Магнитные компасы. Навигационные приборы и инструменты

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.

Нактоуз компаса изготовлен из силумина (сплава кремния с алюминием) и состоит из трех частей: верхнего основания, корпуса и нижнего основания. В верхнее основание помещается котелок, и поэтому оно оснащено амортизационным подвесом. Оно приспособлено также для установки в нем мягкого железа, с помощью которого уничтожают четвертную девиацию.

В корпусе нактоуза находится девиационный прибор в виде полой латунной трубы с двумя одинаковыми по конструкции подвижными каретками. Каретки могут нести по два горизонтальных магнита, служащих для компенсации сил.

В одной из кареток устанавливаются продольные магниты, а в другой – поперечные. Для правильной ориентировки кареток относительно ДП нактоуза, а значит и судна, на поверхности трубы прибора проточены направляющие пазы, а каждая из кареток имеет направляющий штифт.

Каретки взаимозаменяемы и легко разбираются Магниты-уничтожители закрепляются в гнездах кареток с помощью прижимных винтов, а сами каретки закрепляются в нужном месте трубы девиационного прибора стопорными винтами. На поверхности трубы имеется шкала, пользуясь которой фиксируют положение кареток с магнитами по высоте.

Внутри трубы подвешивается на медном тросике вертикальный магнит для уничтожения креновой девиации. Конец тросика намотан на горизонтальный валик, расположенный над верхним концом трубы. Вращая валик, можно поднимать или опускать креновой магнит. Валик снабжен стопорным винтом и шкалой, позволяющей фиксировать положение кренового магнита по высоте. Для доступа к девиационному прибору в корпусе нактоуза вырезано

прямоугольное отверстие, закрываемое крышкой.

Нактоуз приспособлен к установке внутри его компенсатора электромагнитной девиации. С этой целью в корпусе укреплена опорная крестовина с кольцевым приливом и прорезаны отверстия для проводки кабелей компенсатора.

Нижнее основание нактоуза – полая фланцевидная деталь с отверстиями для болтов, с помощью которых нактоуз крепится к палубной подушке. Сверху нактоуз закрывается защитным колпаком.

Магниты, входящие в комплект компаса и предназначенные для уничтожения полукруговой девиации, хранятся в деревянном футляре. Всего в комплект входит восемь магнитов различных размеров. Материалом для магнитов служит специальный сплав, обладающий коэрцитивной силой в несколько тысяч ампер на метр. Благодаря высокому качеству сплава магниты при правильном хранении и бережном обращении сохраняют свой магнитный момент без изменений в течение длительного времени. Все магниты-уничтожители окрашены в два цвета: северная половина – в красный цвет, а южная – в черный или белый.

Мягкое железо, с помощью которого уничтожают четвертную девиацию, в отличие от магнитов изготовлено из ферромагнитного сплава, имеющего малую коэрцитивную силу.

Компас при выпуске с завода-изготовителя оснащается компенсаторами четвертной девиации в виде двух брусков круглого сечения длиной 300 мм и диаметром 22 мм. Эти бруски устанавливают в гнезда верхнего основания нактоуза и закрепляют винтами. Кроме брусков, компас оснащается индукционными пластинками длиной 100 или 130 мм и сечением 25Х3 мм. Пластинки устанавливают в нактоузе под компасным котелком. По специальному заказу в комплект компаса могут быть включены бруски прямоугольного сечения или шары различных размеров и кронштейны для их установики

3.Как магнитные компасы делятся по назначению на судне? По назначению морские магнитные компасы делятся на главные и путевые. Главный магнитный компас, как об этом говорит само название, является наиболее важным навигационным прибором, который обычно устанавливают на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна в возможной удаленности от судового железа, что обеспечивает оптимальные условия работы компаса. По главному компасу судоводитель назначает заданный курс, проверяет показания путевого компаса и гирокомпаса, пеленгует береговые объекты для определения места. Путевой магнитный компас служит указателем курса и, как правило, устанавливается в рулевой рубке перед рулевым

4. Каков принцип действия гирокомпаса? Гирокомпас - это по существу гироскоп, то есть вращающееся колесо (ротор), установленное в кардановом подвесе, который обеспечивает оси ротора свободную ориентацию в пространстве. Предположим, ротор начал вращаться вокруг своей оси, направление которой отлично от земной оси. В силу закона сохранения момента импульса, ротор будет сохранять свою ориентацию в пространстве. Поскольку Земля вращается, неподвижный относительно Земли наблюдатель видит, что ось гироскопа делает оборот за 24 часа. Такой вращающийся гироскоп сам по себе не является навигационным средством. Для возникновения прецессии ротор удерживают в плоскости горизонта, например, с помощью груза, удерживающего ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности. В этом случае сила тяжести будет создавать крутящий момент, и ось ротора будет поворачиваться на истинный север. Поскольку груз удерживает ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности, ось никогда не может совпадать с осью вращения Земли (кроме как на экваторе

Гироскопический компас (гирокомпас) - компас, указывающий направления в море и работающий независимо от сил земного магнетизма и магнитного поля на судне.
Принцип действия гирокомпаса основан на использовании следующих свойств быстро вращающегося тела гироскопа:

1) ось быстро вращающегося ротора гироскопа сохраняет неизменным заданное в начальный момент направление;
2) под действием внешней силы, приложенной к гироскопу (подвешивается груз), главная ось поворачивается перпендикулярно к направлению действия силы, что и используется для превращения гироскопа в гирокомпас.
На работу гирокомпаса оказывают влияние скорость судна, маневрирование, качка, широта места и т.д. Часть этих погрешностей устраняется при помощи специальных устройств, часть учитывается поправкой гирокомпаса (ЛГК).
Работа (показания) гирокомпаса постоянно (особенно при каждом изменении курса) контролируется путем сличения курсов с магнитным компасом. В комплект гирокомпаса входят: основной компас; приборы управления, контроля и питания; приборы курсоуказания (рис. 207).

Гирокомпас имеет ряд преимуществ перед магнитным компасом: большая устойчивость на меридиане; отсутствие влияния на компас магнитного склонения (d) и судовой девиации (8); возможность использовать в различных помещениях судна Дублирующих показания компаса приборов - репитеров; возможность вести непрерывную автоматическую запись курса судна во время плавания с помощью курсографа и использовать специальный прибор - авторулевой, который обеспечивает автоматическое управление ру­левым приводом, удерживая судно на заданном курсе без участия рулевого.
Недостатки: сложность конструкции и потребность в электрическом токе.

Гирокомпас - механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления (рис. 3.4 – 3.5). Принцип действия гирокомпаса основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли.
Гирокомпасы имеют два преимущества перед магнитными компасами:
- они показывают направление на истинный полюс, т.е. на ту точку, через которую проходит ось вращения Земли, в то время как магнитный компас указывает направление на магнитный полюс;
- они гораздо менее чувствительны к внешним магнитным полям, например, тем полям, которые создаются ферромагнитными деталями корпуса судна.
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.
Гирокомпас может выдавать ошибки измерения. Например, резкое изменение курса или скорости вызывают девиацию, и она будет существовать до тех пор, пока гироскоп не отработает такое изменение. На большинстве современных судов имеются системы спутниковой навигации (типа GPS) и/или другие навигационные средства, которые передают во встроенный компьютер гирокомпаса поправки. Современные конструкции лазерных гироскопов не выдают таких ошибок, поскольку вместо механических элементов в них используется принцип разности оптического пути.

Электронный компас построен на принципе определения координат через спутниковые системы навигации (рис. 3.6). Принцип действия компаса:
1. на основании сигналов со спутников определяются координаты приёмника системы спутниковой навигации;
2. засекается момент времени, в который было сделано определение координат;
3. выжидается некоторый интервал времени;
4. повторно определяется местоположение объекта;
5. на основании координат двух точек и размера временного интервала вычисляется вектор скорости движения:
направление движения;
скорость движения.

5.Команды, подаваемые на руль и их выполнение, включая команды, подаваемые на английском языке

Приняты следующие основные команды на руль: Команда «Право (лево) на борт» означает, что руль должен быть положен до установленного предела в ука­занную сторону. Команда подается с учетом быстрой перекладки руля. По команде «Право (лево) руля» рулевой обязан пе­реложить руль на установленное число градусов (для дан­ного корабля) в указанную сторону и доложить: «Руль право (лево) столько-то». В процессе выполнения пово­рота рулевой докладывает через каждые 10° новые зна­чения курса. Эта команда подается при выполнении обыч­ных поворотов на новый курс и совместном маневрирова­нии с однотипными кораблями. При выполнении поворота с большим или меньшим, чем обычно, диаметром циркуляции подается команда «Столь­ко-то градусов право (лево) руля». Команда «Отводить» подается при приближении корабля к назначенному курсу (обычно на 10-15°). По этой команде руль отводится в ДП корабля, после чего руле­вой докладывает: «Руль прямо». Аналогичные действия выполняются и по команде «Прямо руль». Команда по­дается при необходимости прервать выполнение поворота. После команд «Отводить» и «Прямо руль» рулевой докла­дывает курс через каждые 3°. Команда «Одерживать» подается, когда до назначен­ного нового курса осталось 3-5°. По этой команде руль перекладывается на небольшое число градусов в сторону, обратную циркуляции. Рулевой докладывает курс по ком­пасу через каждый градус. Команда «Так держать» означает, что рулевой дол­жен заметить по компасу с точностью до градуса курс, на котором лежал корабль в момент подачи команды, или направление по береговому ориентиру и удерживать ко­рабль на этом курсе, доложив: «Есть, так держать, на румбе столько-то градусов». Команда-запрос «На румбе» означает, что рулевой дол­жен заметить курс по компасу и доложить: «На румбе столько-то градусов». Команда «Столько-то градусов право (лево) по ком­пасу» означает, что рулевой должен изменить курс на указанное число градусов, после чего доложить: «На румбе столько-то градусов». Команда подается в случаях, когда необходимо изменить курс корабля не более чем на 15-25°. Человека на руль! A hand to the helm! Вправо! Starboard! Влево! Port! Право руль! Starboard the helm! Лево руль! Port the helm! Больше право! More starboard! Больше лево! More port! Право на борт! Hard - a - starboard! All starboard! Лево на борт! Hard - a - port! All port! Легче, отводи! Ease the helm! Легче право! Ease to starboard! Легче лево! Ease to port! Прямо руль! Midships Одерживать! Meet her Так держать! Steady! (steady so!); Steady as she goes! Право не ходить! Nothing to starboard! Лево не ходить! Nothing to port! Править по курсу! Steer the course Руль право десять (двадцать)! Starboard ten (twenty)! Руль лево десять (двадцать)! Port ten (twenty)! Отвести руль до 5 град.! Ease to five! Право руль, держать 82 град.! Starboard, steer zero eight two Лево руль, держать курс 182! Port, steer one eight two! Лево руль, держать 305! Port, steer three zero five! Держать на буй, знак! Steer on buoy, on beacon! Следовать в кильватер за ледоколом Follow Icebreaker! Внимательнее на руле! Watch you steering

