книги из ГПНТБ / Меклер, А. Г. Электрооборудование машин непрерывного транспорта

Г л а в а III

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ В МОРЕ

§ 6. ИСТИННЫЙ КУРС, ИСТИННЫЙ ПЕЛЕНГ И КУРСОВОЙ УГОЛ

Основными задачами навигации являются: определение направле­ ния движения судна и определение направлений на ориентиры, наблю­ даемые с судна. Обычно направление движения судна определяется положением его диаметральной плоскости относительно истинного меридиана.

Истинный курс (ИК) — угол в плоскости истинного горизонта, заключенный между нордовой (N„) частью истинного меридиана и ли­ нией курса (рис. 6).

Линия курса — линия пересечения диаметральной плоскости судна с плоскостью истинного горизонта. Таким образом, истинный курс

ОИП = ИП -+- 180°.

Курсовой угол (КУ) — угол, заключенный между диаметральной плоскостью судна и линией пеленга (см. рис. 6).

Курсовые углы обычно отсчитываются от носовой части диаметраль­ ной плоскости судна вправо и влево от 0 до 180°, и в зависимости от этого называются курсовыми углами правого (п/б) или левого (л/б) борта.

Если курсовой угол на ориентир составляет 90° правого или левого борта, то говорят, что ориентир находится н а т р а в е р з е с у д н а .

Условно курсовым углам правого борта приписывается знак плюс (+ ), а левого борта — знак минус ( — ).

И

В судовождении применяется также счет курсовых углов от носовой части диаметральной плоскости по часовой стрелке от 0 до 360°, в этом случае борт судна не указывают.

Зависимость между ИК, ИП и КУ выражается формулами:

ИП --= ИК+ КУ; КУ = ИП — ИК; ИК = ИП — КУ.

Указанные формулы алгебраические, и курсовой угол входит в них со своим знаком.

§ 7. ВИДИМЫЙ ГОРИЗОНТ НАБЛЮДАТЕЛЯ И ЕГО ДАЛЬНОСТЬ

Истинный горизонт, как указывалось ранее, представляет собой горизонтальную плоскость, проходящую через глаз наблюдателя пер­ пендикулярно отвесной линии. В и д и м ы й г о р и з о н т отли­ чается от истинного тем, что луч зрения наблюдателя проходит по ка­

Д? = (Д + е)2- Д 2;

12

Так как радиус Земли неизмеримо больше высоты глаза наблю­

дателя, выражение^- будет близким к нулю и им можно пренебречь, тогда формула примет вид:

DT=--Y2Re,

но действительная дальность видимости горизонта всегда больше теоретической. Земля окружена атмосферой, плотность которой умень­ шается с высотой. Световые лучи, проходя через слои атмосферы раз­ личной плотности, будут преломляться в сторону более плотной атмос­ феры, т. е. по дуге АС'. Наблюдатель в точке А будет видеть гори­ зонт, образованный не касательными к земной поверхности АСи ЛС2, АС3, ЛС4, а круг АС{, АСч’, ЛСз, ЛС4, т. е. будет видеть горизонт не в направлении АЛ, а в направлении АЛ', который отличается на угол г. Данный угол называется з е м н о й р е ф р а к ц и е й . Итак, благодаря наличию земной рефракции, дальность видимого горизонта будет больше. Линия С\, С'2, С3, С4 называется линией видимого горизонта.

Земная рефракция не является величиной постоянной. Величина ее зависит от давления, температуры, влажности, времени года, вре­ мени суток и т. д. В результате многократных наблюдений установлено, что значение коэффициента земной рефракции равно 0,16. Вследствие этого дальность видимого горизонта будет на 0,16 больше теоретиче­ ского, т. е. на 8%. Тогда, обозначив действительную дальность види­ мого горизонта De, получим:

De— 0,08£>т + DT = DT (1 + 0,08) = 1,08DT; De= l,0 8 /2 tf 7

Подставим в полученную формулу значение R в метрах и разделим правую часть равенства на 1852. Это даст нам возможность получить De в милях

Величина D е называется геометрической или географической даль­ ностью видимого горизонта. Для приближенных расчетов можно при­

нять D е — 2 Уе. Табл.22-а МТ — 63 дает возможность быстро рас­ считать по высоте глаза наблюдателя дальность видимого горизонта в милях.

