Принцип работы магнитного компаса. Что такое магнитный компас? Картушка на магнитном компасе

1. Магнитные компасы

По назначению компасы подразделяются на главные, путевые и шлюпочные. По главному компасу назначается курс корабля, а также берутся отсчеты пеленгов на предметы для решения задач по безопасности кораблевождения. Путевым является тот компас, по которому рулевой удерживает корабль на заданном курсе. Шлюпочные компасы имеют меньшие размеры и используются на катерах и шлюпках при сообщении корабля, стоящего на рейде, с берегом, при проведении различных гидрографических работ с катеров и шлюпок и т. п.

На кораблях Военно-Морского Флота применяется морской магнитный 127-мм (5-дюймовый) компас. Его основными частями являются: котелок с картушкой и пеленгатором, нактоуз с амортизирующим подвесом для установки котелка и устройством для уничтожения девиации.

Котелок компаса (рис. 25) представляет собой латунный цилиндрический резервуар, разделенный перегородкой на две камеры. Обе камеры сообщаются между собой с помощью четырех отверстий, прикрытых снизу воронкой. Верхняя - основная камера - окрашивается в белый цвет и служит для размещения в ней главной части компаса - картушки. Сверху камера герметически закрывается стеклом на резиновой прокладке. Стекло с помощью шурупов прижимается к верхнему срезу котелка кольцом, имеющим деления от 0 до 360° через 1° (азимутальный круг). С двух противоположных сторон камеры вертикально внутри укреплены проволоч-,ки, называемые курсовыми чертами. Компас устанавливается так, чтобы его курсовые черты совпадали с диаметральной плоскостью корабля или были строго параллельны ей.

Камера котелка 127-мм компаса заполняется жидкостью - смесью этилового спирта (43 % по объему) с дистиллированной водой. Температура замерзания такой смеси -26 °C.

Рис. 25. Устройство котелка 127-мм магнитного компаса:

1 - перегородка, 2 - верхняя камера; 3 - нижняя камера; 4 - отверстие; 5 - воронка, 6 - картушка; 7 - стекло; 8 - азимутальное кольцо; 9 - курсовые черты; 10 - втулка; 11 - колонка; 12 - шпилька; 13 - топка картушки; 14 - диафрагма; 15 - конический стакан; 16 - пробка; 17 - чашка; 18 - цапфы; 19 - поплавок; SO - магнитные стрелки; 21, 23 - кронштейны; 22 - конус топки

Перегородка в центральной части имеет втулку. Во втулку ввинчивается латунная шпилька с иридиевым или стальным острием, на которое накладывается своей топкой картушка.

Нижняя - дополнительная камера - с помощью кольца на резиновой прокладке закрывается снизу диафрагмой, имеющей в центре конический стакан с ввинченной в него пробкой, через которую можно заменить шпильку и долить компасную жидкость. Нижняя камера заливается жидкостью до уровня нижнего выходного отверстия воронки. Она служит для компенсации изменения объема жидкости при колебаниях температуры окружающего воздуха.

Для увеличения устойчивости котелка вовремя качки к нижней части его корпуса шурупами прикреплена залитая свинцом латунная чашка, в центре которой имеется отверстие для доступа к пробке.

С внешней стороны, в верхней части котелка, прямофы, которыми котелок кладется в специальные гнезда кольца карданового подвеса, а кольцо своими цапфами, ось которых перпендикулярна оси цапф котелка, кладется в гнезда пружинного подвеса, укрепленного в верхней части нактоуза. Такое устройство смягчает динамические воздействия на компас и при качке позволяет котелку сохранять горизонтальное положение.

Картушка состоит из пустотелого поплавка и шести симметрично припаянных к нему магнитных стрелок, заключенных в латунные пенальчики. К поплавку на шести кронштейнах прикреплен ободок и слюдяной диск, на который наклеивается бумажный диск картушки, разделенный по круговой системе на 360° со счетом по часовой стрелке. Диск имеет также деление на главные и четвертные румбы с буквенным их обозначением. Нуль разбивки картушки N находится против северного конца магнитных стрелок. В центре поплавка впаян конус топки.

