Версия для слабовидящих
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.
Приборы для измерения глубин
Ручной лот. Лот - прибор для измерения глубин с борта судна.
Ручной лот (рис. 210) состоит из свинцовой или чугунной гири 1 и лотлиня 4. Гиря сделана в виде конуса высотой около 30 см, весом 3-5 кг: В верхней части гири предусмотрено ушко 2 для крепления лотлиня. В основании гири имеется выемка, в которую вмазывается мыло или смесь сала с толченым мелом. Это позволяет при измерении глубины одновременно определить характер грунта по частицам, которые пристают к мылу или салу.
Лотлинь представляет собой плетеный линь или пеньковый трос прямого спуска толщиной около 25 мм и длиной 52 м. Лотлинь разбит на метры. Счет глубины начинается от ушка гири. Каждый метр отмечен на лотлине марками. Марки представляют собой зубчики и топорики, вырезанные из кожи. Десятки метров отмечаются разноцветными лоскутами флагов - флагдуки.
Метры 1, 6,11, 16, 21, 26,31, 36, 41, 46 отмечаются маркой с одним зубцом;
метры 2, 7, 12, 17, 22, 27,32, 37, 41, 47 - двумя зубцами;
метры 3,8,13,18,23, 28,33,38, 43, 48 - с тремя зубцами;
метры 4, 9, 14, 19, 24, 29, 34, 39, 44, 49 - с четырьмя зубцами.
5-й метр отмечается маркой с одним топориком;
10-й - красным флагдуком;
15-й - маркой с двумя топориками;
20-й - синим флагдуком;
25-й - маркой с тремя топориками;
30-й - белым флагдуком;
35-й - маркой с четырьмя топориками;
40-й - желтым флагдуком;
45-й - маркой с пятью топориками;
50-й - бело-красным флагдуком.
Разбивку лотлиня можно изобразить в табличной форме.
Кроме указанных марок и флагдуков от 0 до 15м через каждые 20 см в лотлинь вплеснивается небольшой узкий ремешок (кончик), а от 15 до 25 м такой же кончик всплеснивается через каждые 50 см. На расстоянии 1,5 - 2 м от гири (для маломерных судов это расстояние можно сократить в 2 раза) поперек лотлиня всплеснивается деревянный стержень 3 - клевант, который служит для удобства бросания лота с борта судна.
Ручным лотом измеряются глубины до 40 м при скорости судна менее 3 узлов. На маломерном судне рекомендуется глубины измерять при неработающем двигателе, чтобы исключить случаи намотки лотлиня на винт. При этом лотлинь травится в вертикальном положении до тех пор пока гиря не достигнет грунта. Чтобы убедиться в том; что гиря находится на дне, следует несколько раз ее приподнять и опустить, после чего заметить марку у поверхности воды и по ней определить глубину.
В том случае, если судно дрейфует, то бросание лота производится с подветренной стороны при помощи клеванта. Когда дрейфующее судно приблизится к месту падения гири на грунт быстро производятся вышеуказанные действия и, когда лотлинь займет вертикальное положение, отмечается марка на поверхности воды и лот выбирается.
Если измерение глубины производится все-таки на ходу, то во-первых, необходимо соблюдать предельную осторожность, чтобы не получить травм и не намотать лотлинь на винт судна. Во-вторых, бросание лотлиня производится с подветренного борта, при этом бросающий лот берет клевант в одну руку (при бросании с правого борта - в правую, а с левого - в левую), а в другую руку - бухточку лотлиня. Лот бросается после раскачивания гири вперед по ходу судна. Как только гиря достигнет дна, быстро выбирается слабина и, при подходе судна к месту падения гири (лотлинь вертикально), необходимо убедиться, что гиря находится на грунте и заметить марку. С момента начала выборки лотлиня и до окончания этой процедуры рекомендуется слегка переложить руль в сторону того борта, с которого производится измерение глубины.
В ночное время замечается марка на уровне борта, а затем из полученного значения вычитается. высота борта
Эхолот.
