Як працює компас на кораблі? Як улаштований морський компас. Два наведені нижче приклади полегшать розуміння
Судновий магнітний компас та інші види суднових компасів
Магнітний компас - незамінна складова навігаційного обладнання
Магнітний компас– це навігаційний прилад, реалізує фізичний принцип можливості магнітної стрілки орієнтуватися вздовж магнітних ліній Землі, з якого визначається судновий курс, і навіть напрями на об'єкти, безпосередньо спостережувані судноводителем. Ідеальний магнітний компасвказує напрямок на північ вздовж магнітного меридіана Землі, що проходить через магнітні полюси. Точність магнітних компасівзменшується у міру наближення до магнітних полюсів.
При визначенні напрямку руху судна враховується, що магнітний та географічний полюс не збігаються, і кут між відповідними магнітним та істинним меридіанами, званий магнітним відмінюванням, відрізняється від нуля. Крім цього, коливання магнітосфери Землі та власне магнітне поле суден, у конструкції яких присутні магнетики, вносять у свідчення магнітного компасуперешкоди, іменовані девіацією магнітного компасу. Напрямок, що вказується магнітним компасомвідповідає компасному меридіану, тому девіація магнітного компаса визначається як кут між магнітним меридіаном і компасним. Для визначення істинного курсу враховується магнітне відмінювання та девіація магнітного компасу.
Склад суднового магнітного компасу:
- Котелок з картоплею
- Нактоуз
- Пеленгатор
- Девіаційний прилад
Котелок магнітного компасуявляє собою циліндричну ємність із двох частин, розташованих один під одним. Верхня містить вільно переміщувану в розчині етилового спирту картопля - немагнітний диск з нанесеною шкалою і магнітними стрілками, а нижня - компенсує зміну об'єму компасної рідини, що залежать від зовнішніх причин, наприклад температури навколишнього середовища. Карданний підвіс компенсує суднову хитавицю.
Нактоуз магнітного компасу– по суті, корпус із захисним ковпаком, амортизуючим підвісом та підсвічуванням, усередині нього також розташований девіаційний прилад, призначення якого – «знищення» девіації магнітного компасу. Однак навіть з урахуванням "знищення" у розрахунках напряму враховується залишкова девіація, що змінюється в міру руху судна.
Пеленгатор магнітного компасувизначає кутові напрямки видимі об'єкти. Спрощено пеленгатор складається із закріплених на підставі мішеней (очна та предметна) та чашки дефлектора. Пеленгатор обертається щодо азимутального кола. Предметна мета має відкидне дзеркало щоб одержати пеленга небесних об'єктів.
Види суднових компасів:
Магнітний компас- не єдиний варіант конструкції суднового компасу. Також виробниками пропонуються гіроскопічні компаси(на основі гіроскопа), що вказують напрямок істинного полюса, а не магнітного, і гарантують точність показань у високих широтах, проте чутливі до прискорення судна; електронні компаси, що працюють через інтерфейси передачі даних, передаючи інформацію на сумісне суднове обладнання; супутникові компаси– пристрої, робота яких ґрунтується на інформації супутникового позиціонування – поширений вид суднових компасів, що пропонується великою кількістю виробників і забезпечує точність вимірювань. Вибір конструктивного типу суднового компасузалежить від типу судна та оснащення, економічної доцільності та добробуту судновласника.
Щоб вибрати та купити судновий компас, треба або розуміти галузь, або звернутися до компанії « », інженери якої реалізували десятки проектів оснащення судів будь-яких типів усіма видами суднового обладнання, включаючи магнітні компасихарактерні для маломірного флоту.
На сторінках каталогу Інтернет-магазину « » магнітні компасивиробників світового рівня, а також російські прилади, що не поступаються за якістю. Компанія приймає замовлення на обладнання суден магнітними компасамисвітових брендів, таких як:
- Магнітні компаси, куплені в « Марінек», перевірені практикою та часом.
Ринок суднових компасівширокий, тому при виборі конкретної моделі буде корисним послухати думку інженерів. Оснащуючи власне судно обладнанням, пам'ятайте, що комфорт на борту складається з безвідмовної роботи всіх суднових систем, включаючи магнітний компаста інші "дрібниці", без яких неможливо уявити сучасне судно.
компас- а, м compas (de mer), гол. kompas, іт. compasso. 1. Прилад із намагніченою стрілкою визначення країн світу. Сл. 18. Компас є стрілка помазана магнітом яка опівночі обертається. Лекс. вокабулам новим. // Сморгонський Терміни 77.… … Історичний словник галицизмів російської
компас- (компас (морський компас); італійський compasso, compassare – адимдап өлшеу) бағити бағдарлап, анақтауға арналған аспап. К. кеме және ұшақ жүргізуде, артилеріяда топографія қшін, жергілікті жерде әскерлердің бағдар… Казахський тлумачний термінологічний словник з військової справи
Компас- Бачити уві сні компас - означає, що Ви будете змушені вести боротьбу обмеженими засобами, зі зв'язаними руками, роблячи таким чином свій успіх складнішим, але й почеснішим. Бачити уві сні звичайний чи морський компас – віщує… Сонник Міллера
- (Compass) морехідний інструмент, який служить для безперервної вказівки в морі компасного курсу корабля і для визначення у разі потреби напрямків на різні видимі з корабля земні предмети або небесні світила. для мореплавця ... Морський словник
Компас (у морській справі - компас) (нім. Kompass, італ. compasso, від compassare - вимірювати кроками), прилад для орієнтування на місцевості. За принципом дії До. поділяють на: магнітні, в яких використовується властивість прямого постійного магніту. Велика Радянська Енциклопедія
Компас- Компас сниться людям, які ведуть запеклу боротьбу дуже обмеженими засобами. Досягти успіху в такій боротьбі досить важко, зате почесно. Сниться вам морський чи звичайний компас – не важливо. Цей сон у будь-якому випадку віщує, … Великий універсальний сонник
Компас встановлений у бойовій рубці корабля. Під час бою К. Б. служить одночасно і головним, якщо головні К. для безпеки прибрані вниз за прикриття або збиті вогнем противника. Самойлов К. І. Морський словник. М. Л.: Державне Військово… … Морський словник
- (Gyroscopic compass) див. Компас. Самойлов К. І. Морський словник. М. Л.: Державне Військово-морське Видавництво НКВМФ Союзу РСР, 1941 …
- (Standard compass) компас, яким призначається курс судна і виробляється визначення його місця. На великих суднах зазвичай встановлюють два головні До. головний носовий і головний кормовий на передньому та задньому містках. Самойлов К. І. Морський… … Морський словник
- (Magnetic compass) див. Компас. Самойлов К. І. Морський словник. М. Л.: Державне Військово-морське Видавництво НКВМФ Союзу РСР, 1941 …
- (Steering compass) компас, яким править кермовий, т. е. утримує судно на заданому курсі. К. П. на кораблі встановлюється стільки, скільки є постів управління. Самойлов К. І. Морський словник. М. Л.: Державне Військово-морське… … Морський словник
Книги
- Океан Морський словник з історіями та завданнями, Енрікеш Р.. Води Світового океану покривають понад дві третини нашої планети. А людина досліджувала лише 5 відсотків цього величезного царства. Але не така вже це і сумна новина - адже, значить, і нас, і…
- Покажи мені як Для хлопчиків, Шебушева І.. 500 самовчителів в одній книзі! Ілюстрований самовчитель. Життя сучасного хлопчика - це за великим рахунком комп'ютер, телевізор та різноманітні ігрові приставки. Але вони далеко не…
Будь-який судноводій, як у давнину, так і зараз, опинившись у відкритому морі поза видимістю берегів, перш за все хоче знати, в якому напрямку рухається його корабель. Прилад, яким можна визначити курс корабля, добре відомий - це компас. За свідченням більшості вчених-істориків, магнітна голка – предок сучасного компасу – з'явилася приблизно три тисячі років тому. Спілкування між народами в ті часи було утруднене, і поки чудовий покажчик напрямку дійшов до берегів Середземного моря, минуло чимало століть. В результаті цей винахід потрапив до Європи лише на початку ІІ тисячоліття н. е., а потім вже широко поширилося.
Щойно опинившись у Європі, прилад зазнав ряду вдосконалень і отримав назву компас, зігравши величезну роль у розвитку цивілізації. Лише магнітний компас вселив людей впевненість у морі, допоміг їм подолати страх перед океанськими просторами. Великі географічні відкриттябули б просто немислимі без компасу.
Ім'я винахідника компасу історія не зберегла. І навіть країну, яка подарувала людству цей чудовий прилад, люди науки не можуть назвати точно. Одні приписують його винахід фінікійцям, інші запевняють, що першими, хто звернув увагу на чудову властивість магніту встановлюватися в площині магнітного меридіана, були китайці, треті віддають перевагу арабам, четверті згадують французів, італійців, норманів і навіть давніх майя, останніх - на тому підставі , що колись в Еквадорі було знайдено магнітний стрижень, який (за палкої уяви) можна було вважати прообразом магнітної стрілки.
