Штурманские приборы и инструменты. Компасы.

Магнитный компас.

Магнитный компас предназначен для определения направлений. По компасу назначается и удерживается курс судна, берутся пеленги на маяки и другие предметы, определяются курсовые углы, направление ветра и течения. Компас используется при плавании в море, крупных озерах и водохранилищах. Без компаса невозможно удерживать правильное направление движения судна во время плохой видимости (туман, снегопад и т.п.) и при потере видимости береговых ориентиров.

Любой магнитный компас действует на свойстве намагниченной стрелки, которая располагается осью в плоскости магнитного меридиана, причем один конец стрелки (нордовый) всегда обращен в сторону северного полюса.

Компас состоит из: котелка с картушкой; нактоуза (подставки под котелок); пеленгатора; средств для уничтожения девиации.

В зависимости от диаметра картушки компас получает наименование (127-мм компас, 75-мм шлюпочный и катерный компасы и т.д.).

Общие виды этих компасов изображены на рис. 199.

127-мм магнитный компас является наиболее распространенным и выпускается на высоком или низком нактоузе или настольной плите.

Котелок этого компаса (рис. 200) представляет собой латунный резервуар с двумя камерами: основной 1 и дополнительной 2.

Эти камеры сообщаются между собой при помощи четырех каналов, прикрытых снизу воронкой 3. Верхняя камера заполнена спиртовым раствором и сверху закрыта зеркальным стеклом 8 на резиновой прокладке. Стекло прижато к котелку азимутальным кольцом, сверху которого нанесены градусные деления от 0° до 360° - азимутальный круг.

Внутри верхней камеры с двух противоположных сторон закреплены вертикальные медные проволочки - курсовые черты 16.

Нижняя камера наполнена жидкостью до уровня, закрывающего выходное отверстие воронки. Это позволяет жидкости менять свой объем при изменении температуры. При повышении температуры излишек жидкости из верхней камеры по каналам 12 перельется в нижнюю. При понижении температуры объем жидкости уменьшится и, благодаря упругости сжатого воздуха и диафрагмы, жидкость из нижней камеры автоматически вернется в верхнюю, заполнив пустоту.

Нижняя часть котелка закрыта латунной чашкой 14 сферической формы. Дно чашки залито свинцом, что придает устойчивость котелку. В центральной части поддона имеется отверстие для выворачивания пробки диафрагмы 11с целью замены шпильки 7 или доливки жидкости в котелок.

Латунная шпилька имеет острие из стали или иридия на одном конце. На острие топки 15 наклады­вается картущка. Противоположный конец шпильки имеет заплечик и винтовую нарезку: от заплечика к острию - правой резьбы, а в противоположную сторону - левой. На левую резьбу навинчивается отвертка, представляющая собой медный цилиндрик с деревянной ручкой. Цилиндр имеет внутреннюю левую резьбу.

Чтобы осмотреть шпильку, нужно котелок положить поддоном вверх и вывинтить пробку 11. Затем, вращая отвертку против часовой стрелки, навинчивают ее на шпильку. Когда отвертка упрется в заплечик, ее продолжают вращать в ту же сторону до полного вывинчивания шпильки из колонки 6. После осмотра (замены) шпильки операция производится в обратном порядке: ввинчивают шпильку на место по часовой стрелке, а после того как она упрется заплечиком в колонку, свинчивают отвертку.

Картушка (рис.201) представляет собой пустотелый поплавок с припаенными к нему шестью магнитными стрелками в медных пенальчиках. К поплавку прикреплен диск, на который наклеен бумажный диск с градусными и румбовыми делениями (рис. 202). Диск картушки разбит от 0" до 360° через 1" по часовой стрелке. V' приходится точно против северного конца магнитных стрелок.

Снаружи, в верхней части котелка, с двух противоположных сторон имеются приливы - цапфы, которыми котелок кладется на кольцо карданового подвеса, а последний - на пружинный подвес нактоуза.

Катерные магнитные компасы с диаметром картушки 75мм (рис. 199, €) имеют аналогичное устройство . Из-за малых размеров цена деления шкалы картушки составляет 2°, а надписи нанесены через 10° и обозначены цифрами в 10 раз меньше истинных значений. Например: цифра 3 соответствует значению 30°;

12-120'; 23-230° и тд.

Нактоуз катерного компаса представляет собой тумбу размерами 240х390х680мм, изготовленную из силумина. Внизу нактоуз имеет фланец для крепления к палубе судна.

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

Нактоуз и кронштейн имеют девиационный прибор.