Хотя редко, но и на маломерных судах применяются современные измерители глубины - эхолоты (рис. 211).
Принцип действия эхолота основан на измерении времени, за которое звуковой импульс достигает дна и после его отражения возвращается обратно. После необходимых преобразований (практически это происходит мгновенно) на специальном табло или дисплее высвечивается значение глубины и рельеф дна. Кроме того, есть эхолоты, которые позволяют определить одновременно и характер грунта в данном месте. В настоящее время появился целый ряд компактных эхолотов, которые могут использоваться на катерах и яхтах.
Приборы для измерения скорости судна и расстояния
Лаг.
Лаг - это прибор, предназначенный для измерения скорости хода судна и пройденного им расстояния.
Ручной лаг (рис. 212) применяется, как правило, только на небольших судах. Он состоит из тяжелого фанерного треугольника сектора; прикрепленного к линю - лаглиню. К нижней кромке сектора крепится свинцовая пластина, которая придает сектору в воде вертикальное положение.
На лаглине через каждые 7,71 м завязаны узлы. Лаглинь изготавливается из бельного растительного троса толщиной 25 мм.
Для измерения скорости сектор бросается за борт и замечается число узлов, прошедших за 15 с. Это число укажет величину скорости судна (1 уз. = 7,71 м за 15 с).
Механический лаг (рис. 213) представляет собой прибор, состоящий из вертушки, линя и счетчика. Вертушка буксируется судном на лине и в зависимости от числа оборотов вертушки на счетчике показывается пройденное расстояние в милях. Имеются модели счетчика, которые помимо расстояния показывают и скорость судна в узлах, которая определяется по числу десятых долей мили, пройденных за 6 минут.
Вертушечный лаг имеет вертушку (турбинку) типа мельничного колеса или турбинки (небольшого винта), частота вращения которой с. помощью электронных средств или механических передается па дистанционный указатель скорости и пройденного расстояния.
Вертушка устанавливается ниже уровня ватерлинии с креплением к корпусу (днищу) судна. Это обстоятельство имеет преимущество перед механическим лагом, который из-за буксирующего линя не может применяться в местах интенсивного движения судов.
Гидродинамический лаг (рис. 214).
В основу работы этого лага положено измерение скоростного напора воды с помощью так называемой трубки Пито и мембраны. Во время стоянки судна на мембрану с обеих сторон действует равное статическое давление воды. С началом движения на мембрану снизу начинает воздействовать скоростное давление, пропорционально квадрату скорости натекания воды, т.е. скорости хода судна. При этом .мембрана начинает прогибаться вверх и через шток передавать свое давление стрелке. Угол отклонения стрелки от первоначального положения пропорционален скорости хода судна. Для измерения пройденного расстояния используется электромеханическая схема, которая автоматически подсчитывает пройденное расстояние.
Гидродинамические лаги измеряют скорость хода судна более точно, чем механические и электромеханические, но из-за выдвижной трубки Пито могут быть повреждены при плавании на мелководье.
Понятие о радионавигационных приборах
Радионавигационные приборы (РНП) применяются на судах для определения места судна (обсервации) в море с помощью радиоволн и особенно успешно используются во время плавания в условиях ограниченной видимости, когда определить место судна визуальными способами невозможно.
РНП можно разделить на три группы
: радиолокационные станции; радиомаяки и радиопеленгаторы;радионавигационные системы.
Радиолокационные станции (РЛС). Радиолокационной станцией называют устройство, предназначенное для обнаружения надводных объектов и измерения направлений и расстояний до них. Первая отечественная РЛС "Нептун" была установлена на морских судах в 1951 году, затем появились и до сих пор используются моряками станции типа "Дон", "Донец", "Океан", "Кивач", "Лоция" и др.
Принцип действия РЛС основан на излучении и приеме отраженных от объектов радиоволн. Полученные наблюдения (расстояния, курсовые углы, пеленги), которые снимаются с индикатора, используются для определения места судна, его проводки в узкостях, тумане и для безопасного расхождения с другими судами. Каждый облучаемый объект виден на экране РЛС в виде светлого пятна или полосы эхо-сигнала, отличающихся по величине, яркости и форме (рис.215).
