Комплект магнитов для уничтожения полукруговой девиации придается в специальном деревянном футляре.
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.
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.
Лабораторная работа №1
МагнитныЕ компасЫ УКП-М и КМО-Т
Цель работы:
1. Изучить принцип действия и устройство магнитного компаса УКП - М.
2. Изучить принцип действия и устройство магнитного компаса КМО - Т.
План проведения занятия
1. Ознакомление с принципом действия и устройством магнитного компаса УКП-М.
2. Ознакомление с принципом действия и устройством магнитного компаса КМО – Т.
Теоретические положения
Конструкция магнитного компаса УКП-М
Магнитные компасы используются на судах в качестве курсоуказателя, а также для определения места судна в море по пеленгам береговых ориентиров и небесных светил. Компас, используемый для пеленгования и для контроля курса, называется главным . Он устанавливается на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна или, как исключение, вблизи нее. Компас, находящийся в рулевой рубке, по показаниям которого рулевой удерживает судно на заданном курсе, называется путевым .
Чувствительный элемент магнитного компаса УКП-М представляет собой шестистрелочную магнитную систему (рис.1.1), помещенную в котелок с поддерживающей жидкостью. Чувствительный элемент имеет круговую шкалу для отсчета курса судна. Магнитная система со шкалой называется картушкой магнитного компаса, центрируемой при помощи шпильки.
Так как концы стрелок 1 находятся на одной окружности и под заданными углами по отношению к диаметру их магнитной системы, то этим с достаточной для практики точностью достигается автоматическое уничтожение коэффициентов девиации высших порядков. Такое обстоятельство позволяет во всех случаях судовой практики ограничиваться определением остаточной девиации у компаса только на восьми равноотстоящих компасных или магнитных курсах.
Кроме того, таким расположением стрелок достигается еще равенство моментов инерции картушки относительно любой экваториальной оси ее диска с делениями, что исключает беспорядочные колебания самой картушки во время качки судна.
| Рис.1.1 Картушка магнитного компаса |
Оправа картушки (рис. 1.1) состоит из поплавка 2 , изготовленного из тонкой листовой латуни с ободком, конуса 7 , снабженного агатовой топкой 3 и крепительным винтом 4 к ней, бумажного диска 5 и опорного диска 6 . Конус 7 служит для того, чтобы картушка могла приобретать на шпильке, ввинченной до отказа в колонку котелка, угол наклона ≤ 12°, не касаясь этой колонки.
Бумажный диск 5 разбит на 360° через 1°, причем цифрами обозначены десятки градусов, начиная от 0°. Латинскими буквами обозначены главные и четвертные румбы.
Котелок компаса с жидкостью, в которой находится картушка, установлен в кардановом подвесе в верхней части нактоуза, предназначенного для подвеса магнитного компаса и размещения девиационного прибора. Нактоуз крепится к верхней палубе и, как правило, располагается в диаметральной плоскости судна. Такое его расположение обеспечивает наиболее благоприятные магнитные условия для работы магнитного компаса.
На боковой стенке котелка имеется отверстие, закрываемое винтовой пробкой. Через указанное отверстие котелок заполняется поддерживающей жидкостью (водным раствором этилового спирта крепостью 43º), не замерзающей до -26º. При наличии в основной камере котелка воздушных пузырей, необходимо их удалить. Для этого котелок компаса аккуратно переворачивают стеклянной крышкой вниз и покачивают вокруг горизонтальной оси или, убрав из чашки с грузом патрон электрической лампочки, несколько раз слегка нажимают на пробку диафрагмы. Если эти меры не дают желаемого результата, то следует долить в котелок некоторое количество компасной жидкости.
В комплект компаса входит пеленгатор - приспособление для пеленгования предметов и небесных светил, а также для определения курсовых углов .
Магнитный компас, установленный на немагнитном судне, показывает магнитный курс (МК ), отличающийся от истинного курса (ИК ) на величину магнитного склонения d :
ИК = МК + d (1.1)
Судовое железо влияет на показания магнитного компаса. В его отсчете - компасном курсе (КК ) – появляется погрешность, называемая девиацией δ . Общая поправка магнитного компаса будет
∆ = d + δ. (1.2)
Истинный курс судна при этом определяется из выражения
ИК = КК + ∆ , (1.3)
ИК = КК + δ + d (1.4)
Компасный курс (КК ), исправленный девиацией δ , определяет величину магнитного курса (МК ),
МК = КК + δ (1.5)
На рис. 1.2 представлены соотношения (1.1)-(1.5). Девиация магнитного компаса δ - это погрешность, в которую входят четыре ее составляющие:
-постоянная девиация, возникающая от мягкого железа;
-полукруговая девиация, обусловленная влиянием в основном твердого судового железа;
-четвертная девиация, вызываемая мягким судовым железом;
-креновая девиация , возникающая при крене и качке судна, и обусловленная в основном действием вертикальных ферромагнитных элементов корпуса судна.
Для уничтожения этих трех девиаций в конструкции магнитного компаса имеется три самостоятельных приспособления.
Компенсаторы полукруговой девиации – две пары постоянных магнитов-уничтожителей, установленных внутри компаса. Одна пара - продольные магниты, другая - поперечные. Уничтожение полукруговой девиации заключается в отыскании надлежащего положения магнитов при помощи кареток или маховиков В и С .
Компенсаторы четвертой девиации выполнены в виде горизонтальных пластин из мягкого ферромагнитного материала, которые устанавливают с снаружи нактоуза, в его верхней части.
Вертикальный постоянный магнит для уничтожения креновой девиации помешен внутри нактоуза в девиационной трубе. Маховиком Z устанавливают его соответствующее положение.
Магнитный компас дает возможность определить не только курс судна, но также курсовой угол и пеленг какого-либо объекта.
Проверки магнитного компаса
Проверка картушки на застой
Застой картушки вызывается сухим трением в подвесе чувствительного элемента. Для определения величины застоя картушку отклоняют на небольшой угол, воздействуя на нее каким-либо магнитом. После того, как магнит будет убран, она должна вернуться на первоначальный отсчет. При наличии застоя картушка установится в другом положении. Разность отсчетов характеризует величину застоя.
Для увеличения точности определения угла застоя отсчеты по картушке измеряют через призму пеленгатора. Работу выполняют на берегу в приведенной далее последовательности:
– устанавливают пеленгатор на отсчет 0° по азимутальному кругу и поворачивают нактоуз компаса так, чтобы под призмой пеленгатора оказался отсчет 180° (S ) картушки.
– воздействуя небольшим магнитом, отклоняют картушку на 2 - 3 градуса, убирают магнит и, после того, как картушка успокоится, снимают отсчет под призмой пеленгатора (с точностью до 0,2°); процедуру повторяют несколько раз;
– находят угол застоя как среднюю разность отсчетов по сравнению с первоначальным значением 180°.
Застой картушки считаемся нормальным, если угол застоя не превышает 0,2°. При большом застое необходимо заточить или заменить шпильку компаса.