Спочатку прилад для визначення країн світу був дуже простий: магнітну голку встромляли в шматочок пробки і опускали в чашку з водою, яку згодом почали називати котелком компаса. Іноді замість пробки брали шматочок тростини або просто вставляли голку в соломинку. Навіть цей нехитрий пристрій приніс морякам неоціненну зручність, з ним можна було виходити у відкрите море і не боятися, що не знайдеш дорогу назад до рідного берега. Але морякам хотілося більшого. Вони невиразно відчували, що чудова плаваюча стрілка, точність свідчень якої була, зрозуміло, дуже невисока, ще не розкрила всіх своїх чудових можливостей. Та й вода нерідко виплескувалась із казанка, бувало, навіть разом зі стрілкою. Тільки в XIII столітті з'явився компас із сухим казанком, а головне – із прикріпленою до стрілки карткою. Картушка була нехитрим на перший погляд, але воістину чудовим винаходом: невеликий гурток з немагнітного матеріалу разом із жорстко прикріпленою до нього магнітною стрілкою вільно підвішується на вістрі вертикальної голки. Зверху на картопля наносили чотири головні румби: Норд, Ост, Зюйд і Вест, - так, щоб Норд точно збігався з північним кінцем стрілки. Дуги між головними румбами ділили кілька рівних частин.
Начебто нічого особливого? Але до цього старий компас з нерухомою картоплею щоразу доводилося повертати в горизонтальній площині, поки північний кінець стрілки не збігався з Нордом. Тільки тоді можна було визначити курс, яким іде судно. Це, звісно, було дуже незручно. Але якщо картка сама оберталася разом зі стрілкою і сама встановлювалася в площині меридіана, достатньо було лише миттю поглянути на неї, щоб визначити будь-який напрямок.
І все ж, незважаючи на вдосконалення, компас довго залишався досить примітивним приладом. У Росії XVII - початку XVIII століття найбільш майстерно його виготовляли помори у містах і селах нашої Півночі. Це була кругла коробочка діаметром 4-5 сантиметрів з моржової кістки, яку помори зберігали біля пояса в шкіряному мішечку. У центрі коробочки на кістяній шпильці була картка з укріпленими знизу намагніченими металевими голками-стрілками. Якщо компасом (або міткою, як називали його помори) не користувалися, зверху на нього вдягали глуху кришку. Про такий прилад написано в Морському статуті Петра I: «Мають компаси доброю майстерністю робити і дивитися, щоб голки, на чому компас крутиться, були гострі і міцні і не скоро зламалися б. Також щоб дріт (мається на увазі стрільця. - В.Д) на компасі до Норда і Зюйда міцно був натертий магнітом, щоб компас міг бути вірним, у чому слід мати міцний вигляд, бо в тому залежить хід і цілість корабля».
У наш час котелок компаса наглухо закривається товстою скляною кришкою, туго притиснутою до нього мідним кільцем. Зверху на кільце наносять поділки від Про до 360 ° - за годинниковою стрілкою від Норду. Усередині котелка простягають дві чорні мідні вертикальні тяганини, так щоб одна з них припадала точно під 0 °, а інша - під 180 °. Ці зволікання називаються курсовими рисами.
Компас на кораблі встановлюється так, щоб лінія, проведена між курсовими рисами, точно збігалася з лінією носа - середина корми (або, як кажуть у флоті, з діаметральною площиною судна).
Про те, хто саме винайшов компас з картушкою, що обертається, історія також відповіді не дає. Правда, існує поширена версія, що в 1302 італієць Флавіо Джойя (за іншими джерелами, Жіойя) зміцнив на магнітній стрілці картушку, розділену на 32 румба, а стрілку помістив на вістря шпильки. Вдячні земляки навіть поставили Джойє бронзову пам'ятку на його батьківщині – у місті Амальфі. Але якщо комусь дійсно варто було б поставити пам'ятник, то це нашому співвітчизнику Петру Перегріну. У його творі "Послання про магніти", датованому 1269 роком і присвяченому опису властивостей магніту, містяться достовірні відомості про вдосконалення ним компаса. Компас цей картопля не мав. На вертикальній шпильці була укріплена магнітна стрілка, а азимутальний круг на верхній частині казанка був розділений на чотири частини, кожна з яких мала розбивку в градусах від 0 до 90. предмети і світила, що знаходяться невисоко над горизонтом. Візир цей був дуже схожий на сучасний пеленгатор, який досі справно служить флоту.
Пройшло приблизно півтора століття, перш ніж після Перегріна з'явився новий винахід, що дозволило ще більше полегшити роботу з компасом.
Море дуже рідко буває спокійним, і будь-яке судно відчуває хитавицю, а вона, природно, негативно впливає на роботу компаса. Іноді хвилювання моря буває настільки сильним, що взагалі виводить компас із ладу. Тому виникла необхідність у пристосуванні, яке дозволило б котелку компаса залишатися спокійним за будь-якої хитавиці.
Як і більшість геніальних винаходів, нова підвіска компаса була простою. Котел компаса, трохи обтяжений знизу, підвішувався на двох горизонтальних півосях, що спираються на кільце. Це кільце, своєю чергою, кріпилося на двох горизонтальних півосях, перпендикулярних першим, і підвішувалося всередині другого кільця, нерухомо скріпленого з судном. Таким чином, як би круто і часто не нахилялося судно, причому в будь-який бік, картопля залишалася завжди горизонтальною. На ім'я італійського математика Д. Кардано, який запропонував цей чудовий пристрій, підвіс назвали кардановим.
Португальці ж запропонували ділити картопля компаса на 32 румби. Вони залишилися на картках морських компасів до нашого часу. Кожен отримав свою назву, і ще порівняно недавно, років п'ятдесят тому, можна було застати десь у кубрику матроса, який зубрив компас з тінями: «Норд Норд тінь Ост, Норд Норд Ост, Норд Ост тінь Ост, Норд Ост, Норд Ост тінь Зюйд» і таке інше. Тінь у разі російською означає: убік. Зараз же, хоча всі 32 румби залишилися на багатьох сучасних компасах, на них додалися і поділки в градусах (а іноді й у частках градуса). І в наш час, повідомляючи курс, який треба тримати рульовому, вважають за краще говорити, наприклад: «Курс 327 °!» (замість колишнього «Норд Вест тінь Норд», що, по суті, те саме - різниця в 1/4° округляється).
З того часу, як у XIX столітті магнітний компас знайшов свою сучасну конструкцію, він удосконалився дуже незначно. Проте далеко вперед просунулося уявлення про земний магнетизм і про магнетизм взагалі. Це зумовило низку нових відкриттів та винаходів, які якщо власне компаса і не стосуються, то навігації мають пряме відношення.
Чим складнішими були завдання, які лягали на військові та торгові (комерційні) флоти, тим більші вимоги до свідчень компасів пред'являли моряки. Точніше стали спостереження, і раптом абсолютно несподівано для себе моряки помітили, що їхній головний помічник, компас, якому вони безмежно довірялися стільки століть, дуже рідко дає правильні свідчення. Будь-який магнітний компас на два-три градуси, а іноді й набагато більше, м'яко кажучи, прибріхує. Помітили, що в різних місцяхЗемлі помилки компаса не однакові, що з роками в одних точках вони збільшуються, в інших - зменшуються, і чим ближче до полюса, тим більше ці помилки.
Але на початку XIX століття на допомогу морякам прийшла наука і до його середини впоралася з цим лихом. Німецький вчений Карл Гаус створив загальну теорію земного магнетизму. Було зроблено сотні тисяч точних вимірювань, і тепер на всіх навігаційних картах відхилення стрілки компаса від справжнього меридіана (так зване відмінювання) вказано прямо на карті з точністю до чверті градуса. Тут же вказується, до якого року наведено відмінювання, знак та величину його річної зміни.
Роботи штурманам побільшало - тепер стало потрібно обчислювати поправку на зміну відмінювання. Це було справедливим лише середніх широт. У високих широтах, тобто областях від 70° північної і південної широт до полюсів, магнітному компасу взагалі було вірити не можна. Річ у тім, що у цих широтах дуже великі аномалії магнітного відмінювання, оскільки позначається близькість магнітних полюсів, які збігаються з географічними. Магнітна стрілка прагне тут зайняти вертикальне положення. У цьому випадку й наука не допомагає, і компас бреше без зазріння совісті, а часом починає й зовсім міняти свої свідчення. Недарма, збираючись до Північного полюса літаками (1925), знаменитий Амундсен не наважився довіритися магнітному компасу і придумав спеціальний прилад, який назвали сонячним покажчиком курсу. У ньому точний годинник повертав маленьке дзеркальце за сонцем, і, поки літак летів над хмарами, не відхиляючись від курсу, «зайчик» не змінював своєї позиції.