Как говорилось выше, при прочих равных условиях дальность видимого горизонта зависит от высоты глаза наблюдателя. Если же наблюдатель видит в море предмет, имеющий определенную высоту над уровнем моря, то дальность видимости этого предмета Da будет равна сумме дальностей видимого горизонта с высоты глаза наблюдате­ ля е, равной D е, и видимого горизонта с высоты предмета h, рав­ ной Dh (рис. 8), т. е.

D п = D е + Dh.

13

Известно, что D е = 2,08У е, a Dh = 2,08 У7г', тогда

D n = 2,08 ]ЛГ+ 2,08 / А

Приведенная формула дает геометрическую дальность видимости

предмета.

Эта дальность может быть выбрана и из табл. 22-в МТ — 63.

На морских картах, лоциях и других навигационных пособиях дальность видимости D Kмаяков и огней дается с высоты глаза наблю­ дателя 5 м (DK— дальность видимости, показанная на карте).

Фактическая дальность видимости ориентиров будет зависеть от действительной высоты глаза наблюдателя

DK= D e + Z>5,

где D5 — дальность видимости с высоты 5 м. Если D5 = 4,7 мили, тогда

D K — D е + 4,7 м.

Но если высота глаза наблюдателя более 5 м, то для получения даль­ ности видимости маяка с высоты е надо к видимости, указанной на карте, прибавить поправку AD:

AD = D е — D5; AD — D е — 4,7 мили.

Тогда полная дальность видимости D n будет

D n = D K+ AD.

Приведенные выше формулы дают возможность рассчитать даль­ ность видимости ориентиров в море для светлого периода суток. Од­ нако фактическая дальность не всегда совпадает с расчетной. От про­ зрачности атмосферы меняется дальность видимости. Туман, дымка, дождь и т. д. могут в значительной степени снизить дальность види­ мости, а иногда свести ее к нулю.

В ночное время дальность видимости огней маяков зависит такж^ от высоты огня, прозрачности атмосферы, но кроме этого, еще от силы

14

источника света, оптики и цвета огня. Такая дальность видимости называется оптической, и она может быть меньше географической или больше ее. Оптическая дальность видимости определяется опытным путем. Маяки обычно строятся с таким расчетом, чтобы оптическая и географическая дальности видимости были равны. На картах же указывается меньшая из указанных дальностей видимости. Днем даль­ ность видимости маяков следует рассчитывать по формулам или выби­ рать из таблиц.

§ 8. ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМ И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ

Если взять магнитную стрелку, свободно подвешенную на верти­ кальной оси, то, наблюдая за ее положением, можно убедиться что в разных точках Земли на нее действует магнитное поле определен­ ного направления и силы. Это происходит потому, что земную поверх­ ность окружает магнитное поле Земли, имеющее свои магнитные полюсы. Принято считать, что на северном магнитном полюсе сосредо­ точен южный магнетизм, а на южном полюсе — северный магнетизм. Северный магнитный полюс расположен в Северной Америке, а юж­

в горизонтальном направлении. Если же свободно подвесить магнит­ ную стрелку на горизонтальной оси, то она наклонится на неко­ торый угол — это результат воздействия на нее вертикальной состав­ ляющей Z. Угол 1 (см. рис. 9) между горизонтальной составляющей и магнитной осью свободно подвешенной магнитной стрелки называется м а г н и т н ы м н а к л о н е н и е м .

Величина наклонения различна. Над магнитными полюсами она будет достигать значения 90°, а на магнитном экваторе в любой его точке наклонение равно нулю. Магнитный экватор также не совпадает с географическим.

15

Вертикальная плоскость, проходящая через вектор силы Т земного

компаса, находящегося на берегу. Плоскость магнитного меридиана в пересечении с плоскостью истинного горизонта даст прямую, которая называется м а г н и т н ы м м е р и д и а н о м (рис. 10).

Угол в плоскости истинного горизонта между истинным и магнит­ ным меридианами называется м а г н и т н ы м с к л о п е н и е м и обозначается буквой d. Склонение отсчитывается от северной (N) части истинного меридиана к Ost и W от 0 до 180°. Восточному склонению

Зависимость между истинными и магнитными направлениями оп­ ределяется формулами:

ИК = МК + d; d = ИК — М/С; .

ОМП = МП ± 180°.

Приведенные формулы алгебраические, и склонение d берется со своим знаком.

Сила Т, ее проекции Н и Z, а также углы / и d называются эле­ ментами земного магнетизма. Эти элементы различны в различных точках земного шара вследствие неоднородности магнитного поля Земли. На основании многих наблюдений за элементами земного маг­ нетизма составлены карты распределения этих элементов, характери­ зующие магнитное поле Земли.