Топка представляет собой сапфировую или агатовую чашечку, которой картушка накладывается на острие шпильки.

Компасная жидкость обеспечивает картушке легкость и плавность вращения на шпильке, уменьшает трение при вращении, увеличивает устойчивость ее в меридиане во время качки.

Для определения направлений на объекты применяется специальное приспособление - пеленгатор, который устанавливается сверху на котелок компаса. Обыкновенный пеленгатор состоит из основания (латунного кольца с крестовиной) и смонтированных на нем предметной мишени, глазной мишени и чашки для установки дефлектора.

Глазная мишень снабжена зеркальной призмой, служащей для того, чтобы наблюдатель мог одновременно видеть пеленгуемый предмет и отсчет направления по картушке. На специальной колонке глазной мишени укреплены два откидных светофильтра.

Для определения направлений на небесные светила предметная мишень снабжена откидным черным зеркалом, укрепленным у ее основания впереди.

Нактоуз 127-мм компаса представляет собой шкапик из дереза или фигурную отливку из силумина. И в том и в другом случае нактоуз имеет дверцы для доступа к девиационному прибору. Нактоуз имеет пружинный подвес для амортизации котелка, девиационный прибор, а также защитный колпак или шаровой осветительный прибор (ШОП). В верхнем основании нактоуза или на специальных кронштейнах прикрепляется мягкий (в магнитном отношении) металл, предназначенный для уничтожения влияния вредных магнитных сил корабельного металла на стрелку компаса.

Шаровой осветительный прибор служит для освещения картушки при работе в ночное время и предохранения компаса от ударов и загрязнения. Он представляет собой латунный сферический колпак с тремя специальными окнами. По бокам в колпак вмонтированы гнезда для установки масляных фонарей. В верхней части внутри колпака вмонтирована электрическая пальцеобразная лампочка.

В настоящее время выпускаются компасы с донным освещением, в которых подсветка картушки производится снизу специальной электрической лампочкой, вмонтированной в гнездо латунной чашки, закрывающей нижнюю часть котелка.

Повседневный уход за магнитными компасами поручается определенному лицу из числа рулевых. Необходимо помнить, что от точности показаний главного и путевого магнитных компасов зависит безопасность плавания. Особенно осторожно следует обращаться с котелком и пеленгатором - оберегать их от ударов, резких толчков и от воздействия непогоды. Удаление с компаса капель морской воды, налета пыли производят чистой мягкой ветошью, а призмы, светофильтры и зеркало пеленгатора протирают мягкой фланелевой тряпочкой или замшей.

Чистить азимутальное кольцо порошком, пастой или мазью запрещается. Азимутальное кольцо, пеленгатор и острия цапф должны быть смазаны тонким слоем технического вазелина.

При стоянке корабля у причала магнитный компас должен быть закрыт защитным колпаком и накрыт парусиновым чехлом. Пеленгатор снимается с компаса и хранится в специальном футляре или ящике.

Дверца нактоуза для доступа к девиационному прибору должна быть всегда закрыта на замок, ключ от которого хранится у заведующего. Силуминовые нактоузы - вместо дверцы имеют люки, закрывающиеся крышками на специальных болтах.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА

Ф.Ф. УШАКОВА»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторных работ по разделу

"МАГНИТНЫЕ КОМПАСЫ"

дисциплины

"Технические средства судовождения"

для курсантов специальности "Судовождение"

Новороссийск

Составлены:

Профессором кафедры ТСС

Студеникиным А. И.

Рецензент:

Доцент кафедры ТСС

Филатова Р. Г.

Утверждено на заседании кафедры ТСС

“___” _______________20___ г., протокол №______

Стр. Общие методические указания...............................................................4

Работа № 1. Изучение устройства магнитных компасов........................ 5

Работа № 2. Определение девиации магнитного компаса........................ 21

Работа № 3. Устранение полукруговой девиации магнитного

компаса способом ЭРИ.......................................................25

Работа № 4. Изучение дефлектора и инклинатора.................................28

Работа № 5. Устранение полукруговой девиации магнитного

компаса способом Колонга......................................... ..35

Работа № 6. Составление таблицы остаточной девиации

магнитного компаса………………………………………..37

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Лабораторный практикум имеет своей целью развитие у курсантов навыков, необходимых для грамотного практического использования маг­нитных компасов, проведения работ по устранению его девиации и тех­нического обслуживания прибора.