Але на цьому пригоди магнітного компасу не скінчилися. Суднобудування швидко розвивалося. На початку XIX століття з'явилися пароплави, а за ними і металеві судна. Залізні кораблі швидко почали витісняти дерев'яні, і раптом... Один за одним за загадкових обставин потонуло кілька великих пароплавів. Розбираючи обставини аварії одного з них, на якому загинуло близько 300 осіб, фахівці встановили, що причиною аварії були помилкові свідчення магнітних компасів.
В Англії зібралися вчені та мореплавці, щоб розібратися, що тут відбувається. І дійшли висновку, що корабельне залізо настільки сильно впливає компас, що помилки у його показаннях просто неминучі. Доктор богослов'я Скорсбі, який був колись відомим капітаном, показав на досвіді присутнім вплив заліза на стрілку магнітного компаса і зробив висновок: чим більша маса заліза, тим більше вона відхиляє стрілку компаса від меридіана. «Ми, - сказав Скорсбі, - плаваємо по-старому, як на дерев'яних суднах, тобто без урахування впливу корабельного заліза на компас. Боюся, що ніколи не вдасться досягти на сталевому судні правильних свідчень компаса...» Відхилення стрілки магнітного компасу під впливом суднового заліза назвали девіацією.
Противники залізного суднобудування підбадьорилися. Але й цього разу наука прийшла на допомогу магнітному компасу. Вчені знайшли спосіб звести це відхилення до мінімуму, розмістивши поруч із магнітним компасом спеціальні магніти-знищувачі. Пальма першості у цьому, безумовно, належить капітану Метью Фліндерсу, на ім'я якого і названо першого знищувача – фліндерсбар. Їх почали розміщувати в нактоузах поряд з котелком компаса.
Раніше нактоузом називали дерев'яну скриньку, в яку на ніч разом із ліхтарем ставили компас. Англійські моряки його так і називали: нічний будиночок - найт хаус. У наш час нактоуз - дерев'яна чотири-або шестигранна шафка, на якій встановлюють казанок компаса. Ліворуч і праворуч від нього на нактоузі знаходяться масивні залізні кулі розміром з маленьку диньку. Їх можна пересувати та закріплювати ближче та подалі від компасу. Усередині шафки захований цілий набір магнітів, які теж можна пересувати та закріплювати. Зміна взаємного розташування цих куль та магнітів майже повністю знищує девіацію.
Зараз перед виходом у рейс, коли вантаж вже занурений та закріплений, на судно піднімається девіатор і у спеціально відведеному районі моря на ходу півтори години здійснює знищення девіації. За його командами судно рухається різними курсами, а девіатор переміщає кулі та магніти, зменшуючи вплив суднового заліза на показання компаса. Ідучи з борту, він залишає маленьку таблицю залишкової девіації, яку штурманам доводиться враховувати щоразу, коли корабель змінює курс, як виправлення девіацію. Згадаймо роман Жюля Верна «П'ятнадцятирічний капітан», де негідник Негоро підклав під нактоуз компаса сокиру, різко змінивши його свідчення. В результаті судно замість Америки припливло до Африки.
Необхідність періодично знищувати та визначати залишкову девіацію змусила замислюватися над проблемою створення немагнітного компасу. На початку XX століття було добре вивчено властивості гіроскопа, і цій основі сконструйовано гіроскопічний компас. Принцип дії гірокомпаса, створеного німецьким ученим Аншютцем, полягає в тому, що вісь вовчка, що швидко обертається, зберігає незмінним своє положення в просторі і може бути встановлена по лінії північ - південь. Сучасні гірокомпаси поміщені в герметично запаяну сферу (гідросферу), яка, у свою чергу, поміщена у зовнішній корпус. Гідросфера плаває у зваженому стані рідини. Положення її регулюється за допомогою котушки електромагнітного дуття. Електромотор доводить швидкість обертання гіроскопів до 20 тисяч обертів за хвилину.
Для забезпечення комфортних умов роботи гірокомпас (основний прилад) поміщають у самому спокійному місцікорабля (ближче до центру тяжкості). За допомогою електрокабелів показання гірокомпаса передаються на репітери, розташовані на крилах містка, центральному посту, штурманській рубці та інших приміщеннях, де це необхідно.
У наші дні промисловість випускає різні типицих приладів. Користування ними не становить особливих труднощів. Поправки до їхніх показань зазвичай інструментальні. Вони малі та постійні. Але самі прилади складні та вимагають для свого обслуговування кваліфікованих спеціалістів. Є й інші проблеми в експлуатації. Гірокомпас необхідно включати заздалегідь, до виходу в море, щоб він встиг, як кажуть моряки, "прийти в меридіан". Що й казати, гірокомпас забезпечує незрівнянно більш високу точність курсовказівки та стійкість роботи у високих широтах, але авторитет магнітного компасу від цього анітрохи не знизився. Бойові дії флоту в роки Великої Вітчизняної війни показали, що на кораблях він, як і раніше, необхідний. У липні 1943 року в ході бойової операції гірокомпас на есмінці «кмітливий» вийшов з ладу. Штурман перейшов на магнітний компас і вночі, за штормової погоди, поза видимістю берегів, пройшовши близько 180 миль (333 кілометри), вийшов до бази з нев'язкою 55 кабельтових (10,2 кілометрів). Лідер есмінців «Харків», який брав участь у тій же операції, в тих же умовах, але зі справним гірокомпасом мав нев'язку 35 кабельтових (6,5 кілометрів). У серпні того ж року через пожежу на борту вийшов з ладу гірокомпас на канонерському човні"Червоний Аджаристан". Штурман корабля під час бойових дій успішно вів точну прокладку, користуючись лише магнітними компасами.
Ось чому і сьогодні навіть на найсучасніших кораблях, обладнаних навігаційними комплексами, радіотехнічними та космічними системами, що мають у своєму складі кілька курсовказівників, які не залежать ні від девіації, ні від відмінювання, обов'язково є магнітний компас.
Але як би точно ми вимірювали курс, графічно прокласти його можна тільки на карті. Карта являє собою площинну модель земної кулі. Моряки використовують лише спеціально виготовлені, звані навігаційні карти, відстані у яких вимірюються за милях. Щоб зрозуміти, як створювалися такі карти, доведеться заглянути в XV століття, у ті далекі часи, коли люди тільки-но навчилися наносити сушу і море на них і плавати, користуючись ними. Були, звісно, карти і раніше. Але вони були схожі на невмілі малюнки, зроблені на вічко, по пам'яті. З'явилися і карти, засновані на наукових уявленнях свого часу, які досить точно зображували відомі мореплавцям береги та моря. Звичайно, і в цих картах було багато помилок, і будувалися вони не так, як будуються карти в наш час, але все ж таки вони були підмогою для моряків, що пускалися в плавання морями та океанами.
Це був час, повний протиріч. З одного боку, «бувалі люди» присягали запевняли, що зустрічали в океані жахливих чудовиськ, величезних морських змій, прекрасних сирен та інші дива, а з іншого - одне за одним відбувалися великі географічні відкриття. З одного боку, свята інквізиція душила будь-яку живу думку, а з іншого - багато освічені люди вже знали про кулясту форму Землі, сперечалися про те, який розмір земної кулі, мали уявлення про широту і довготу. Більше того, відомо, що того самого 1492 року, коли Христофор Колумб відкрив Америку, німецький географ і мандрівник Мартін Бехайм уже побудував глобус. Звичайно, він був зовсім не такий, як сучасні глобуси. На глобусі Бехайма і пізніших, досконаліших моделях Землі білих плям було більше, ніж точно показаних континентів, багато землі та береги зображувалися за розповідями «бувалих людей», яким було небезпечно вірити на слово. Деякі материки на перших глобусах взагалі були відсутні. Але головне вже було - по великому колу, перпендикулярному до осі обертання, оперізував модель Землі екватор, що по-латині означає зрівнювач.
Площина, в якій він лежить, ніби розділяє земну кулю навпіл і зрівнює її половини. Окружність екватора від точки, прийнятої за нуль, розділили на 360 ° довготи - по 180 ° на схід та захід. На південь і північ від екватора на глобусі до полюсів завдали малі кола, паралельні екватору. Їх так і назвали - паралелі, а екватор став початком відліку географічної широти. Дуги меридіанів, перпендикулярні екватору, у Північній та Південній півкулях під кутом один до одного зійшлися на полюсах. Меридіан латиною означає «полуденний». Ця назва, звичайно, не випадкова, вона показує, що на всій лінії меридіана, від полюса до полюса, опівдні (втім, як і будь-якої іншої миті) настає одночасно. Від екватора на північ і південь дуги меридіанів розбили на градуси - від 0 до 90, назвавши відповідно градусами північної та південної широти.
Тепер, щоб знайти крапку на карті чи глобусі, достатньо було вказати її широту та довготу в градусах.
Географічна координатна сітка була нарешті збудована.