Речные портативные УКВ радиостанции

Прочие станции УКВ

Приемники Navtex

РЛО / SART

Стационарные станции УКВ

• 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.

НАВИГАЦИЯ

• 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

СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ

• 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.

АВТОМАТИКА

• 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.

ДОПОЛНИТЕЛЬНО

• 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

Магнитный компас - устройство, указывающее на магнитные полюса Земли и, таким образом, облегчающее задачу ориентирования на местности.

Классический магнитный компас со шкалой и аретиром.

Слово «компас» заимствовано из итальянского языка, где «compasso» в переводе означает «циркуль». В слове «компас» принято ставить ударение на первый слог, однако в профессиональной речи моряков используется произношение с ударением на последний слог .

Назначение современных компасов - не только показывать основные стороны света: они также служат для определения азимута, а также направления по известному азимуту.

В основе современного магнитного компаса лежит магнитная стрелка, которая располагается вдоль силовых линий магнитного поля Земли, которая по своей сути является постоянным магнитом. Линии магнитного поля Земли, в свою очередь, тянутся от одного магнитного полюса к другому. При этом магнитные полюса находятся на расстоянии от географических полюсов. Кроме того, они находятся в постоянном движении, со временем меняя свое местоположение. Все это обуславливает некоторые погрешности в показаниях.

Стрелка магнитного компаса указывает не строго на Северный Полюс, а немного мимо. Для целей ориентирования это не критично, но в общем это полезно знать.

Именно по этой причине для точных измерений, проводимых с помощью магнитного компаса, следует учитывать разницу между северным направлением, которое показывает стрелка, и направлением на географический северный полюс Земли. О том, как это делается, мы рассказывали в отдельной статье.

История

Считается, что первый компас придумали в Китае во времена династии Сун. Об этом свидетельствует упоминание о нем, сделанное в китайской книге, написанной в 1044 году нашей эры.

Инсталляция в виде самого древнего в мире компаса.

Этот компас представлял собой ложку из природного магнитного минерала - магнетита (магнитного железняка), которая свободно поворачивалась на металлической доске под воздействием магнитного поля Земли.

Спустя какое-то время китайцы усовершенствовали прибор, погрузив намагниченный элемент в воду, где он мог свободно вращаться, не испытывая такого сопротивления, как его предшественник. Так появился первый водяной компас.

Чуть позже магнитный компас был изобретен и в Европе. Его устройство представляло собой магнитную стрелку, прикрепленную к плавающей в воде пробке из легкого материала. В видео показано, как повторить это:

Изобретенный в Европе компас усовершенствовал итальянец Флавио Джойя, прикрепив магнитную стрелку к диску с разметками (картушке) и насадив эту конструкцию на вертикальную шпильку для уменьшения сопротивления.

Освободившись от воды, компас стал значительно легче и надежнее.

На протяжении последующих веков магнитный компас совершенствовался и на сегодняшний день представляет собой довольно точный и удобный в пользовании прибор.

Классификация магнитных компасов

Существует множество различных моделей магнитного компаса. Тяжело перечислить все варианты, поэтому разберем некоторые отличительные черты, комбинации которых делают выбор этих устройств столь широким.

Компас с максимальной разметкой шкалы.

Жидкость внутри колбы

Компасы с герметичной колбой, наполненные специальной жидкостью, называются жидкостными.

Жидкость внутри колбы призвана гасить колебания стрелки, что способствует оперативной работе с таким компасом. Однако нарушение герметичности колбы может привести к попаданию под стекло пузырьков воздуха, что в некоторых случаях влияет на показания прибора.

Прямоугольный планшет

Компасы, у которых колба размещена на прямоугольной основе, называются планшетными.

Такие компасы наиболее удобны для работы, как с картой, так и для ориентирования на местности. На самом «планшете» чаще всего расчерчивается линейка для удобства работы с картой. Иногда на нем же размещается линза, а иногда могут встречаться вырезы различной геометрической формы и дополнительные разметки, например, для быстрого перевода расстояний, измеренных по карте, в расстояния, соответствующие им на местности.