Каждая лабораторная работа достаточного объема и требует обяза­тельной предварительной подготовки. Во время предварительной подготовки к работе це­лесообразно спланировать порядок ее проведения, заготовить необходимые таблицы, распределить обязанности между членами бригады.

В процессе подготовки к защите работы полезно использовать во­просы, приведенные в методических указаниях.

При выполнении лабораторной работы в карманах не должно быть ферромагнитных предметов.

Лабораторная работа № 1.

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА МАГНИТНЫХ КОМПАСОВ

Цель работы: Изучение устройства современных дистанционных магнитных ком­пасов.

1 .Изучение технических характеристик магнитных компасов.

2. Изучение устройства магнитных компасов по литературным данным.

1. Общая характеристика магнитных компасов

Магнитные компасы (МК) предназначены для измерения курса судна отно­сительно магнитного меридиана, а также для пеленгования отдельных ориентиров. Все их можно разбить на две группы:

компасы, имеющие подвижный чувствительный элемент (картушку);

индукционные компасы (не имеющие картушки).

Первую группу часто называют стрелочными компасами .

В настоящее время в эксплуатации находится большое количество различных моделей компасов, основные технические характеристики которых представлены в таблицах: 1 (современные образцы стрелочных компасов), 2 (образцы стрелочных компасов более раннего года выпуска) и 3 (образцы индукционных компасов). В указанных таблицах приняты следующие обозначения:

Н – непосредственный отсчёт с картушки компаса,

О – отсчёт с помощью оптической системы дистанционной передачи информации,

ЭМ – отсчет с помощью электромеханической системы дистанционной передачи информации,

Эл – электрическое освещение шкалы компаса

Мф – освещение шкалы компаса с помощью масляного фонаря.

○ – нет данных.

Таблица 1

Основные технические параметры последних образцов МК с картушкой

Таблица №2

Основные технические параметры МК с картушкой более раннего производства

Продолжение таблицы 2

Таблица 3

Основные технические параметры индукционных комп асов

Как это следует из таблиц, отдельные модели стрелочных МК позволяют снимать информацию только непосредственно с их картушки, другие снабжены системами дистанцион­ной передачи информации. Поскольку дистанционные МК построены на базе компасов с непосредственным отсчетом, основное внимание сосредоточим на изучении только этих образцов изделий.

НАКТОУЗ

НАКТОУЗ

(Binnacle) - шкапик из тикового дерева, дуба или красного дерева, на котором устанавливается компас на судне. Форма Н. бывает различной; так, напр., у 8-дюйм. компаса Н. имеет вид восьмигранной усеченной пирамиды, у 5-дюйм. - прямой призмы квадратного сечения, у компаса В. Томсона Н. имеет вид цилиндра. Н. делают высоким для установки главных судовых компасов и низким для установки путевого компаса. Вверху Н. помещается пружинный подвес, на который устанавливается котелок компаса цапфами своего карданова кольца. Внутри Н. устанавливается девиационный прибор , служащий для уничтожения полукруговой и креновой девиации. Для уничтожения же четвертной девиации Н. снабжается мягким железом различной формы и в надлежащем количестве. Мягкое железо помещается, главным образом, снаружи и частично внутри Н. Кроме перечисленных уже частей, в Н. имеются еще приспособления для освещения компаса ночью электрическим светом и для звонковой сигнализации между различными компасами. На судах Н. обычно устанавливается на деревянных подушках из крепкого дерева (дуб, тик). К подушке Н. крепится болтами, а для большей устойчивости его на качке он укрепляется с боков двумя медными бакштагами .