Але одна річ - знайти точку на карті і зовсім інше - відшукати її у відкритому морі. Недосконалі карти, магнітний компас і примітивний кутомірний інструмент для визначення вертикальних кутів - ось і все, що мав моряк, вирушаючи в дальнє плавання. З арсеналом навіть таких навігаційних приладів прийти до пункту, який знаходиться в межах видимості чи навіть за горизонтом, - справа нескладна. Якщо, звісно, вершини далеких гір, розташованих біля цього пункту, було видно над горизонтом. Але варто було морякові відійти в море подалі, як береги пропадали з поля зору і з усіх боків судно обступали однакові хвилі. Навіть якщо мореплавець знав точний напрямок, який повинен привести його до мети, то й тоді важко було розраховувати на успіх, тому що примхливі вітри та невивчені течії завжди зносять судно з наміченого курсу. Це відхилення від курсу моряків називають дрейфом.
Але й за відсутності дрейфу вибрати потрібний напрямок, користуючись звичайною картою, і провести судно практично неможливо. І ось чому. Припустимо, що, озброївшись звичайною картою та компасом, ми задумали плавання поза видимістю берегів з точки А до точки Б. З'єднаємо ці точки прямою. Допустимо тепер, що ця пряма в точці А ляже точно за курсом 45 °. Іншими словами, лінія АБ в точці А буде розташована під кутом 45 ° до площини меридіана, що проходить через точку А. Напрямок це неважко утримати компасом. І ми прийшли б у точку Б, але за однієї умови: якби меридіани були паралельні і наша лінія курсу і в точці Б відповідала напрямку 45 °, як і в точці А. Але в тому й річ, що меридіани не паралельні, а поступово сходяться під кутом один до одного. Значить, і курс у точці Б буде не 45 °, а трохи менше. Таким чином, щоб прийти з точки А до точки Б, нам довелося б весь час повертати праворуч.
Якщо ж, вийшовши з точки А, ми постійно триматимемо курс по нашій карті 45°, то точка Б залишиться праворуч від нас, ми, продовжуючи йти цим курсом, перетнемо всі меридіани під одним і тим же кутом і по складній спіралі наблизимося в кінці кінців до полюса.
Спіраль ця називається локсодромія. По-грецьки це означає «косий шлях». Завжди можна підібрати таку локсодромію, яка приведе нас до будь-якої точки. 14, користуючись звичайною картою, довелося б зробити багато складних обчислень та побудов. Ось це моряків і не влаштовувало. Не одне десятиліття вони чекали таку карту, за якою зручно прокладатиме будь-які курси і плаватиме по будь-яких морях.
І ось в 1589 відомий математик і картограф фламандець Герард Мер-катор придумав карту, яка нарешті задовольнила моряків і виявилася настільки вдалою, що досі нічого кращого ніхто не запропонував. Моряки всього світу і сьогодні користуються цією карткою. Вона так і називається: меркаторська карта, або карта рівнокутної циліндричної проекції меркаторской.
Підстави, закладені на побудову цієї карти, геніально прості. Неможливо, звичайно, відновити перебіг міркувань Г. Меркатора, але припустимо, що міркував він так.
Припустимо, що всі меридіани на глобусі (який досить точно передає взаємне розташування океанів, морів і суші на Землі) зроблені з дроту, а паралелі - з пружних ниток, які легко розтягуються (на той час гуми ще не знали). Розігнемо меридіани так, щоб вони з дуг перетворилися на паралельні прямі, прикріплені до екватора. Поверхня глобуса перетвориться на циліндр з прямих меридіанів, перетнутих паралелями, що розтягнулися. Розріжемо цей циліндр по одному з меридіанів і розстелимо на площині. Вийде географічна сітка, але меридіани на цій сітці не сходитимуться, як на глобусі, у точках полюсів. Прямими паралельними лініями вони будуть йти вгору і вниз від екватора, а паралелі - перетинати їх скрізь під тим самим прямим кутом.
Круглий острівець у екватора як був на глобусі круглим, так і на цій карті залишиться круглим, у середніх широтах такий самий острівець значно розтягнеться по широті, а в районі полюса він взагалі виглядатиме як довга пряма смуга. Взаємне розташування суші, моря, конфігурація материків, морів, океанів на такій карті зміняться до невпізнання. Адже меридіани залишилися такими, якими й були, а паралелі розтяглися.
Плавати, керуючись такою картою, звичайно, було неможливо, але це виявилося виправним - треба було тільки збільшувати відстань між паралелями. Але, звичайно, не просто збільшити, а в точній відповідності до того, на скільки розтягнулися паралелі при переході на картку. На карті, побудованій за допомогою такої сітки, круглий острівець і біля екватора, і в будь-якій іншій ділянці карти залишався круглим. Ось тільки чим ближче було до полюса, тим більше місця займав він на карті. Іншими словами, масштаб на такій карті від екватора до полюсів збільшувався, проте обриси об'єктів, нанесених на карту, виходили майже без змін.
А як же врахувати зміну масштабу до полюсів? Звісно, можна кожної широти вирахувати масштаб окремо. Тільки дуже клопіткою справою буде таке плавання, в якому після кожного пересування на північ чи південь доведеться робити досить складні розрахунки. Але виявляється, що на картці меркаторской таких розрахунків робити не доводиться. Карта поміщена в рамку, на вертикальних сторонах якої нанесені градуси та хвилини меридіана. У екватора вони коротші, а чим ближче до полюса, тим довші. Користуються рамкою так: відстань, яку потрібно виміряти, знімають циркулем, підносять до тієї частини рамки, яка знаходиться на широті відрізка, що вимірюється, і дивляться, скільки хвилин в ньому вклалися. Оскільки хвилина і градус на такій карті змінюються за величиною залежно від широти, а насправді залишаються завжди однаковими, саме вони і стали підставою для вибору лінійних заходів, якими моряки вимірювали свій шлях.
У Франції був свій захід - льє, що дорівнює 1/20 градуса меридіана, що становить 5537 метрів. Англійці вимірювали свої морські дороги лігами, які теж є дрібною частиною градуса і за величиною становлять 4828 метрів. Але поступово моряки всього світу зійшлися на тому, що найзручніше користуватися для вимірювання відстаней на морі величиною дуги, що відповідає одній кутовій хвилині меридіана. Так і вимірюють моряки свої шляхи і відстані саме хвилинами дуги меридіана. А щоб надати цій мірі назву, схожу на назви інших шляхових заходів, назвали хвилину меридіана милішою. Її довжина складає 1852 метри.
Слово «миля» неросійське, тож заглянемо у «Словник іноземних слів». Там написано, що це слово англійське. Потім повідомляється, що милі бувають різні: географічна миля (7420 м), сухопутні милі різні за величиною у різних державах, нарешті, морська миля – 1852,3 метра.
Все правильно сказано про милю, крім англійського походження слова; насправді воно латинське. У стародавніх книгах миля зустрічалася досить часто і означала тисячу подвійних кроків. З Риму, а не з Англії, вперше прийшло до нас це слово. Так що у словнику помилка Але цю помилку можна зрозуміти і пробачити, оскільки укладач словникової статті мав, звичайно, на увазі міжнародну морську, або, як англійці її називають, адміралтейську, милю. У петровські часи вона прийшла саме з Англії. У нас її так і називали – англійська миля. Іноді і сьогодні її називають так само.
Користуватися милею дуже зручно. Тому моряки і не збираються поки що заміняти милю якимось іншим заходом.
Проклавши свій шлях на меркаторській карті лінійкою, розрахувавши і запам'ятавши, якого курсу при цьому слід дотримуватися, моряк сміливо може пускатися в плавання, не замислюючись над тим, що його шлях, прямий як стріла, на карті зовсім не пряма лінія, а саме та сама крива, про яку йшлося трохи раніше, - локсодромія.
Це, звичайно, не найкоротший шлях між двома точками. Але якщо ці точки лежать не дуже далеко одна від одної, то моряки не засмучуються і миряться з тим, що спалять зайве пальне і витрачають зайвий час на перехід. Зате на цій карті локсодромія виглядає прямою, яку нічого не варто збудувати, і можна бути впевненим, що приведе вона саме туди, куди потрібно. А якщо має бути велике плавання, таке, наприклад, як перехід через океан, при якому додаткові витрати на кривизну шляху виллються у значну суму та час? І тут моряки навчилися будувати на меркаторской карті іншу криву - ортодромію, що означає грецькою «прямий шлях». Ортодромія на карті збігається з так званою дугою великого кола, яка є на морі найкоротшою відстанню між двома точками.
Погано укладаються у свідомості ці два поняття: найкоротша відстань і дуга, що стоять поряд. З цим тим важче примиритися, якщо дивитися на картку меркатора: ортодромія виглядає значно довше, ніж локсодромія. Якщо на меркаторской карті обидві ці криві прокласти між двома точками, ортодромія вигнуте, як цибуля, а локсодромія витягнеться, як тятива, що стягує його кінці. Але не треба забувати, що плавають кораблі не по плоскій карті, а по поверхні кулі. А на поверхні кулі відрізок дуги великого кола якраз і буде найкоротшою відстанню.
З одиницею виміру відстаней у морі - милі - тісно пов'язана одиниця швидкості, прийнята в мореплаванні, - вузол, про що ми розповімо далі.