Точность определения места и обеспечения безопасности плавания зависят от умения судоводителя опознавать объекты по изображению на индикаторе местности и его натренированности брать направления (пеленги) и расстояния до этих объектов.
Расстояние до объекта измеряется на экране РЛС с помощью колец дальности, а отсчет курсового угла производится относительно диаметральной плоскости (по курсу) по неподвижной шкале при наведении на цель (изображение объекта) визира. Одновременно с измерением курсового угла (КУ) снимается с компаса курс судна (КК). Истинный пеленг рассчитывается по известной формуле: ИП = КК ± ДК ± КУ.
В том случае, когда РЛС совмещена с гирокомпасом и изображения ориентированы по норду, со шкал индикатора можно снять не только КУ, но и компасный пеленг (КП).
Самыми распространенными и простыми методами определения места с помощью РЛС являются: определение по двум, трем и более расстояниям до нанесенных на карте объектов (снятые с экрана расстояния откладываются циркулем-измерителем на карте и находится точка пересечения дуг); определение по пеленгу на объект и расстоянию до него (на карте с помощью линейки и транспортира прокладывается линия истинного пеленга на опознанный объект и от этого объекта циркулем на линии пеленга откладывается расстояние, полученная в результате этих действий точка на карте есть обсервованное место судна).
Имеются и другие методы определения места судна с использованием РЛС, которые подробно изложены в учебных пособиях для профессиональных судоводителей морского флота.
Радиомаяки и радиопеленгаторы.
Радиомаяк - передающая радиостанция кругового или направленного действия, указанная на карте в определенных координатах, и излучающая сигналы в виде точек и тире (буквы азбуки Морзе) через антенную систему. Как правило, морские радиомаяки работают в средневолновом диапазоне (800-1200 м).
Радиопеленгатор - приемное устройство, предназначенное для определения направления (пеленгование) на источник излучения радиоволн (радиомаяк). На судах широко используются радиопеленгаторы трех видов: слуховые, автоматические и визуальные.
В основе определения направления на радиомаяк лежит свойство рамочной антенны, заключающееся в том, что сила приема сигналов зависит от угла между плоскостью рамочной антенны (рамки) и направления радиосигнала.
Если плоскость рамки расположить под углом 90" к направлению радиомаяка, то сила звука в радиоприемнике будет минимальной, т.е. равна нулю. При изменении этого угла в любую сторону сила звука увеличивается.
Радиопеленгование заключается в том, чтобы поворотом рамочной антенны добиться минимума слышимости радиосигнала и до нему определить направление на радиомаяк. При этом пеленгатор, как правило, связан с гирокомпасом и судоводитель сразу же определяет радиопеленг на маяк, если на судне нет гирокомпаса, то берется курсовой угол на этот маяк и в этот же момент фиксируется компасный курс. Затем с помощью известных формул и учета соответствующих компасных и радиопоправок рассчитывается истинное направление на радиомаяк, которое прокладывается на карте. Взяв и рассчитав два или три радиопеленга на различные радиомаяки, определяется место нахождения судна.
Радионавигационные системы (РНС). Судовые РИС - это комплекс радиоэлектронных устройств, предназначенных для обеспечения безопасного судовождения (определение места судна, проводки судов на опасных для плавания участках) независимо от гидрометеоусловий и оптической видимости.
РНС состоит из трех взаимосвязанных частей: радиопередающих береговых или иных станций с известными координатами; береговой специальной аппаратуры, с помощью которой осуществляется управление передающими станциями; судовых приемоиндикаторов, которые принимают сигналы радиопередающих станций и с помощью вычислительной техники автоматически определяют место судна и другие навигационные данные. При этом на судне используются специальные радионавигационные карты и таблицы в зависимости от типа РНС. В настоящее время имеются системы, которые обеспечивают определение места судна с точностью до нескольких метров. Для правильного использования РНС судоводителю необходима специальная подготовка.