Самойлов К. И. Морской словарь. - М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР , 1941

Нактоуз

подставка в виде четырех или шестигранного шкафчика, на котором установлен котелок компаса и в котором находятся на специальных креплениях магниты, служащие для уничтожения девиации компаса. Нактоуз сверху накрывается колпаком, предохраняющим его и компас от дождя и снега.

EdwART. Толковый Военно-морской Словарь , 2010

Нактоуз

ящик или шкалик, на котором укреплен компас.

EdwART. Морской словарь , 2010

Смотреть что такое "НАКТОУЗ" в других словарях:

- (гол. nagthuis, от нем. Nacht ночь, и Haus дом). На корабле место под стеклом где помещается компас. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. НАКТОУЗ гол. nagthuis, от нем. Nacht, ночь, и Haus, дом. Место на … Словарь иностранных слов русского языка

- (от нидерл. nachthuis, «ночной домик») ящик, в … Википедия

Шкафчик Словарь русских синонимов. нактоуз сущ., кол во синонимов: 1 шкафчик (12) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

НАКТОУЗ, нактоуза, муж. (голланд. nagthuis) (мор.). Ящик со стеклянной крышкой для компаса на палубе корабля. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Муж., мор. род шкафика, ящика на подставе, в котором стоит прямой компас, ·т.е. по коему рулевой правит. Нактоузный, к нактоузу относящийся Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля

нактоуз - Подставка, на которой установлен котелок компаса и в которой могут находиться приспособления для размещения и установки устройств, предназначенных для регулирования и освещения компаса. [ГОСТ Р 52682 2006] Тематики средства навигации, наблюдения … Справочник технического переводчика

Компас на высоком нактоузе предназначается для установки в качестве главного, а на низком или на плите - в качестве путевого. На настольной плите компас устанавливается в постах управления, где не представляется возможным разместить нактоуз.

Компас состоит из собственно компаса, нактоуза, или настольной плиты, девиационного прибора, защитного колпака с осветительным устройством. В собственно компас входит картушка и котелок (рис. 18).

Картушка 7 является чувствительным элементом магнитного компаса и состоит из магнитной системы, латунного поплавка с топкой, латунного ободка, на котором закреплен слюдяной и наклеен бумажный диск с градусными делениями.

Магнитная система картушки собрана из шести магнитных стрелок, вставленных в латунные пенальчики 3, которые припаяны к донной части поплавка 9 и расположены одинаковыми по длине парами параллельно и симметрично.

В центре донной части поплавка 9 имеется конус, в вершине которого укреплена топка 8 из агата или сапфира. Картушка 7 помещается в котелке, наполненном компасной жидкостью (43-процентный раствор этилового спирта в дистиллированной воде с температурой кипения плюс 83°, а замерзания - минус 26°), и своей топкой 8 опирается на острие шпильки 2, что обеспечивает свободный поворот картушки.

Шпилька изготовлена из латуни в виде стержня диаметром 1,5 мм и длиной 35 мм, имеет наплавленное острие из нержавеющей твердой стали.

Вес картушки в воздухе около 102 г, а благодаря компасной жидкости ее давление на острие шпильки составляет лишь 4 ± 0,5 г. Наличие же конуса в поплавке позволяет свободному наклонению картушки на шпильке до 12°.

Кромка бумажного диска разбита на 360° через 1°, причем цифрами обозначены десятки градусов, а латинскими буквами - главные и четвертные румбы. Возможная точность отсчетов по картушке 0° , 2.

Котелок компаса (см. рис. 18) представляет собой латунный резервуар с двумя камерами - верхней основной 13 и нижней дополнительной 14.

Основная камера служит для помещения в нее картушки 7, имеет пустотелую колонку с нарезкой для крепления компасной шпильки 2. Камера окрашена специальной белой Краскои.

Нижняя камера 14 котелка является компенсационной, допускающей температурное расширение компасной жидкости в котелке благодаря тому, что она снизу закрывается легко деформирующейся диафрагмой 15.

В верхней камере 13 с двух противоположных сторон в продольной плоскости котелка укреплены вертикальные проволочки 4. Проволочка называется курсовой нитью или курсовой чертой.