Якщо на лінії курсу, прокладеної на карті, періодично відкладати відстані, пройдені кораблем, то судновод завжди буде знати, де знаходиться його корабель, тобто координати свого місця в морі. Такий метод визначення координат називається численним шляхом і широко застосовується у навігаційній прокладці. Але необхідною умовою для цього є вміння визначати швидкість корабля та вимірювати час, тільки тоді можна розрахувати пройдену відстань.
Вказівники швидкості корабля. 2. Скляночки. 2. Лаг ручний. 3. Лаг механічний
Вище ми вже говорили, що на кораблях парусного флоту для вимірювання часу застосовувався пісочний годинник, розрахований на півгодини (склянки), одну годину і на чотири години (вахта). Але був на кораблях і ще один пісочний годинник - скляночки. Всього на півхвилини було розраховано цей годинник, а в окремих випадках навіть на п'ятнадцять секунд. Можна тільки дивуватися мистецтву склодувів, що примудрялися виготовити такі точні на той час прилади. Яким малим був цей годинник, як не коротеньким був проміжок часу, який вони відміряли, послуга, яку надавали свого часу цей годинник морякам, неоціненна, і їх, так само як і склянки, згадують щоразу, коли говорять про визначення швидкості корабля , а також при вимірі пройденого шляху.
Проблема визначення пройденого та майбутнього шляху завжди стояла і стоїть перед моряками.
Перші способи виміру швидкості були чи не найпримітивнішими з навігаційних визначення: просто з носа корабля кидали за борт шматочок дерева, кори, пташине перо або інший плаваючий предмет і одночасно помічали час. Ідучи вздовж борту з носа на корму корабля, не випускали з очей предмет, що плив, і, коли він проходив зріз корми, знову помічали час. Знаючи довжину корабля і час, протягом якого предмет проходив її, розраховували швидкість ходу. А знаючи загальний час у дорозі, складали приблизне уявлення і про пройдену відстань.
на вітрильних судахпри дуже слабких вітрах цим давнім способом визначають швидкість судна і сьогодні. Але вже XVI столітті з'явився перший лаг. З товстої дошки робили сектор градусів 65-70, радіусом близько 60-70 сантиметрів. По дузі, що обмежує сектор, зміцнювали, як правило, свинцевий вантаж у вигляді смуги, розрахований таким чином, що сектор, кинутий у воду, занурювався на дві третини стіймя і над водою залишався невеликий куточок. До вершини цього куточка кріпили тонкий міцний трос, який називали лаглінь. У секторі, набли-зителію в геометричному центрі зануреної частини, свердлили конічний отвір 1,5-2 сантиметри діаметром і до нього щільно підганяли дерев'яну пробку, до якої міцно прив'язували лаглінь сантиметрах у восьми - десяти від прикріпленого до кута лага кінця. Ця пробка досить міцно трималася в отворі зануреного лага, але різким ривком її можна було висмикнути.
Навіщо так складно кріпили лаглинь до сектора лага? Справа в тому, що плоске тіло, що рухається в рідкому середовищі, розташовується перпендикулярно до напрямку руху, якщо сила, що рушить це тіло, прикладена до його центру парусності (аналогічно повітряному змію). Варто, однак, перенести точку докладання сил до краю цього тіла або до його кута, і воно, як прапор, розташується паралельно до напрямку руху.
Так і лаг, коли кидають за борт судна, що рухається, тримається перпендикулярно напрямку ходу його, так як лаглинь прикріплений до пробки, що стоїть в центрі парусності площини сектора. При русі судна сектор відчуває великий опір води. Але варто різко смикнути лаглінь, як пробка вискакує з гнізда, точка застосування сили переноситься на кут сектора, і він починає планувати, ковзати по поверхні води. Опір він майже не відчуває, і в такому вигляді витягнути сектор з води було неважко.
У лаглінь на відстані приблизно 15 метрів один від одного (точніше, 14,4 м) впліталися короткі шкертики (тонкі кінчики), на яких були зав'язані один, два, три, чотири тощо вузликів. Іноді відрізки між двома сусідніми шкеріками теж називали вузлами. Лаглінь разом із шкертиками намотувався на невелику хуртовину (типу котушки), яку зручно було тримати в руках.
Двоє матросів ставали на корми корабля. Один із них кидав сектор лага за борт і тримав у руках хуртовину. Лаг, впавши у воду, упирався і змотував лаглінь з юшки слідом за кораблем. Матрос же, піднявши над головою хуртовину, уважно стежив за лаглінем, що змотується з хирці, і, як тільки перший шкертик підходив близько до краю кормового зрізу, кричав: «Товсь!» (Це означає «Готуйся!»). І майже слідом за цим: «Вертай!» («Перевертай!»).
Другий матрос тримав у руках скляночки, розраховані на 30 секунд, але першій команді перевертав їх і, коли весь пісок пересипався в нижній резервуар, кричав: «Стоп!»
Перший матрос різко смикав лаглінь, дерев'яний корок вискакував з отвору, сектор лага лягав плазом на воду і переставав змотувати лаглінь.
Помітивши, скільки шкертиків-вузликів пішло за борт при змотуванні лаглини, матрос визначав швидкість ходу корабля за милі на годину. Зробити це було зовсім неважко: шкертики впліталися в лаглінь на відстані 1/120 милі, а годинник показував 30 секунд, тобто 1/120 години. Отже, скільки вузлів лаглиня змоталося з юшки за півхвилини, стільки миль корабель пройшов за годину. Звідси й пішов вислів: «Судно йде зі швидкістю стільки вузлів» або «Корабель робить стільки вузлів». Таким чином, вузол на морі - не лінійний шляховий захід, а міра швидкості. Це потрібно твердо засвоїти, тому що, говорячи про швидкість, ми так звикли додавати «за годину», що, буває, і читаємо в найавторитетніших виданнях «вузлів за годину». Це, звичайно, неправильно, бо вузол - це і є миля/година.
Зараз ручною лагою вже ніхто не користується. Ще М.В. Ломоносов у своїй роботі «Про більшу точність морського шляху»запропонував механічний лаг. Описаний М.В. Ломоносовий лаг складався з вертушки, схожої на велику сигару, вздовж якої були розташовані під кутом до осі крила-лопаті, як на роторі сучасної гідротурбіни. Вертушку, прив'язану до лаглини, зробленої із троса, який майже не скручувався, М.В. Ломоносов пропонував опускати за корму судна, що йде. Вона, природно, оберталася тим швидше, чим швидше був перебіг цього судна. Передній кінець лаглиня пропонувалося прив'язувати до валу механічного лічильника, який мав кріпитися на кормі судна та відраховувати пройдені милі.
Ломоносов запропонував, описав, але не встиг побудувати та випробувати свій механічний лаг. Вже після нього з'явилося кілька винахідників механічного лага: Вокер, Месон, Клінток та інші. Їхні лаги дещо відрізняються один від одного, але принцип їхньої роботи той же, який був запропонований М.В. Ломоносовим.
Ще зовсім недавно, тільки-но судно чи корабель виходили в море, штурман із матросом виносили на верхню палубу вертушку лага, лаглінь та лічильник, який зазвичай називали машинкою. Вертушку з лаглиною броєтлі за борт, а машинку кріпили на планшир кормового зрізу, і штурман списував у навігаційний журнал свідчення, які значилися на її циферблаті на момент початку роботи. Будь-якої миті, глянувши на циферблат такого лага, можна було досить точно дізнатися про шлях, пройдений кораблем. Є лаги, які одночасно показують швидкість у вузлах.
В наш час на багатьох кораблях встановлені досконаліші та точніші лаги. Їх дія заснована на властивості води і будь-якої іншої рідини чинити тиск на предмет, що рухається в ній, що збільшується в міру збільшення швидкості руху цього предмета. Не дуже складне електронний пристрійвеличину цього тиску (динамічного напору води) передає в прилад, встановлений на містку або на командному штурманському пункті корабля, попередньо, звичайно, перетворивши цю величину в милі і вузли.
Це звані гидродинамические лаги. Є й досконаліші лаги визначення швидкості судна щодо морського дна, тобто абсолютної швидкості. Такий лаг працює за принципом гідролокаційної станції та називається гідроакустичним.
На закінчення скажемо, що слово лаг походить від голландського log, що означає відстань.
Отже, отримавши у своє розпорядження компас, навігаційну карту та одиниці виміру відстані та швидкості – милю та вузол, штурман може спокійно вести навігаційну прокладку, періодично відзначаючи на карті відстані, пройдені кораблем. Але наявність координат свого місця в морі анітрохи не відкидає обсервованих, тобто визначених інструментальним способом за небесними світилами, радіомаяками або по берегових орієнтирах, нанесених на карту, а, навпаки, обов'язково їх має на увазі. Різницю між координатами і обсервованими моряками називають нев'язкою. Чим менше нев'язка, тим майстерніший штурман. При плаванні у видимості берегів визначати обсервоване місце краще за маяками, які вдень добре видно, а вночі випромінюють світло.
Трохи знайдеться на світі інженерних споруд, про які складено стільки переказів та легенд, як про маяків. Вже в поемі «Одіссея» давньогрецького поета Гомера, що датується VIII-VII століттями до н.