Прокладочный инструмент
Циркуль-измеритель(рис. 216, в) состоит из двух раздвижных ножек с острыми иглами на концах. Предназначен для измерения и откладывания расстояний на морской карте.
Транспортир (рис. 216, а) служит для построения заданных углов на карте, измерения уже построенных углов. Транспортир изготавливается из немагнитного материала и представляет собой дугу, равную половине окружности. Концы этой дуги по диаметру соединены линейкой, в середине которой имеется вырез (риска).
Наружный срез дуги транспортира разбит на 180" через I", каждые 5" отмечены более длинной черточкой, а через каждые 10" сделаны цифровые обозначения. Для измерения углов от 0" до 360" на транспортире имеются две шкалы. Наружная шкала служит для измерения углов первой и четвертой четвертей, а внутренняя шкала - второй и третьей четвертей (нижней половине картушки).
Параллельная линейка(рис. 216, 6) служит для проведения параллельных линий и состоит из двух линеек, соединенных между собой медными планками на шарнирах. Линейки раздвигаются и сближаются вплотную, оставаясь параллельными друг другу.
Протрактор(рис. 216, г) используется для получения на карте места судна по двум горизонтальным углам,измеренным между тремя ориентирами. Он состоит из кругового лимба, трех линеек, из которых средняя - неподвижная, а боковые - подвижные. При помощи лимба и отситных барабанов подвижные линейки можно установить под заданными углами к рабочему срезу неподвижной линейки. Центр круга протрактора является общей вершиной обоих углов, имеет отверстие для карандаша или кнопку-фиксатор
.Роликовая параллельная линейка имеет два вращающихся ролика, позволяющие легко перекатывать линейку по карте. При необходимости ролики могут быть зафиксированы (застопорены), что исключает смещение.
Прокладчик Хурста состоит из вращающегося диска и поворачивающейся линейки на прозрачной пластине с прямоугольной сеткой. Диск имеет маркировку аналогичную картушке компаса. Его можнс остановить в любом положении и закрепить. Таким образом при работе с компасными пеленгами легка учесть поправку компаса. Так, если ДК - - 9",0, нужно повернуть диск против часовой стрелки до отметки 9", пока она не совпадет с центральной вертикальной линией прямоугольной сетки. Затем закрепить диск в этом положении центральным винтом. Теперь все истинные курсы и пеленги, проложенные на карте, автоматически переводятся в компасные. Для этого достаточно совместить с линией на карте поворачивающуюся линейку и прочитать на диске соответствующий компасный угол.
Карандаш для работы на карте должен быть мягким. Химические и цветные карандаши не применяются. Затачивать карандаш следует лопаточкой.
Резинка для стирания карандашных линий на карте должна быть достаточно мягкой, чтобы не повредить карту.
Назначение, устройство и принцип действия секстана
Секстан - угломерный инструмент отражательного типа для измерения высот небесных светил и углов (вертикальных и горизонтальных) на земной поверхности.
Идея устройства секстана принадлежит И.Ньютону (1699г.) и основана на измерении угла между плоскостью истинного горизонта и направлением на светило с использованием зеркал.
Устройство секстана СНО-М отечественного производства изображено на рус. 217, Практически все типы секстанов, в т.ч. и зарубежного производства, очень схожи и отличаются друг от друга только конструкцией отдельных деталей.
Измеренный секстаном угол показывается в градусах индексом алидады (10), а минуты снимаются с отсчетного барабана (13), десятые доли минуты при этом определяются на глаз. Деления лимба и барабана покрыты светящимся составом. Секстан - точный прибор, хранится в специальном футляре с зажимом, его следует оберегать от ударов, толчков, сырости и резких колебаний температуры воздуха. При работе секстан берется только за рукоятку (2) или раму (9), а ставится только на ножки (14).