Целик и мушка

Наличие на компасе целика и мушки позволяет проводить измерения азимута на объект более точно и более точно находить направление по известному азимуту.

Зеркало

Оснащенные зеркалом компасы дают возможность человеку, проводящему измерения, одновременно контролировать положение стрелки. Это уменьшает вероятность ошибки, связанной с непроизвольным поворотом прибора относительно вертикальной оси.

Стрелка, закрепленная на диске

Закрепленная на подвижном диске со шкалой стрелка в некоторых ситуациях упрощает процесс ориентирования. В этом случае не нужно следить, чтобы северный конец стрелки совпал с направлением на север на шкале, поскольку стрелка уже зафиксирована в этом положении.

Однако есть у моделей с фиксированной на диске стрелкой два больших минуса. Из-за большего трения о жидкость в колбе стрелка вместе с диском поворачивается значительно дольше. А при попадании в колбу даже небольшого количества воздуха (буквально нескольких пузырьков) компас может плохо работать: воздух, оказавшись под подвижным диском, прижимает его к верхнему стеклу колбы и не дает нормально вращаться.

Светящаяся разметка

Некоторые компасы имеют светящуюся разметку, что весьма удобно для использования этого инструмента в темное время суток.

Опасения о том, что такие компасы радиоактивны, являются мифами.

Ударопрочный корпус

Такой корпус обеспечивает дополнительную защиту компасу от повреждений, вызванных случайными ударами либо падением прибора на землю.

Однако это вовсе не значит, что такой компас можно безнаказанно использовать в качестве пращи: все-таки корпус - это всего лишь дополнительная защита, а не гарантия неубиваемости прибора.

Варианты крепления

Для удобства работы в разных моделях компасов предусмотрены различные варианты крепления.

Для спортивного ориентирования, где точность измерений не очень важна, выпускаются компасы с креплением на большой палец руки.

Классикой жанра могут считаться модели с ремешком на запястье. Многим туристам старшего поколения, да и военным тоже, известен пример «наручного» компаса - компас Адрианова. Наручные модели, подобно приборам с креплением на палец, всегда на виду, что очень удобно для быстрой работы с ними.

Планшетные модели, как правило, слишком громоздки для крепления на руку, поэтому в них обычно предусмотрена тонкая веревочка для подвешивания компаса на шею. Поскольку для работы с ними требуется немногим больше времени (дополнительные затраты времени связаны в основном с доставанием прибора из-под одежды), эти компасы наиболее удобны для ориентирования в длительных походах, где время не играет большой роли, а требования к работе с картой могут быть выше.

В последнее время мне доводилось видеть маленькие китайские компасы, вмонтированные в фастекс так называемых браслетов выживания. Однако, насколько могу судить, вмонтированное в тот же фастекс огниво с кресалом будут влиять на показания такого прибора, вызывая в нем магнитные девиации. А значит такой компас будет давать неправильные показания. То же самое касается и ножей выживания, в которых компас кто-то догадался вмонтировать в рукоять. Лично я не стал бы рекомендовать такие «мультитулы» на замену обычного компаса.

Модели с различной комбинацией вышеперечисленных нюансов широко используются туристами и другими любителями отдыха на природе. Однако существуют и модели, заточенные под иной род деятельности.

Например, на судах устанавливают специальные магнитные компасы, снабженные системой магнитов, уничтожающей магнитные девиации, вызванные конструктивными элементами самого судна. Остаточную же девиацию рассчитывают с помощью специальных таблиц.

Вся эта судовая конструкция весит несколько килограмм и точно непригодна для ориентирования в туризме.

Современные магнитные компасы для судов должны соответствовать стандарту ISO 11606 «Суда и морская технология. Морские электромагнитные компасы”, согласно которого погрешность в измерениях компаса не должна быть больше 0,5°. Такие приборы, несмотря на свою точность, как правило, значительно больше и тяжелее «туристских» вариантов, да и стоят на порядок дороже.

Считается, что некоторые животные, например, птицы, для ориентирования в пространстве используют внутренний геомагнитный компас. На сегодняшний день пока так и не удалось узнать, как именно работает такой механизм. Подозревают, что некоторые белковые структуры могут реагировать на магнитное поле Земли, однако какие рецепторы улавливают сигналы от этих белков, и по сей день остается загадкой.

Не совсем подходит для туризма и так называемый горный (геологический) компас. В отличии от туристских моделей, шкала горного компаса размечена не по часовой стрелке, а против нее. Такой прибор нужен для определения направлений простирания и падения слоя горной породы. Но если другого варианта нет, а сделать компактный компас из подручных материалов не получается, тогда можно пользоваться тем, что есть.

Самодельный компас из подручных средств

Если же в наличии есть иголка или рыболовный крючок, то можно сделать примитивный компас, положив их на лист бумаги или закрепив на тонкой ветке, и опустив всю конструкцию на воду. С большой вероятностью они уже будут намагничены и повернутся в направлении север–юг. Если же игла или крючок оказались не намагничены, их можно положить на несколько секунд на нож, пилу, мобильный телефон - все то, что обладает магнитным полем - а после снова опустить на воду.