Верхняя часть котелка закрыта зеркальным стеклом 10 на резиновой прокладке 12 и прижимается к котелку при помощи кольца 11, прикрепляемого винтами.

Верхний срез кольца называется азимутальным кругом и разделен на 360°. Точность отсчета по шкале 0°, 2.

Нижняя часть котелка закрыта латунной чашкой с грузом для придания котелку устойчивости. В чашку вмонтирована трубка для патрона 17 под электрическую лампу 18, которой освещается картушка через световое окно 16 и отражатель 1.

Снаружи, в верхней части котелка, с двух противоположных сторон прикреплены две оси - цапфы 6, которыми котелок кладется на кольцо 5 карданового подвеса. Кольцо также снабжено двумя осями, расположенными перпендикулярно осям котелка.

Котелок компаса снаружи окрашивают черным лаком.

Нактоуз является подставкой к котелку. Внутри нактоуза помещается девиационный прибор с магнитами-уничтожителями.

Корпус 2 нактоуза (рис. 19) изготовлен из силуминия и имеет полую цилиндрическую форму с фланцевым основанием 1, в котором сделаны четыре выемки с вертикальными эллиптическими отверстиями для крепления нактоуза болтами к подушке. Подушка крепится к палубе. Верхнее основание 7 имеет усеченную сферическую форму, переходящую в верхней части в цилиндрическую шейку. Внутри шейки помещается амортизирующий подвес, на верхнем пружинном кольце которого находятся гнезда для осей карданового кольца котелка. Сверху нактоуз закрывается защитным колпаком 6.

Рис. 19

На приливе в верхней части корпуса нактоуза смонтирован блок 5 электропитания донного освещения котелка компаса.

Для доступа к девиационному прибору в средней части нактоуза имеется большое вертикальное окно, которое закрывается съемной крышкой 3. При установке на судне это окно обращено к корме.

На цилиндрической части корпуса снаружи имеются ушки 4 для крепления нактоуза бакштагами к палубе.

Девиационный прибор состоит из латунной рубы и двух кареток.

Труба укреплена вертикально в центре нактоуза, так что ее ось проходит через точку опоры картушки. Каретки надеты на трубу, их можно передвигать по ней вверх и вниз и закреплять в любом положении по высоте стопорными винтами.

Магниты, предназначенные для уничтожения девиации, устанавливаются в каретках и внутри трубы девиационного прибора, а специальную магнитную сталь в виде шаров или труб укрепляют в верхней части нактоуза на специальных кронштейнах, бруски устанавливают в отверстия шейки, а пластинки укрепляют на специальном мостике под котелком.

Настольная плита состоит из собственно плиты квадратной формы, шейки с пружинным подвесом и брусками специальной магнитной стали, девиационного прибора, блока электропитания. На шейку настольной плиты надевается глухой колпак, предохраняющий котелок компаса от повреждений и загрязнения.

Освещение путевых компасов, установленных в закрытом помещении, может осуществляться при помощи бра.

75-мм магнитный компас ГУ . На небольших судах, катерах, шлюпках применяют 75-мм магнитные компасы. От 127-мм компаса они отличаются меньшими габаритами и более простым устройством.

Шлюпочный 75-мм компас (рис. 20) состоит из котелка с компасной жидкостью, картушки и футляра с масляным фонарем.

Картушка в отличие от 127-мм компаса имеет только две магнитные стрелки, и шкала разбита на двухградусные деления. Каждое 10-и градусное деление обозначено цифрой, которая указывает не число единиц, а десяток градусов. Например, цифрой 4 обозначено деление, соответствующее 40°, цифрой 14 - деление, соответствующее 140°, и т. д.

Вес картушки в жидкости при t = +20° составляет около 2,2 г. Котелок 75-мм шлюпочного компаса по своему устройству подобен котелку 127-мм. компаса.

Футляр с масляным фонарем (латунный) служит для хранения и переноски котелка компаса, является частью нактоуза при установке компаса на судне, защищает котелок от повреждений и попадания воды.