Раптом на десяту добу з'явився нам
берег вітчизни.
Вив він близький; на ньому всі вогні
ми вже могли розрізнити.
Це, власне, перші згадки про використання моряками вогнів звичайних багать у навігаційних цілях при плаваннях поблизу берегів у нічний час.
З тих далеких часів минули століття, перш ніж маяки набули знайомого для всіх зовнішнього вигляду. висока вежа, увінчаний ліхтарем. А колись виконували функцію перших маяків смоляні бочки або жаровні з вугіллям палали прямо на землі. на високих жердинах. Згодом збільшення дальності видимості джерел світла вони встановлювалися на штучних спорудах, досягали часом грандіозних розмірів. Найбільш поважний вік мають маяки Середземного моря.
Одне із семи чудес стародавнього світу- Олександрійський, або Фароський, маяк заввишки 143 метри, споруджений із білого мармуру у 283 році до н.е. Будівництво цієї найвищої споруди давнини тривало 20 років. Величезний і масивний маяк, оточений сходами, що спірально йдуть, служив дороговказною зіркою для моряків, показуючи їм шлях вдень димом від спалюваної на його вершині нафти, а вночі - за допомогою вогню, як казали древні, «блискучого і незгаснішого», не згасаючого. Завдяки спеціальній системі відбиття світла дальність видимості вогню в ясну ніч сягала 20 миль. Маяк був побудований на острові Фарос біля входу в єгипетський порт Олександрії і служив одночасно спостережним пунктом, фортецею та метеостанцією.
Не меншою популярністю користувався в давнину і знаменитий Родосський Колос - гігантська бронзова постать Геліоса, бога Сонця, встановлена на острові Родос в Егейському морі в 280 році до н.е. Спорудження її тривало 12 років. Ця статуя, що теж вважалася одним із семи чудес світу, висотою 32 метри стояла в Родоській гавані і служила маяком до руйнування її землетрусом у 224 році до н. е.
Окрім названих маяків, у той період було відомо ще близько 20. Сьогодні з них уцілів лише один – маячна вежа біля іспанського портового міста Ла-Корунья. Можливо, що цей маяк споруджено ще фінікійцями. За своє довге життя він неодноразово поновлювався римлянами, але загалом зберіг свій первозданний вигляд.
Будівництво маяків розвивалося надзвичайно повільно, і на початку ХІХ століття усім морях і океанах земної кулі їх налічувалося трохи більше сотні. Це перш за все тим, що саме в тих місцях, де маяки були найбільше потрібні, їх спорудження виявлялося дуже дорогою і трудомісткою справою.
Джерела світла маяків безперервно вдосконалювалися. У XVII-XVIII століттях у ліхтарях маяків горіло одночасно кілька дюжин свічок масою по 2-3 фунти (близько 0,9-1,4 кг). У 1784 році з'явилися масляні лампи Арганда, в яких гніт отримував масло під постійним натиском, полум'я перестало коптити і стало яскравішим. На початку ХІХ століття на маяках стали встановлювати газове висвітлення. В кінці 1858 на Верхньофорлендському маяку (англійський берег Ла-Манша) з'явилася електрична освітлювальна апаратура.
У Росії перші маяки були побудовані в 1702 в гирлі Дону і в 1704 на Петропавлівської фортеціу Петербурзі. Будівництво найстарішого маяка на Балтиці - Толбухіна поблизу Кронштадта - розтягнулося майже на 100 років. Будівлю почали будувати за наказом Петра I. Зберігся його власноручний ескіз із зазначенням основних розмірів вежі та припискою: «Протче дасться на волю архітекторові». Споруда кам'яної будівлі вимагала значних коштів і великої кількості майстерних мулярів. Будівництво затягувалося, і цар наказав терміново збудувати тимчасову дерев'яну вежу. Його наказ було виповз юно, і в 1719 році на Котлінському маяку (назва походить від коси, на якій він був встановлений), спалахнуло світло. У 1736 році було зроблено ще одну спробу звести кам'яний будинок, але закінчити його вдалося лише в 1810 році. Проект розроблявся з участю талановитого російського архітектора. Захарова, автора будівлі Головного Адміралтейства в Петербурзі. З 1736 маяк носить ім'я полковника Федора Семеновича Толбухіна, який розгромив в 1705 шведський морський десант на Котлінській косі, а потім військового коменданта Кронштадта
Найдавніші маяки світу. 1, 2. Старовинні маяки з відкритим вогнем. 3. Фароський (Олександрійський) маяк. 4. Маяк Ла-Корунья
Круглу невисоку, кряжисту вежу Толбухіна маяка знають десятки поколінь російських моряків. На початку 70-х років ХХ століття маяк реконструювали. Берег довкола штучного острівця зміцнили залізобетонними плитами. На вежі зараз встановлено сучасну оптичну апаратуру, що дозволяє збільшити дальність видимості вогню, і перша в країні автоматична вітрова електростанція, що забезпечує його безперебійну дію.
У 1724 році в Фінській затоціпочав працювати маяк Керн (Кокшер) на острові того ж найменування. На початку ХІХ століття на Балтійському морі діяло 15 маяків. Це найстаріші маяки у Росії. Термін їхньої служби перевищує 260 і більше років, а маяк Кипу на острові Даго існує вже понад 445 років.
На деяких цих спорудах вперше впроваджувалась нова маячна техніка. Так, на Кері, якому у 1974 році виповнилося 250 років, у 1803 році був встановлений восьмигранний ліхтар із масляними лампами та мідними відбивачами -? перша у Росії світлооптична система. У 1858 році цей маяк обладнується (також першою в Росії) френелевою системою освітлення (на прізвище винахідника французького фізика Огюстена Жана Френеля). Ця система була оптичним пристроєм, що складався з двох плоских дзеркал (бізеркал), розташованих під малим (у кілька кутових хвилин) кутом один до одного.
Таким чином, Кері двічі став родоначальником різних систем освітлення: капітричної - дзеркальної системи, що відбиває, і діоптричної - системи, заснованої на заломленні світла при проходженні через окремі заломлюючі поверхні. Перехід на ці оптичні системи багато в чому покращив якісні характеристики маяка та підвищив ефективність забезпечення безпеки мореплавання.
Роль маяків виконували і відомі 34-мстрові Ростральні колони, споруджені в 1806 в ознаменування славних перемог Росії на морі. Вони вказували на розгалуження Неви на Велику та Малу Неву та були встановлені по обидва боки Стрілки Василівського острова.
Один із найстаріших маяків на Чорному морі - Тарханкутський з вежею заввишки 30 метрів. Він увійшов в експлуатацію 16 червня 1817 року. На одній із будівель маяка написано слова: «Маяки – святиня морів. Вони належать усім і недоторканні, як посли держав». Сьогодні його білий вогонь видно на 17 миль. Крім того, він обладнаний радіомаяком та звуковою сигналізацією.
У 1843 році на самому краю Карантинного молу Одеської затоки був поставлений брандвахтовий постбудинок з щоглою, на якій за допомогою лебідки піднімали два масляні ліхтарі. Таким чином цей рік слід вважати роком народження Воронцовського маяка. Проте справжній маяк на Карантинному молу було відкрито лише 1863 року. Це 30-футова (понад 9 м) чавунна вежа, увінчана спеціальним ліхтарем.
У 1867 році одеський маяк став першим у Росії та четвертим у світі, переведеним на електричне освітлення. Взагалі, перехід на нове джерело енергії відбувався вкрай повільно. У 1883 році з п'яти тисяч маяків земної кулі лише 14 були з електричними джерелами світла. Інші ж ще працювали на гасових, ацетиленових та газових світильниках та пальниках.
Після того, як рейдовий мовляв значно подовжили, у 1888 році було збудовано новий Воронцовський маяк, який простояв до 1941 року. Це була чавунна вежа заввишки 17 метрів. У дні оборони Одеси маяк довелося підірвати. Але саме його зображено на медалі «За оборону Одеси». Новий маяк, який ми бачимо сьогодні, побудований на початку 1954 року. Башта, що має циліндричну форму, стала набагато вищою - 30 метрів, не рахуючи 12-метрової основи. У маленькому будиночку, що на другому причалі, змонтовано дистанційне керування всіма механізмами. Сувора біла вежа, що стоїть на краю рейдового молу, зображена на марках і поштових листівках і стала одним із символів міста.
До 1917 року на всіх морях Росії було побудовано 163 світлові маяки. Найбільш слаборозвинену мережу маяків мали моря Далекого Сходу (загалом 24 при довжині узбереж у кілька тисяч кілометрів). На Охотському морі, наприклад, діяв лише один маяк - Єлизавета (на острові Сахалін), на Тихоокеанському узбережжі також, один - Петропавлівський на підході до порту Петропавловськ-Камчатський.