В качестве стрелки импровизированного магнитного компаса можно использовать и более крупные предметы, например, нож. Но в этом случае придется сооружать приспособление, способное удержать нож на поверхности воды. Да и сама конструкция будет достаточно инерционной, и понадобится больше времени, для того, чтобы «стрелка» успокоилась.

Важно обеспечить изоляцию такого компаса от ветра, иначе определить стороны света с помощью такого прибора будет проблематично. Изоляцию можно сделать с помощью каримата, либо используя естественное укрытие - углубление в земле, скалу и тому подобное.

Устройство магнитного компаса

Ввиду большого разнообразия компасов, рассмотрим строение этого прибора на примере всего одной модели - советского военного наручного компаса Адрианова. Он показан на фото:

Внутри корпуса компаса имеется магнитная стрелка. Она является основной частью прибора. В рабочем состоянии стрелка может свободно вращаться на оси, выстраиваясь вдоль силовых линий магнитного поля.

Часть стрелки, которая указывает в направлении магнитного севера, в компасе Адрианова покрашена светонакопительной краской, излучающей свет после предварительной «зарядки» на свету. Этой же краской выкрашены и некоторые отметки на самой колбе.

Заряжаясь в течение светового дня, краска на стрелках такого компаса светится в темноте.

Чтобы стрелка не тряслась во время движения человека, этот компас снабжен специальным тормозом. Нажатие на рычажок тормоза приводит к фиксации стрелки, лишая ее возможности совершать движения.

Внутри корпуса под колбой нанесена двойная круговая шкала: внешняя размечена против часовой стрелки, внутренняя - по часовой.

Снаружи корпуса имеется подвижное кольцо с целиком, мушкой и указателем делений.

Данный компас снабжен ремешком для крепления на запястье, не очень удобным, но достаточным для надежного закрепления на руке. Это видно в видео:

Как пользоваться компасом

Современные модели компасов позволяют не только узнать направление на север и юг, но и измерять азимут на объект либо определять направление на местности по известному азимуту.

Для того, чтобы определить направления сторон света, нужно расположить компас горизонтально, привести стрелки в рабочее положение (если она была зафиксирована тормозом) и дождаться, когда колебания стрелки успокоятся. Северный конец стрелки укажет на север, южный - на юг. Зная эти стороны света, можно легко определить другие, о чем мы рассказывали в этой статье.

По сути, с точки зрения физики северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным магнитным полюсом, ведь именно к нему тянется северная часть стрелки магнитного компаса (противоположные полюса магнитов притягиваются). Та же самая «беда» и с южным магнитным полюсом, который по сути является северным полюсом магнита. Такое «перекручивание» было сделано для удобства, поскольку в противном случае северный географический полюс соответствовал бы южному магнитному, а южный географический - северному магнитному, что не очень удобно с практической точки зрения.

Если с помощью компаса нужно измерить азимут на объект (ориентир), то тут алгоритм действий будет зависеть от того, какой моделью мы пользуемся. Рассмотрим два основных варианта и способы ориентирования с их помощью.

Вариант №1. Измерение азимута с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

1. Компас располагается в горизонтальной плоскости.
2. Целик и мушка визируются на нужный ориентир.
3. При фиксированном положении компаса его шкала (лимб) вращается до тех пор, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале. Теперь указатель компаса показывает значение на шкале, соответствующее магнитному азимуту на ориентир. О том, как переводить магнитный азимут в истинный, можно почитать в отдельной статье.

Вариант №2. Измерение азимута с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

1. Целик и мушка наводятся на объект, на который измеряется азимут.
2. Выжидается время, пока шкала и стрелка повернутся и остановятся. Указатель покажет цифру на шкале, соответствующую измеряемому магнитному азимуту.

Теперь рассмотрим, как определить направление по известному азимуту. Рассматривать также будем для двух моделей.

Вариант №1. Определение направления с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

1. Компас располагается горизонтально.
2. Лимб поворачивают до тех пор, пока указатель не укажет на цифру на шкале, соответствующую заданному азимуту, по которому определяется направление.
3. Компас поворачивается в горизонтальной плоскости, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале.
4. Компас удерживается в таком положении. Теперь мушка и целик укажут искомое направление.

Вариант №2. Определение направления с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

1. Компас удерживается в горизонтальной плоскости.
2. Прибор вращается в горизонтальной плоскости до тех пор, пока указатель не укажет на шкале лимба цифру, соответствующую заданному азимуту.
3. Компас неподвижно фиксируется, а через мушки и целик отслеживается искомое направление.

Мы рассмотрели, как работать с компасом на местности, а о том, как производить измерения с помощью компаса по карте и как использовать этот инструмент для хождения по азимутам, можно почитать в отдельной статье.

Кроме работы с компасом стоит также сказать об общих правилах эксплуатации его, которые помогут сохранить работоспособность прибора на более продолжительный срок.

Общие правила эксплуатации магнитного компаса

Во время хранения и эксплуатации магнитный компас не должен находиться рядом с объектами, обладающими магнитными свойствами - металлическими изделиями, железосодержащими горными породами, магнитами, электронными устройствами.