Для каждого секстана изготовителем предоставляется формуляр, в котором приводится таблица значений инструментальных поправок для учета при измерении углов. Эти поправки с течением времени изменяются, поэтому рекомендуется не реже одного раза в три года сдавать секстан на переаттестацию. В судовых условиях
необходимо не реже чем раз в три месяца проверять параллельность оси трубы (8) плоскости лимба (11), не реже раза в неделю проверять перпендикулярность зеркал (4,7) плоскости лимба (11).
Техника измерения вертикального угла ивысоты светила. Для измерения вертикального угла секстан берется в правую руку и в вертикальном положении направляется трубой на основание предмета (маяк, судно, заводская труба, знак и т.д.). Затем стопором (12) передвигается алидада (10) так, чтобы подвести дважды отраженное изображение верхней части предмета к его основанию. После чего снимается в градусах отсчет (рис. 218) по индексу алидады (10) в соответствии с делением лимба (11), а минутыи ихдесятые доли - с отсчетного барабана (13). Снятый отсчет исправляют поправкой индекса секстана и полученный результат будет соответствовать величине вертикального угла на данный предмет.
Чтобы измерить горизонтальный угол между двумя ориентирами (маяками) секстан располагается горизонтально так, чтобы через трубу в поле зрения судоводителя наблюдались оба ориентира. Затем с помощью передвижения алидады и вращения барабана эти ориентиры совмещаются, и снимается отсчет, который исправляется поправкой индекса.
Для измерения высоты светила алидада устанавливается на нулевое деление лимба и труба секстана в вертикальном положении наводится на светило так, чтобы оно было видно дважды отраженным в малом зеркале. Затем, медленно опуская трубу секстана вниз (одновременно двигая левой рукой алидаду вперед, чтобы не упустить из поля зрения трубы дважды отраженное светило) до появления линии горизонта, вращением отсчетного барабана с одновременным плавным покачиванием секстана вокруг оси, необходимо совместить эту линию со звездой либо с верхним или нижним краем диска Луны или Солнца. Отсчет снимается в ранее указанном порядке.
Измерение высоты светила рекомендуется повторить и вывести среднее значение, что гарантирует повышенную точность измерения.
Время в момент окончания измерения вертикального угла или высоты светила как можно точнее засекается по хронометру. Если это затруднено, то используется секундомер, который включается в указанный момент, а затем, после его выключения с одновременным фиксированием времени хронометра, из этого времени вычитаются показания секундомера.
Измеренная высота исправляется поправкой индекса и рядом других поправок, исключающих искривление и преломление световых лучей в неоднородной атмосфере. Измерение высот светил на маломерных судах практически не осуществляется, за исключением морских прогулочных судов, которые осуществляют плавание в открытом море и управляются профессиональными судоводителями.
Поправка индекса . Из-за ослабления винтов, которые крепят малое зеркало, нарушается параллельность зеркал и место нуля не совпадает с отметкой 0" (360") шкалы лимба.
Разность между 0" (360") шкалы и отсчетом при данном положении зеркал называется
поправкой индекса - i.
Поправка индекса должна определяться перед каждым использованием секстана для измерения угла и высоты. Существует несколько способов определения поправки индекса: по Солнцу; по звезде; по видимому горизонту; по близким предметам (рис. 219).
Суть определения i заключается в следующем. Алидада устанавливается на отсчет близкий к О", а труба на резкость по глазу наблюдателя. После этого вращением отсчетного барабана совмещается прямовидное и дважды отраженное изображение объекта и по лимбу снимается отсчет индекса Oi. Поправка индекса рассчитывается по формуле:
i = 360°-0i
Поправка имеет знак "+", если О i, меньше 360°, или знак "-", если Оi больше 360".
Приборы для измерения времени
Измерение времени на судне необходимо для решения навигационных, астрономических, эксплуатационных, других задач и целей.
На судах морского и внутреннего водного транспорта используются следующие системы времени.
Гринвичское или всемирное время ( Trp) - время нулевого меридиана.
Местное время (Тм) - время на данном меридиане.