Під час війни значну частину маяків було зруйновано. З 69 маяків на Чорному та Азовському моряхвиявилися повністю знищеними 42, з 45 на Балтійському морі - 16. Усього ж було зруйновано та знищено 69 маячних веж, 12 радіомаяків, 20 звукосигнальних установок та понад сто світящих навігаційних знаків. Майже всі об'єкти засобів навігаційного обладнання, що збереглися, перебували в незадовільному стані. Тому після закінчення війни Гідрографічна служба ВМФ розпочала відновлювальні роботи. За даними на 1 січня 1987 року, на морях нашої країни діяло 527 світлових маяків, з них 174 – на морях Далекого Сходу, 83 – на Баренцевому та Білому морях, 30 – на узбережжі Північного Льодовитого океану та 240 – на інших морях.
На початку 1982 року вогні ще одного далекосхідного маяка - Дум східна - спалахнули на узбережжі Охотського моря. У пустельній місцевості між Охотськом та Магаданом на схилі сопки піднялася 34-метрова червона чавунна вежа.
У 1970 році закінчилося будівництво стаціонарного маяка в Талліннській затоці за 26 кілометрів на північний захід від порту Таллінн (Естонія).
Сучасні манки. 1. Маяк Піщаний (Каспійське море). 2. Маяк Чібуйій (острів Шумшу). 3. Маяк Передній Сіверс (Чорне море). 4. Маяк Пільтун (острів Сахалін). 5. Маяк Швентой (Балтійське море). 6. Маяк Талії
Маяк Таллін був першим у СРСР автоматичним маяком, всі системи якого отримують живлення від атомних ізотопів. Маяк встановлений на глибині 7,5-10,5 метра в районі банки Таллінмадал на гідротехнічній основі (кам'яна постіль діаметром 64 метри та залізобетонний конічний масив-гігант з діаметром основи 26 метрів). Конічна форма основи (45 °) значно знижує льодові навантаження на споруду. Маяк захищає банку та забезпечує підходи до порту. Залізобетонна монолітна циліндрична башта маяка висотою 24,4 метра закінчується заскленою круговою сталевою ліхтарною спорудою. Загальна висота маяка від рівня моря 31,2 метра, від дна – 41 метр. Башта облицьована чавунними тюбінгами, пофарбована в чорний (нижня уширена частина), помаранчевий (середня частина) та білий (верхня частина) кольори. Має вісім поверхів, у яких розміщені технічні та службові приміщення (ізотопна енергетична установка – на першому поверсі). Світлооптичний апарат забезпечує дальність дії білого вогню на 28 км. Таллінський маяк обладнаний радіомаяком дальністю дії 55 кілометрів, радіолокаційним маяком-відповідачем та апаратурою системи телеуправління всіма навігаційними засобами маяка. На висоті 24,2 метра встановлено важку бронзову меморіальну дошку, на якій відлито назви ескадронних міноносців, сторожових кораблів, підводних човнів та допоміжних суден - всього 72 корабля, що загинули під час Великої Вітчизняної війни в районі Таллінна.
Маяки, подібні до талінського, не потребують обслуговуючого персоналу. Тому зараз взято курс на будівництво саме таких маяків.
Серед маяків, побудованих та введених у дію за Останніми рокамиОсобливе місце належить автоматичному маяку Ірбенський. Він побудований у відкритому морі на гідротехнічній основі. Усі технічні засоби маяка працюють автоматично. Маяк обладнаний вертолітним майданчиком.
Значне місце у навігаційному устаткуванні, особливо останнім часом, стали займати імпульсні світлотехнічні засоби, з використанням яких відпадає потреба у складних оптичних системах. Світлотехнічні імпульсні системи, що мають величезну силу світла, особливо ефективні на високозасвічених фонах портів і міст.
Для попередження про небезпечні місця, розташовані на відстані від берега, або як приймальні при підході до портів використовуються плавучі маяки, що являють собою судна спеціальної конструкції, що стоять на якорях і мають маячне обладнання.
Щоб впевнено впізнати маяки вдень, їм надають різної архітектурної форми та забарвлення. Вночі ж і в умовах поганої видимості екіпажам кораблів допомагає те, що кожному з маяків присвоюються радіосвітлові та акустичні сигнали певного характеру, а також вогні різних кольорів – все це елементи коду, яким моряки визначають «ім'я» маяка.
На кожному кораблі або судні є довідник «Вогні і знаки», в якому містяться відомості про тип будівництва кожного маяка і його забарвлення, висоту його вежі, висоту вогню над рівнем моря, характер (постійний, проблисковий, що затьмарюється) і колір маячного вогню. Крім того, дані про всі засоби навігаційного обладнання морів внесені до відповідних лоцій та позначені на навігаційних картах біля місць їх розташування.
Дальність дії маяків, що світять, - 20-50 кілометрів, радіомаяків - 30-500 і більше, маяків з повітряними акустичними сигналами - від 5 до 15, з гідроакустичними сигналами - до 25 кілометрів. Акустичні повітряні сигнали нині подають на утофони - ревуни, а раніше на маяках гудів дзвін, попереджаючи про небезпечному місці- про мілини, рифи та інші навігаційні небезпеки.
Зараз важко уявити мореплавання без маяків. Погасити їхнє світло - все одно, що якимось чином прибрати зірки з небосхилу, що використовуються мореплавцями для визначення місця корабля астрономічним способом.
Вибором місць, встановленням, забезпеченням безперервної дії маяка займаються люди особливої спеціальності – гідрографи. У воєнний час їхня робота набуває особливого значення. Коли вранці 26 грудня 1941 року кораблі Чорноморського флоту та кораблі, що входили до складу Азовської флотилії та Керченської військово-морської бази, розпочали висадку десанту на північно-східне узбережжя Керченського півострова, успішним діям десанту сприяло добре організоване гідрографічне забезпечення. Напередодні висадки були обладнані створи з двох портативних буїв, що світять, поблизу берега на підходах до Феодосії, а також встановлені орієнтирні вогні, у тому числі і на скелі Ельчан-Кая.
Глухої вночі 26 грудня лейтенанти Дмитро Вижулл і Володимир Моспан потай висадилися з підводного човна Щ-203, на гумовій шлюпці дісталися обмерзлої стрімкої скелі, насилу піднялися з апаратурою на її вершину і встановили там ацетиленовий ліхтар. Цей вогонь надійно забезпечував підхід наших кораблів з десантом до берега, а також був хорошим орієнтиром для десантних суден, що підходили до Феодосії. Підводний човен, з якого висадилися сміливці, був змушений відійти від скелі і поринути через появу ворожого літака. У встановлений час до місця зустрічі з гідрографами човен не підійшов, а пошук їх, зроблений пізніше, закінчився невдачею. Імена лейтенантів Дмитра Герасимовича Вижулла та Володимира Юхимовича Моспана занесені на меморіальну дошку загиблих, встановлену в будівлі Гідрографічного відділу Чорноморського флоту, їх фотографії розміщені на стенді гідрографів, що загинули в роки Великої Вітчизняної війни, в Головному управлінні нав.
Під час героїчної оборони Севастополя Херсонеський маяк під безперервною бомбардуванням та артобстрілом продовжував діяти, забезпечуючи вхід та вихід кораблів.
У період третього штурму міста, 2 червня – 4 липня 1942 року, на Херсонес обрушилися атаки понад 60 ворожих бомбардувальників. Усі житлові та службові приміщення маяка були зруйновані, оптика розбита.
Начальник маяка, який віддав флоту понад 50 років свого життя, Андрій Ілліч Дудар, незважаючи на тяжке поранення, залишався на бойовому посту до кінця. Ось рядки з клопотання про присвоєння пасажирському теплоходу імені «Андрій Дудар»: «...нащадковий моряк Чорноморського флоту - його дід був учасником першої оборони Севастополя, батько 30 років служив доглядачем Херсонеського маяка. Народився Андрій Ілліч на маяку, служив матросом на ескадреному міноносці «Керч». По закінченню громадянської війнипрацював із відновлення флоту. Велику Вітчизняну війну розпочав на посаді начальника маяка...» Робота на маяку вимагає від людей особливого загартування. Життя маячників влаштованого не назвеш, особливо взимку. Народ цей здебільшогосуворий, нерозбещений.
У маячників напрочуд гостро відточено почуття обов'язку та відповідальності. Одного разу Олександр Блок писав матері з маленького порту Аберврак у Бретані: «Нещодавно на одному з маяків, що крутяться, помер сторож, не встигнувши приготувати машину до вечора. Тоді його дружина змусила дітей крутити машину руками усю ніч. За це їй надали орден Почесного легіону». Американський поет-романтик Г. Лонгфелло, автор чудового епосу про народного героя індіанців «Пісня про Гайавату», так писав про вічний зв'язок маяка з судном:
Як Прометей, прикутий до скелі, Тримаючи викрадене у Зевса світло, Зустрічаючи грудьми шторм у ревучій імлі, Він посилає морякам привіт: «Пливіть, величні судна!»
Океан змусив гідрографів створити цілу систему захисту від морських небезпек, яка вдосконалювалася разом із мореплаванням. Вона розвиватиметься і вдосконалюватиметься доти, доки існують океан і кораблі.