Если магнитный компас снабжен тормозом для стрелки, то во время перехода стрелка должна быть зафиксирована.

Компас нужно беречь от падений и ударов. Особенно это важно для жидкостных моделей, нарушение целостности колбы которых может повлечь выход из строя всего прибора.

И конечно же перед выходом на маршрут нужно проверить исправность компаса и по возможности взять запасной. А о том, как именно определяется неисправность компаса, мы рассказывали в отдельной статье.

Погрешность магнитного компаса

Точность измерений, выполняемых с помощью магнитного компаса, зависит от нескольких факторов - цены деления шкалы компаса, магнитного склонения на территории, где производится измерение, а также наличия магнитных аномалий и магнитных девиаций. Коротко рассмотрим каждый из этих факторов.

Цена деления компаса показывает угловое расстояние между соседними засечками на шкале. Таким образом, чем меньше будет «шаг» между двумя засечками, тем точнее можно снимать показания с прибора.

В идеале вся шкала должна быть разбита засечками на 360 секторов. В этом случае цена деления компаса будет равна 1°. Однако чаще всего из-за небольшого диаметра диска, на который нанесена шкала, сделать такое большое количество пометок не представляется возможным, а если и представляется, то пользоваться такой шкалой будет не очень удобно из-за малой толщины засечек. Полагаю, именно поэтому очень часто цена деления компаса составляет не 1°, а увеличивается до 2–5°.

Магнитное склонение, о котором мы подробно рассказывали в отдельной статье, в некоторых случаях может оказывать значительное влияние на результаты измерений из-за отклонения магнитной стрелки компаса. Если не учитывать магнитное склонение, то ошибка в измерениях может достигнуть десятка градусов, а в некоторых случаях - и более того.

Вблизи полюсов Земли магнитный компас практически непригоден для использования из-за того, что нахождение магнитного полюса Земли, на который показывает прибор, может быть в диаметрально противоположном направлении от местоположения географического полюса.

Если магнитное склонение не указано либо указанное значение устарело, а значит с большой долей вероятности неверно, то в некоторых случаях можно найти его самостоятельно, измерив с помощью магнитного компаса азимут на линейный ориентир по карте и на местности и произведя расчет разницы в показаниях.

Магнитная аномалия - это территория, на которой направление магнитного поля имеет существенное отличие от направлений магнитного поля на близлежащих территориях. Это может быть связано, например, с залеганием магнитной руды. Соответственно, в областях с магнитными аномалиями и показания магнитного компаса тоже будут искажены.

На некоторых картах районы с магнитными аномалиями помечаются на рамке там же, где обычно указывается магнитное склонение. В этом случае обычно пишут о границах, в пределах которых может отклоняться магнитная стрелка от направления на истинный меридиан.

Магнитные девиации - это отклонения магнитной стрелки компаса от направления вектора магнитного поля Земли, возникающие при нахождении вблизи прибора намагниченных объектов либо проводника, по которому течет электрический ток. Так, стрелка может отклоняться при нахождении поблизости рации, мобильного телефона, ножа, топора, пилы, транспорта, линии электропередач и даже другого магнитного компаса. Поэтому при выполнении измерений стараются убрать подальше инструменты и электроприборы, а сами измерения проводить в стороне от транспорта, железнодорожных путей и высоковольтных проводов.

По причине магнитных девиаций не стоит покупать нож со встроенным в ручку компасом и браслет выживания, о которых рассказывалось ранее. В них компас сразу встроен в инструмент, который сам может вызывать девиацию, а потому полагаться на точность работы компаса здесь не приходится.

Какие еще бывают компасы

Для полноты картины считаю нужным коротко рассказать и про другие виды компасов, в том числе и немагнитных, работа которых строится немного на других принципах.

Эти компасы отличны по своему строению и обладают отличными от магнитного характеристиками, что в ряде случаев обеспечивает их превосходство над классической «туристской» моделью.

Начнем с гирокомпаса. Принцип действия этого прибора основан на работе гироскопа. В некоторых случаях в состав гирокомпаса может входить не один гироскоп, а несколько.

В отличии от магнитного компаса, гирокомпас показывает направление на истинный север. Существенным отличием его является низкая чувствительность к магнитным полям, вызывающим магнитные девиации в магнитном компасе.

Однако девиации в гирокомпасе все же возникают. Это возможно при резкой смене скорости или курса судна, на котором установлен прибор, или быстрой смене широты. Ввиду сравнительно большой массы гирокомпасы не используются в туризме. Их применение связано в основном с морской навигацией и ракетной техникой.

Следующий прибор навигации, о котором хотелось бы рассказать, - электромагнитный компас.

По сути это электрогенератор, в котором магнитное поле Земли играет роль статора, а рамка с обмоткой самого прибора - ротора. Движение в магнитном поле приводит к возникновению токов, по соотношению которых судят о правильности курса движения.

Электромагнитный компас нашел применение в авиации и морском деле. Его могут устанавливать в определенном положении на самолете или корабле для того, чтобы штурману было проще выдерживать определенный курс. Любое отклонение от курса приведет к отклонению в показаниях приборов, и человек сможет подкорректировать направление и вернуться на правильный курс.