В верхней части нактоуза размещен котелок компаса. В средней части помимо девиационного прибора есть блок питания освещения компаса, состоящий из реостата и выключателя. Источником питания мо­жет быть как бортовая сеть, так и аккумуляторная батарея.

Шлюпочный компас состоит из котелка с компасной жидкостью, картушки и футляра с маслянным фонарем (рис. 199, в)Картушка имеет только две магнитные стрелки, шкала разбита на двухградусные деления. Обозначение на картушке значений градусов такое же как и у катерного 75-мм компаса, то есть цифра 2 соответствует 20°; 6 - 60'; 17 - 170° и тд.

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

Корпус футляра состоитиз двух частей. Нижняя имеет цилиндрическую форму, в которой на пружинном подвесе устанавливается котелок компаса. Верхняя часть является съемной и представляет собой колпак с застекленной передней стенкой, через которую производится наблюдение за показаниями компаса.

К боковой стенке колпака прикреплен масляный фонарь для освещения картушки.

Девиационным прибором шлюпочный компас не оборудован, т.к. предназначен для деревянных шлюпок, не имеющих металла.

Пеленгаторы. Для взятия пеленгов и курсовых углов на наблюдаемые предметы (маяки) и светила компас снабжается специальным прибором, который называется пеленгатором. Наиболее часто используются обыкновенные пеленгаторы и пеленгатор Каврайского. Шлюпочные компасы пеленгаторов не имеют.

Обыкновенный пеленгатор (рис. 203) изготовлен из латуни и 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°.

Глазная мишень представляет собой латунную планку с продольной прорезью посередине. Для светлого времени суток мишень имеет накладную шторку с более узкой прорезью. На планку надета стеклянная призма в специальной оправе, которая служит для снятия отсчета взятого пеленга с картушки. Отсчеты картушки, видимые в призму, должны читаться справа налево. К оправе призмы прикреплены два светофильтра.

Пеленгатор Каврайского (рис. 204) отличается от обыкновенного пеленгатора тем, что вместо глазной и предметной мишени на нем установлены специальная призма с линзой и коллиматор (специальный визир). Точность взятия пеленга при рыскании судна не зависит от точности наводки визирной плоскости пеленгатора на пеленгуемый объект. Это происходит потому, что грани призмы отражают шкалу картушки таким образом, что ее изображение становится вертикальным. Благодаря этому пеленгуемый объект касается изображения шкалы картушки и отсчет пеленга берется по точке касания.

Пеленгатор катерного компаса (рис. 205) относится к типу обыкновенных и его применение при пеленговании заключается во взятии через трехгранную увеличительную призму отсчетов пеленга по картушке компаса.

Судоводители маломерных судов, не оборудованных катерными компасами, могут использовать ручные компасы-пеленгаторы. В настоящее время имеется целый ряд таких компасов. Компасы традиционных видов имеют рукоятку. На котелке установлена призма для считывания показаний компаса. Когда прорезь на призме совпадает с направлением на маяк (предмет), через призму считывают показания пеленга. При взятии" пеленга компас этого типа следует держать на вытянутой руке.

Современные ручные компасы-пеленгаторы можно держать непосредственно у глаза.

Последнее достижение - это полностью автоматизированный ручной компас-пеленгатор с электронным устройством, которое ориентируется по магнитному полю и моментально выдает цифровой результат на индикаторе.

Установка и пользование компасом. Компас на судне устанавливается так, чтобы его курсовые черты находились в диаметральной плоскости либо параллельно ей.

Компасный курс отсчитывается на картушке по носовой курсовой черте. Судно считается на заданном курсе тогда, когда курсовая черта совпадает с показанием картушки, соответствующим назначенному курсу (рис. 206).

Во время качки или при рыскании судна, когда колебания картушки весьма заметны, значение КК принимается как среднее из двух крайних отсчетов. Например: одно крайнее значение отсчета 44",0; другое 52",0, следовательно принимаем КК =" 48",0.

Для определения пеленга необходимо навести пеленгатор так, чтобы нить предметной мишени была направлена на середину пеленгуемого предмета (маяка) и находилась в середине прорези глазной мишени. Затем, при помощи призмы необходимо снять находящийся против нити отсчет но картушке. При этом отсчет КП всегда отличается от пеленга на 180".

Пеленгование должно производиться, когда судно находится на устойчивом курсе. Для определения курсового угла (КУ) пеленгатор необходимо навести на предмет и снять отсчет на азимутальном круге по индексу пеленгатора. Учитывая, что значения КУ могут быть от 0" до 180° правого или левого борта, а азимутальный круг разбит на 360°, то снятый с круга отсчет меньше 180° будет соответствовать КУ правого борта. Если этот отсчет больше 180°, то его нужно вычесть из 360", а полученный результат будет соответствовать КУ левого борта.