Таким чином, при плаванні поблизу берегів маяки, вершини гір, окремі помітні місця на узбережжі давно є орієнтирами для моряків. Визначивши за компасом напрями (пеленги) на два-три таких предмети, моряки отримують на карті точку - місце, в якому знаходиться їхній корабель. А як бути, якщо немає помітних місць чи берег зник за обрієм? Саме ця обставина довгий час була непереборною перешкодою для розвитку мореплавання. Навіть винахід компаса - адже він показує лише напрямок руху судна - не вирішив проблему.
Коли стало відомо, що можна визначити довготу за хронометром, а широту - за висотами світил, знадобився надійний кутомірний прилад для визначення висот.
Перш ніж з'явився і затвердив свою перевагу кутомірний прилад, що влаштовує моряків, секстант, чимало інших приладів, його попередників перебували на кораблях. Найпершим серед них, мабуть, була морська астролябія - бронзове кільце з поділами на градуси. Через центр проходила алідада (лінійка), обидві половини якої були зміщені щодо один одного. При цьому край однієї був продовженням протилежного краю іншої, щоб лінійка точніше проходила через центр. На алідаді було два отвори: велике - для пошуку світила, а мале - для його фіксування. Під час вимірів її тримали чи підвішували за кільце.
Кутомірні прилади та хронометр. 1. Астролябія. 2. Квадрант. 3. Хронометр. 4. Секстант
Такий інструмент годився лише для грубих спостережень: він вагався не тільки під час хитавиці та у вітряну погоду, а й від простого дотику рук. Проте найперші дальні плавання були здійснені саме з подібним приладом.
Згодом у вжиток увійшло астрономічне кільце. Кільце теж доводилося підвішувати, але під час вимірів не було потреби торкатися його руками. Крихітний сонячний кролик, проникаючи через отвір на внутрішню поверхню кільця, падав на шкалу з поділками. Але й астрономічне кільце було примітивним приладом.
Аж до XVIII століття навігаційним інструментом для вимірювання кутів служив палиця Якова, відомий також під назвами астрономічний промінь, стріла, золотий жезл, але найбільше як градшток. Він складався із двох рейок. На довгу рейку перпендикулярно їй було насаджено рухому поперечну. На довгій рейці нанесені поділки на градуси.
Для вимірювання висоти зірки спостерігач мав довгу рейку одним кінцем біля ока, а коротку пересував так, щоб вона одним своїм кінцем торкнулася зірки, а іншим – лінії горизонту. Одна й та сама коротка рейка не могла служити для вимірювання будь-яких висот зірок, тому до приладу їх додалося кілька. Незважаючи на свою недосконалість, градшток проіснував близько ста років, поки наприкінці XVII століття відомий англійський мореплавець Джон Девіс не запропонував свого квадранта. Він складався з двох секторів з дугою 65 і 25° з двома рухомими діоптрами і одним нерухомим у загальній вершині секторів. Спостерігач, дивлячись у вузький проріз очного діоптра, проектував нитку предметного діоптра на предмет, що візується. Після цього підсумовували відлік дуг обох секторів. Але й квадрант був далеким від досконалості. Стоячи на палубі, що розгойдується, поєднувати нитку, горизонт і сонячний зайчик було справою нелегкою. У спокійну погоду це вдавалося, але на хвилюванні висоти вимірювалися дуже грубо. Якщо сонце світило крізь імлу, його зображення на діоптрі розпливалося, а зірки зовсім невидимі.
Для вимірювання висот потрібен був прилад, який дозволяв би поєднати світило з лінією горизонту один раз і незалежно від руху корабля та положення спостерігача. Ідея пристрою такого приладу належить І. Ньютону (1699), але сконструйований він був Дж. Гадлеєм в Англії і Т. Годфреєм в Америці (1730-1731) незалежно один від одного. Цей морський кутомірний прилад мав шкалу (лімб), яка становила одне восьме коло, і тому було названо октан. У 1757 році капітан Кампелл удосконалив цей навігаційний інструмент, зробивши лімб в одне шосте коло, прилад отримав назву секстант. Їм можна вимірювати кути до 120 °. Секстан, як і його попередник октан, належить до численній групіінструментів, у яких використано принцип подвійного відображення. Повертаючи велике дзеркало приладу, можна надіслати відображення світила на мале дзеркало, поєднати край відбитого світила, наприклад сонця, з лінією горизонту і в цей момент взяти відлік.
Збігом часу секстан удосконалювався: було поставлено оптичну трубку, ввели ряд кольорових фільтрів для захисту ока від яскравого сонця під час спостережень. Але, незважаючи на появу цього досконалого кутомірного приладу і на те, що до середини XIX століття морехідна астрономія стала самостійною наукою, методи визначення координат були обмежені і незручні. Визначати широту і довготу будь-якої доби моряки не вміли, хоча вчені і запропонували низку громіздких і важких математичних формул. Ці формули практичного поширення не набули. Широту зазвичай визначали лише раз на добу - у справжній полудень; у разі формули спрощувалися, а самі розрахунки зводилися до мінімуму. Хронометр дозволяв визначити довготу в будь-який час, але при цьому треба було знати широту свого місця і висоту сонця. Лише в 1837 році англійський капітан Томас Сомнер завдяки щасливому випадку зробив відкриття, що зробило значний вплив на розвиток практичної астрономії, він розробив правила отримання лінії рівних висот, прокладання яких на карті меркаторської проекції давала можливість отримати обсервоване місце. Ці лінії були названі сомнеровими на честь капітана, що їх відкрив.
Маючи секстант, хронометр і компас, штурман може вести будь-який корабель, незалежно від того, є на ньому інші, навіть найсучасніші навігаційні електронні комплекси. З цими випробуваними часом приладами моряк вільний і незалежний від будь-яких мінливостей у відкритому морі. Штурман, що зневажливо ставиться до секстану, ризикує опинитися у скрутному становищі.
Вперед
Зміст
назад
До технічних засобів, службовцям визначення основних напрямів у морі, належать також магнітні компаси. У магнітних компасах використовують властивість намагніченої стрілки розташовуватись уздовж магнітних силових ліній магнітного поля Землі у напрямку північ-південь. На судні на магнітну стрілку, крім магнітного поля Землі, діють магнітні поля, створювані судновим залізом та електроустановками. Тому магнітна стрілка компаса, встановленого на судні, розташовуватиметься у так званому компасному меридіані.
Простота пристрою, автономність, постійна готовність до дії та малі розміри – переваги магнітного компасу порівняно з гіроскопічним.
Але показання магнітного компасу необхідно виправляти поправкою, величина і знак якої змінюються в залежності від курсу судна, розташування його на земної поверхніта інших причин. У високих широтах точність показань магнітного компаса зменшується, а районі магнітного і географічного полюсів Землі він взагалі перестає діяти.
Усі судна морського флоту постачаються морськими магнітними 127-міліметровими (5-дюймовими) компасами (рис. 131).
Основними частинами компасу є: казанок 1 з картушкою, нактоуз 2, пеленгатор 3 і девіаційний прилад 4.
Котелок(рис. 132) є латунний циліндричний резервуар, розділений на дві камери, які повідомляються між собою. У верхній камері 1 міститься картопля компаса, нижня 2 служить для компенсації зміни обсягу компасної рідини при коливаннях температури навколишнього повітря.
Як компасну рідину використовується розчин етилового спирту (43% за обсягом) в дистильованій воді, що замерзає при температурі -26°С. Для зменшення коливань казанка під час хитавиці до нижньої частини його корпусу прикріплена латунна чашка зі свинцевим вантажем 3.
Казанок забезпечений кардановим кільцем, яке дозволяє зберігати в горизонтальному положенні азимутальне кільце котелка.
Картушка(рис. 133)-головна частина компаса, що складається з системи магнітних стрілок 1, поплавця 2, агатової топки 3, гвинта для кріплення топки 4, шести кронштейнів 6, що підтримують слюдяний диск 5, на який наклеюється паперовий диск, розділений на румби і градуси .
Мал. 131.
Мал. 132.
Пеленгатор- спеціальний пристрій для визначення напрямків на видимі предмети та небесні тіла. Він складається з основи, предметної та очної мішеней та чашки для дефлектора.
Нактоузвиготовляється із силуміну. Основні частини нактоуза: корпус, верхня та нижня основи, амортизуючий підвіс, девіаційний прилад та захисний ковпак.
Мал. 133.
Девіаційний приладпоміщається всередині нактоуза і є латунною трубою з двома рухомими каретками для установки магнітів-знищувачів. Комплект магнітів для знищення напівкругової девіації надається у спеціальному дерев'яному футлярі.
Всі 127-міліметрові компаси, що випускаються, мають донне освітлення картки. У систему освітлення входять: умформер, блок живлення та патрон з лампочкою (у разі живлення від мережі постійного струму).
Система освітлення може працювати на змінному струмі, але в цьому випадку замість умформера в ланцюг живлення включається трансформатор, що знижує напругу струму до 6,12 або 24 ст.