Главное преимущество электромагнитного компаса перед магнитным - нечувствительность к находящимся вблизи намагниченным объектам, если только они неподвижны относительно электромагнитного компаса.

И еще одно средство навигации, о котором хотелось бы упомянуть, - спутниковый компас.

Этот прибор не может работать без источника энергии, но при этом очень точен и указывает именно на Северный полюс.

Спутниковый компас, как и гирокомпас, показывает истинный север. Он работает, получая сигналы от спутников, подобно современным навигаторам. Ввиду этого, такому компасу не страшны ни магнитные девиации, ни магнитные аномалии, ни даже изменение положения магнитного полюса.

Программу, использующую связь со спутником для ориентирования виртуального компаса, можно установить на современный смартфон или планшет, работающий без магнитного датчика.

Однако не стоит полагаться на спутниковый компас в местах, где отсутствует связь со спутниками. Так, например, он будет бесполезен для любителей спелеопрогулок.

Кроме того, не стоит забывать, что этот компас зависим от электропитания: нет заряда батареи - нет показаний прибора.

В целом, говоря о средствах навигации, стоит отметить современную тенденцию перехода от компасов к навигаторам. К сожалению, все больше и больше любителей активного отдыха на природе забывают навыки работы с простым и надежным магнитным компасом, полностью заменяя их быстрой, удобной и комфортной работой с современными навигационными устройствами.

Тем не менее, нужно понимать всю опасность такой ситуации, ведь поломка навигатора, разряженная батарея либо отсутствие связи со спутниками могут стать причиной чрезвычайной ситуации. С компасом такое маловероятно, да и починить или сделать его из подручных материалов куда проще.

Говоря о выборе компаса, я бы порекомендовал планшетный магнитный жидкостный компас. Как по мне, это лучший вариант: он достаточно прост в обращении, легок, не занимает много места и совершенно независим от источников электропитания, что делает его незаменимым устройством почти для любого путешественника. Кроме того, купить такой компас, как правило, не составляет большого труда, ведь бюджетные варианты по низкой стоимости на сегодняшний день в большом ассортименте представлены в специализированных магазинах, а качество их работы не сильно отличается от качества работы дорогих аналогов.

Полезное видео: правила работы с магнитным компасом

Ко́мпас - прибор для определения горизонтальных направлений на местности. Применяется для определения направления, в котором движется морское, воздушное судно, наземное транспортное средство; направления, в котором идет пешеход; направления на некоторый объект или ориентир. Компасы подразделяются на два основных класса: магнитные компасы типа стрелочных, которыми пользуются топографы и туристы, и немагнитные, такие, как гирокомпас и радиокомпас.

Описание конструкции

Для определения направления в компасе есть картушка – это круговая шкала с 360 делителями (каждая из них отвечает одному угловому градусу), размеченными так, что отчет ведется от нуля по часовой стрелке.

Обычно направлению на север (норд, N) отвечает 0°, на восток (ост, O, E) - 90°, на юг (зюйд, S) - 180°, на запад (вест, W) - 270°. Это главные компасные румбы (страны мира).

Между ними расположены «четвертные» румбы : норд-ост, или (45°), зюйд-ост, или (135°), зюйд-вест, или (225°) и норд-вест, или (315°).

Между четвертными и главными расположены 16 «основных» румбов , таких как, норд-норд-ост и норд-норд-вест (когда-то было еще 16 румбов, таких как, «норд-тень-вест», которые назывались просто румбами).

История возникновения

Модель китайского компаса периода династии Хань

Само слово «компас» произошло от древнебританского «compass», означавшего «круг». Большинство современных историков утверждает, что компас был изобретен в Китае в I в. до н. э. Хотя есть свидетельства, что данный прибор существовал еще во 2-м тыс. до н. э. В любом случае тогда компас являл собой небольшой кусок намагниченного металла, который был прикреплен к деревянной планке, находившейся в сосуде с водой. Такой компас использовался при движении по пустыням. Также им пользовались астрологи. История открытия компаса гласит, что в арабском мире он появился в VIII в., а в европейских странах - только в XII в. Первыми названный прибор переняли у арабов итальянцы. Затем компас начали использовать испанцы, португальцы и французы. Последними о новом приборе узнали немцы и англичане. Но и в то время устройство компаса оставалось максимально простым: магнитная стрелка укреплялась на пробке и опускалась в воду. Именно в воде пробка, дополненная стрелкой, ориентировалась соответствующим образом. В XI в. все в том же Китае появилась стрелка компаса, которую изготовляли из искусственного магнита. Как правило, ее делали в форме рыбки.

Дорожный компас и солнечные часы, XVIII век

История создания компаса была продолжена в XIV веке. Эстафету принял итальянец Ф. Джойя, который сумел значительно усовершенствовать этот прибор. В частности, он решил надеть магнитную стрелку на вертикальную шпильку. Это нехитрое, на первый взгляд, приспособление помогло значительно улучшить компас. Кроме того, к стрелке была прикреплена катушка, разбитая на 16 румбов. Спустя два столетия деление катушки уже составляло 32 румба, а коробку со стрелкой начали помещать в специальном карданном подвесе. Таким образом, качка корабля переставала влиять на компас. В XVII в. компас оборудовали вращающейся линейкой, что помогло более точно отсчитывать направление. В XVIII в. у него появился пеленгатор.