Поясное время (Тп) - местное среднее время центрального меридиана данного часового пояса.
Московское время (Тмоск) - декретное время второго часового пояса, принятое в России при составлении расписаний транспорта.
Судовое время (Те) - время того часового пояса, по которому фактически поставлены судовые часы данный момент.
Для измерения времени применяются различные приборы.
Морской хронометр(рис. 220). Этот прибор служит для определения достаточно точного гринвичского времени, его часто называют хранителем всемирного времени. Высокая точность хода и его равно мерность обеспечиваются специальными регуляторами. Большой циферблат разбит на 12 часовых дел ний и имеет часовую и минутную стрелку. На одном из двух малых циферблатов стрелка отсчитывает с кунды, на другом - время, прошедшее с момента последнего завода хронометра. Хранится хронометр в специальном ящике на кардановом подвесе, который обеспечивает состояние покоя часовому механизму во время качки.
Заводится хронометр ежесуточно в одно и то же время (как правило в 8 часов).
Поправка хронометра (разность между Тгр и показанием хронометра) определяется по радиосигналам точного времени и каждые сутки фиксируется в специальном журнале.
Палубные часы. Устанавливаются по гринвичскому времени и при отсутствии на судне хронометра, выполняют его функцию.
Механизм часов имеет повышенную точность. Циферблат разбит на 12 делений и имеет часовую, минутную и центральную секундную стрелки.
Судовые или морские часы. Назначение судовых часов - показывать судовое время, по которому организуется служба и повседневная жизнь на судне. Их устанавливают в каютах и служебных помещениях. Часы имеют круглый циферблат, разбитый на 12 или 24 часовых деления, часовую, минутную и центральную секундную стрелки. Как правило, завод часов недельный.
Кроме указанных приборов на судах применяются наручные часы и секундомеры, назначение и устройство которых известно каждому.
Морские карты
Карта - это уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, выполненное по определенному способу и масштабу.
Учитывая, что Земля имеет сферическую форму, ее поверхность, изображенная" на плоскости, всегда будет иметь искажения. Если разрезать сферическую поверхность на части по меридианам и наложить эти части на плоскость, то изображение этой поверхности получится не только искаженной, но и будет иметь разрывы.
Для решения навигационных задач пользуются плоскими изображениями земной поверхности - картами, в которых искажения обусловлены определенным математическим законом.
Опуская теорию математических расчетов и построений различных картографических проекций, следует отметить, что еще в 1569 году голландским картографом Герардом Кремером, известным под именем Меркатора, была предложена проекция, которая отвечала всем требованиям, предъявляемым к морским навигационным картам. Эта проекция называется меркаторской и на ней: линия пути движения судна изображается прямой линией; величина измеренных с судна углов между ориентирами на местности соответствует величинам углов между теми же ориентирами на карте; масштаб в пределах карты изменяется плавно и в небольших пределах, что обеспечивает допустимые для безопасного судовождения искажения длин на карте, допустимых ошибок графических построений и измерений на карте, выполняемых с помощью прокладочного инструмента.
На рис. 221. изображено оформление рамок меркаторской карты с указанием географических координат.
Для измерения расстояния, а также разности широт, боковые рамки карты разбиты на участки в Г, т.е. на морские мили. Так как при построении карты меридианы вытягиваются не равномерно, то морские мили изображаются разными по длине участками, увеличивающимися по мере удаления от экватора (к N или к S).
При измерении расстояния в какой-либо широте следует пользоваться меркаторскими милями, взятыми с боковой рамки карты в той же широте.
Классификация морских карт
Морские карты предназначаются как для ведения навигационной прокладки, так и для получения судоводителями различных сведений о районе плавания.
Карты разделяются на две основные группы: навигационные; вспомогательные и справочные.
Навигационные карты в свою очередь подразделяются на морские, радионавигационные, навигационные промысловые и карты внутренних водных путей.
Морские навигационные карты составляют основную массу карт, используемых на судах, и на них нанесены рельеф дна, характер берега, навигационные опасности, фарватеры и рекомендованные курсы средства навигационного оборудования и другие элементы.