При определении направления ветра и течения следует запомнить следующее правило: направление ветра всегда считается "в компас", а течения - "из компаса".

Уход за компасом. Компас следует оберегать от ударов, влаги и очищать от грязи, окиси. Пеленгатор и азимутальный круг нельзя чистить кирпичом или мазью. Их необходимо протирать мягкой ветошью и слегка смазывать вазелином.

Девиационный прибор должен быть густо смазан вазелином. Нактоуз должен быть постоянно закрыт на ключ, чтобы исключить возможность перемещения мягкого железа и магнитов. Вблизи магнита нельзя держать железных и стальных предметов.

Во время управления катером по компасу судоводителю не рекомендуется иметь при себе металличес­кие ключи, нож и т.д., т.к. они могут изменить девиацию компаса. Когда нет необходимости в компасе, он должен быть зачехлен,

Запасные магниты хранятся в сухом месте, они должны бить смазаны вазелином и сложены разноименными полюсами. Картушки хранятся вдали от магнитов.

Если в котелке возник воздушный пузырек, который затрудняет пользование компасом, то его удаление производится следующим образом. Компас снимают с подвеса и осторожно кладут дном вверх на ровную поверхность. Затем слегка 3-4 раза нажимают на пробку диафрагмы и плавно поворачивают котелок стеклом вверх.

Иногда, когда пузырек большой, приходится в котелок доливать жидкость. Для этого котелок кладут дном вверх, отвинчивают пробку и через воронку доливают нужное количество жидкости.

Часто приходится сталкиваться с явлением, которое называется застой картушки. Это явление связано с тем, что картушка из-за большой силы трения о шпильку начинает поворачиваться вместе со шпилькой, т.е. вместе с судном. Обнаружить это явление сразу не всегда удается, поэтому рекомендуется проводить проверки "на застой".

Проверка производится в следующей последовательности.

Замечается курс по компасу. Затем большой магнит приближают к котелку в направлении NE, отклоняя картушку на 5°-7", убирают магнит и дают картушке успокоиться. Замечается новый курс судна. Рассчитав разность первоначального и последующего компасных курсов, вновь приближают магнит к котелку в направлении NW до отклонения картушки на 5"-7". После чего магнит убирают, дают картушке успокоиться и опять рассчитывают разность курсов. Если средняя из двух разностей превышает 2°, то следует заточить или заменить шпильку как это было рассмотрено раньше.

Понятие о гирокомпасах

Гироскопический компас (гирокомпас) - компас, указывающий направления в море и работающий независимо от сил земного магнетизма и магнитного поля на судне.

Принцип действия гирокомпаса основан на использовании следующих свойств быстро вращающегося тела гироскопа:

1) ось быстро вращающегося ротора гироскопа сохраняет неизменным заданное в начальный момент направление;

2) под действием внешней силы, приложенной к гироскопу (подвешивается груз), главная ось поворачивается перпендикулярно к направлению действия силы, что и используется для превращения гироскопа в гирокомпас.

На работу гирокомпаса оказывают влияние скорость судна, маневрирование, качка, широта места и т.д. Часть этих погрешностей устраняется при помощи специальных устройств, часть учитывается поправкой гирокомпаса (ЛГК).

Работа (показания) гирокомпаса постоянно (особенно при каждом изменении курса) контролируется путем сличения курсов с магнитным компасом. В комплект гирокомпаса входят: основной компас; приборы управления, контроля и питания; приборы курсоуказания (рис. 207).

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

Недостатки: сложность конструкции и потребность в электрическом токе.

Бинокль. Бинокли используются судоводителями для наблюдения за окружающей обстановкой (другими судами, береговыми ориентирами, знаками навигационной обстановки и т.д.).

Устройство призматического бинокля, с помещенной в окуляре сетки делений, изображено на рис. 208.

Бинокль состоит из двух зрительных труб, внутри которых смонтирована оптическая система из линз и призм. Зрительные трубы между собой соединены подвижно. Вращением окуляров достигается четкость изображения для каждой трубы в отдельности.

Цена деления сетки (между длинной и короткой рисками) равна 0,005 расстояния до предмета (рис.209).

Расстояние до маяка (предмета, судна) определяется по формуле:

где: S - расстояние до цели, м;

h - высота (длина) предмета, м;

п - число делений по шкале, перекрывающих изображение предмета, ед.