Но на этом история создания компаса не заканчивается. В 1838 г. был найден способ нейтрализации влияния на данное устройство железных изделий корабля. А в 1908 г. появился гирокомпас, ставший основным навигационным прибором. Именно он всегда указывает на север. Сегодня точное направление движения можно узнать при помощи спутниковой навигации, тем не менее много судов оснащены магнитными компасами. Их используют для дополнительной проверки или на случай технических неполадок. Таким образом, история создания компаса насчитывает даже не сотни, а тысячи лет.

Виды

Магнитный компас

В приборе, указывающем направление, должно быть некое опорное направление, от которого отсчитывались бы все другие. В магнитном компасе таким направлением служит линия, соединяющая Северный и Южный полюса Земли. В этом направлении сам собой устанавливается магнитный стержень, если его подвесить так, чтобы он мог свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости. Дело в том, что в магнитном поле Земли на магнитный стержень действует вращающая пара сил, устанавливающая его в направлении магнитного поля. В магнитном компасе роль такого стержня играет намагниченная стрелка, которая при измерении сама устанавливается параллельно магнитному полю Земли.

Стрелочный компас

СТРЕЛОЧНЫЙ КОМПАС с арретиром для стрелки. 1 - намагниченная стрелка; 2 - стеклянная или пластиковая крышка с разметкой компасных направлений; 3 - каменный (часовой) подпятник; 4 - арретир для закрепления стрелки в нерабочем положении; 5 - ось.

Это самый распространенный вид магнитного компаса. Он часто применяется в карманном варианте. В стрелочном компасе имеется тонкая магнитная стрелка, установленная свободно в своей средней точке на вертикальной оси, что позволяет ей поворачиваться в горизонтальной плоскости. Северный конец стрелки помечен, и соосно с ней закреплена картушка. При измерении компас необходимо держать в руке или установить на штативе так, чтобы плоскость вращения стрелки была строго горизонтальна. Тогда северный конец стрелки будет указывать на северный магнитный полюс Земли. Компас, приспособленный для топографов, представляет собой пеленгаторный прибор, т.е. прибор для измерения азимута. Он обычно снабжен зрительной трубой, которую поворачивают до совмещения с нужным объектом, чтобы затем считать по картушке азимут объекта.

Жидкостный компас

Жидкосный компас

Жидкостный компас, или компас с плавающей картушкой, - это самый точный и стабильный из всех магнитных компасов. Он часто применяется на морских судах и потому называется судовым. Конструкции такого компаса разнообразны; в типичном варианте он представляет собой наполненный жидкостью "котелок", в котором на вертикальной оси закреплена алюминиевая картушка. По разные стороны от оси к картушке снизу прикреплены пара или две пары магнитов. В центре картушки имеется полый полусферический выступ - поплавок, ослабляющий нажим на опору оси (когда котелок наполнен компасной жидкостью). Ось картушки, пропущенная через центр поплавка, опирается на каменный подпятник, изготовляемый обычно из синтетического сапфира. Подпятник закреплен на неподвижном диске с "курсовой чертой". В нижней части котелка имеются два отверстия, через которые жидкость может переливаться в расширительную камеру, компенсируя изменения давления и температуры. В верхней части котелка закреплено азимутное, или пеленгаторное, кольцо. Оно позволяет определять направление на различные объекты относительно курса судна. Котелок компаса закреплен в своем подвесе на внутреннем кольце универсального (карданного) шарнира, в котором он может свободно поворачиваться, сохраняя горизонтальное положение, в условиях качки. Котелок компаса закрепляется так, что его специальная стрелка или метка, называемая курсовой, либо черная линия, называемая курсовой чертой, указывает на нос судна. При изменении курса судна картушка компаса удерживается на месте магнитами, неизменно сохраняющими свое направление север - юг. По смещению курсовой метки или черты относительно картушки можно контролировать изменения курса.

Гирокомпас

Гирокомпас

Гироко́мпас - механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления. Его идея была предложена французским учёным Фуко.

Устройство

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.

Принцип действия

Предположим, ротор начал вращаться вокруг своей оси, направление которой отлично от земной оси. В силу закона сохранения момента импульса, ротор будет сохранять свою ориентацию в пространстве. Поскольку Земля вращается, неподвижный относительно Земли наблюдатель видит, что ось гироскопа делает оборот за 24 часа. Такой вращающийся гироскоп сам по себе не является навигационным средством. Для возникновения прецессии ротор удерживают в плоскости горизонта, например, с помощью груза, удерживающего ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности. В этом случае сила тяжести будет создавать крутящий момент, и ось ротора будет поворачиваться на истинный север. Поскольку груз удерживает ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности, ось никогда не может совпадать с осью вращения Земли (кроме как на экваторе).