На этих картах кривые линии, соединяющие точки с одинаковой напряженностью магнитного поля Земли, называются и з о д и н а м и .

Кривые линии, соединяющие точки с одинаковым магнитным

16

Пример 2. Магнитное склонение на карте равно 4,8° W для 1964 г. Годовое уменьшение 0,2°. Определить магнитное склонение в 1974 г.

Р е ш е н и е . Промежуток времени 1974—1964 — 10 лет;

М= 0, 2°.10 = 2°;

Магнитное склонение в 1974 году будет: 4,8° — 2° = 2,8°.

Следовательно, ^1974= 2,8°W.

При приведении склонения к году плавания следует помнить, что увеличивается или уменьшается абсолютная величина склонения независимо от знака склонения, т. е. увеличиваться или уменьшаться может как восточное ( + ), так и западное (—) склонение.

Г л а в а IV

МАГНИТНЫЕ КОМПАСЫ

§ 10. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНЫХ КОМПАСОВ

Компасом называется навигационный прибор, предназначенный для определения компасного курса судна, компасного пеленга и курсового угла.

В настоящее время на судах используются гироскопические ком­ пасы, однако магнитный компас, благодаря надежности в работе, независимости от источников питания и простоте устройства, значения своего не утратил и является одним из важнейших навигационных приборов на судне. Чаще всего он используется в качестве контроли­ рующего и резервного курсоуказателя.

Принцип устройства магнитного компаса основан на свойстве свободно подвешенной магнитной стрелки. Магнитное поле стрелки, взаимодействуя с магнитным полем Земли, устанавливает стрелку в направлении магнитных силовых линий Земли.

Над созданием научно-обоснованного магнитного компаса работали русские ученые — моряки И. П. Белавенец, И. П. Колонг, а также академик А. Н. Крылов. На базе их многолетней деятельности в конце прошлого столетия был создан 5-дюймовый (127 мм) магнитный компас, являющийся одним из лучших компасов мира. До настоящего времени 127-мм магнитный компас широко применяется на морских судах.

В зависимости от назначения магнитные компасы подразделяются на главные, путевые и шлюпочные.

Главный магнитный компас (ГМК) является курсоуказателем, по которому определяется курс судна и место судна по береговым ориентирам. Он устанавливается на верхнем мостике так, чтобы судовые устройства не мешали пеленгованию. В качестве главного магнитного компаса на судах применяется компас УКП-М1.

Путевой магнитный компас (ПМК) устанавливается в рулевой рубке. По путевому магнитному компасу рулевой удерживает задан-

18

ный курс. В качестве путевого магнитного компаса на судах приме­ няется компас УКП-МЗ.

Шлюпочные магнитные компасы применяются на шлюпках и ка­ терах, а иногда на небольших судах.

§11. УСТРОЙСТВО 127-мм МАГНИТНОГО КОМПАСА

Вкомплект 127-мм магнитного компаса входят: котелок с картуш­ кой; пеленгатор; нактоуз или настольная плита; девиационный при­ бор; магниты и специальное железо; защитный колпак или шароосве­ тительный прибор (ШОП), или глухой колпак и прибор бра.

Собственно компас представляет собой котелок с двумя каме­ рами, заполненными компасной жидкостью. Внутри котелка помещает­ ся картушка компаса на шпильке.

Картушка (рис. 11) является основной частью компаса. Она со­ стоит из магнитной системы — шести стрелок-магнитов, поплавка, топки и алюминиевого ободка.

Магнитные стрелки 1 представляют собой короткие магниты, которые заключены в латунные пеналы и припаяны к донной части поплавка. Стрелки не одинаковые по длине и попарно равны: две большие имеют длину 80,7, средние 73,4, малые 45,8 мм. Стрелки симметрично и параллельно расположены относительно продольной плоскости картушки. Концы стрелок находятся на одной окружности.

Оправа картушки состоит из поплавка 2 с ободком; конуса 8 с агато­ вой топкой 7, которая крепится винтом 3; бумажного диска 4 и опор­ ного диска 6.

Поплавок изготовлен из листовой латуни, пустотелый. Бумажный диск, разбитый на 360°, приклеен к опорному диску, который вырезан из слюды. Система дисков 4 и 6 с помощью четырех винтов 5 крепится к ободку поплавка. На верхней части поплавка черным карандашом наносится порядковый заводской номер картушки и дата ее проверки.

19