Рис. 20

Рис. 21

Катерный 75-мм магнитный компас (рис. 21) в отличие от шлюпочного магнитного компаса имеет нактоуз и пеленгатор.

Нактоуз представляет собой тумбу размерами 240x390x680 мм, изготовленную из силуминия. Внизу нактоуз имеет фланец для крепления к палубе судна.

Катерный компас также может быть установлен на специальном силуминовом кронштейне, приспособленном для крепления его к стенке рубки.

Нактоуз и кронштейн имеют девиационный прибор, по своему устройству напоминающий девиационный прибор 127-мм компаса.

Пеленгаторы

На 127-мм магнитный компас могут быть установлены пеленгаторы обыкновенные и оптические.

Обыкновенный пеленгатор (рис. 22) состоит из сплошного кольца, глазной и предметной мишеней.

Поскольку азимутальный круг котелка у глазной мишени закрывается пеленгатором, то индекс на пеленгаторе, по которому производится отсчет курсовых углов, так же как и 0° азимутального круга, для удобства снятия отсчетов смещены влево на 30°.

Рис. 22

Предметная мишень представляет собой откидную рамку с натянутой посередине вертикальной посеребренной проволочкой (нить мишени) диаметром 0,4 мм. На рамку предметной мишени надета направляющая колодка с откидным черным зеркалом, служащим для пеленгования небесных светил.

Глазная и предметная мишени установлены таким образом, что прорезь глазной и нить предметной мишеней располагаются в одной вертикальной плоскости, проходящей через центр пеленгатора. Эта плоскость называется визирной плоскостью.

Пеленгатор Каврайского (рис. 23). Основание пеленгатора 1 имеет форму кольца с выступающим буртиком, тремя лапками и крестовиной, образующей в центре площадку, на которой укреплена чашка 4 для дефлектора.

На кольце основания нанесены два индекса для установки пеленгатора по азимутальной шкале, которые располагаются в вертикальной плоскости, составляющей с визирной плоскостью угол 30°. Признаком, отличающим пеленгатор Каврайского от обыкновенного пеленгатора, является то, что в нем отсутствует предметная мишень, но имеется специальная призма 6 с линзой и коллиматором.

Призма пеленгатора имеет грани, которые передают изображение делений на картушке компаса в прямом виде, что весьма удобно при снятии отсчета во время пеленгования. Кроме того, отсчет пеленга отмечают непосредственно по совмещению предмета с изображением картушки в призме, вследствие чего при рыскании судна отсчет пеленга не зависит от точности наведения визирной плоскости на предмет. Это является большим достоинством данного пеленгатора.

Рис. 23

Рис. 24

В верхнем округленном ребре призмы при отражении в нем световых лучей солнца образуется яркий вертикальный столбик, называемый бликом, который используется для взятия пеленгов Солнца, т. е. выполняет роль откидного зеркала обычного пеленгатора.

Металлическая оправа призмы имеет специальные маховички, при помощи которых призма пеленгатора может поворачиваться вокруг горизонтальной оси для улучшения изображения отсчета картушки и приведения его в нужное положение.

Для пеленгования Солнца и ярко освещенных предметов перед призмой установлены экран 3 и два светофильтра 5.

На кольце основания пеленгатора напротив призмы укреплен металлический противовес с пузырьковым уровнем 2, расположенным под углом 90° к визирной плоскости, служащий для установки пеленгатора в горизонтальное положение.

Пеленгатор Каврайского дает в поле зрения изображение картушки на 20°; фокусное расстояние линзы призмы 66 мм ±1 мм при увеличении 3,5. Чувствительность уровня 20 на 2 мм. Вес пеленгатора 0,9 кг.

Пеленгатор катерного компаса (рис. 24) состоит из основания 1 (латунного кольца), устанавливаемого на котелок компаса. На основании пеленгатора шарнирно укреплены предметная 2 и глазная 3 мишени.

На планку глазной мишени надета передвижная трехгранная призма 4 в оправе, которая служит для взятия по картушке отсчетов пеленга. Призма дает увеличение в 2-2,5 раза.

Вперед
Оглавление
Назад

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