В зависимости от масштабов морские навигационные карты подразделяются на:
генеральные карты (масштаб 1:100000,0 - 1:5000000), которые используются при плавании в открытом море в значительном удалении от берегов;
путевые карты .(масштаб 1:100000 -1:500000) наиболее распространены и используются для обеспечения плавания в удалении от берегов (иногда вне видимости береговых ориентиров). Как правило, на этих картах ведется прокладка;
частные карты (масштаб 1:25000 - 1:50000) предназначаются для плавания в районах, сложных в навигационном отношении (при проходе узкостей, в шхерах и т.п.);
планы (масштаб 1:500 - 1:25000) предназначены для ориентировки при заходах судов на рейды, в порты, в бухты и т.п.. Отличием планов от карт является то, что на них рамки не разбиваются на градусы и минуты. Для измерения расстояний на планах помещаются линейные масштабы в метрах и кабельтовых.
Радионавигационные карты
предназначаются для определения места с помощью радионавигационных систем с нанесенными специальными сетками изолиний.
Промысловые навигационные карты (масштаб 1:100000 -1:500000) - это обычные навигационные карты, разбитые на промысловые квадраты и содержащие более подробные характеристики грунтов.
Карты внутренних водных рутей (масштаб 1:5000 -1:100000) предназначаются для плавания по рекам, озерам, водохранилищам и каналам.
Вспомогательные и справочные карты - это картографические издания, содержащие дополнительные сведения об условиях плавания в конкретных бассейнах.
Чтение карты
Учитывая, что степень подробности изображения местности зависит от масштаба карты, то из всех карт, имеющихся на данный район, всегда следует пользоваться картой самого крупного масштаба.
Чтение карты начинается с изучения ее заголовка, на котором указываются название изображенного района моря, масштаб, сведения о нуле глубины, принятые единицы для указания глубин и высот предметов, данные о магнитных склонениях. Затем следует ознакомиться с напечатанными на карте примечаниями и предупреждениями, с датами издания карты и внесения в нее последней корректуры.
В сложных для плавания районах рекомендуется "увеличить наглядность" карты путем выделения на ней наиболее важных элементов. Для этого карандашом наносятся дуги, соответствующие дальности видимости ориентиров, заштриховываются опасные секторы огней, проводятся линии опасных (ограждающих) пеленгов и т.д.. При плавании в малообследованных районах следует проявлять особую осторожность, т.к. на пути следования могут иметь место навигационные опасности (мели, банки, осыхающие камни и т.п.), которые не указаны на карте.
Основные задачи, решаемые на морских картах
Основными задачами, решаемыми на картах с помощью прокладочного инструмента, являются:
Задача 1.Снять с карты координаты заданной точки.
Поставив одну ножку циркуля в заданную точку, другую ножку отодвинуть до тех пор, пока она не коснется (при описании дуги) ближайшей, нанесенной на карте, параллели. Сняв таким образом расстояние до ближайшей параллели, перенести циркуль без изменения раствора его ножек к ближайшей боковой (правой или левой) рамке карты. Одну ножку поставить на параллель, до которой измерено расстояние, другую направить по рамке в сторону параллели заданной точки и у острия иголки этой ножки циркуля снять по рамке отсчет широты с точностью до 0,1 наименьшего деления, нанесенного на рамке карты.
Аналогично определяется и долгота точки, с той лишь разницей, что берется расстояние от заданной точки до ближайшего к ней меридиана, а затем циркуль приставляется к верхней или нижней рамке карты, с которой и снимается значение долготы заданной точки.
Задача 2.Нанести точку на карту по заданным координатам. Эта задача обратная первой и может решаться двумя способами.
а) Приложив на карте параллельную линейку к ближайшей параллели и подведя ее к заданной широте (отметка на рамке делается карандашом заранее), карандашом в районе заданной долготы вдоль среза линейки проводится тонкая линия. Затем, приложив линейку к ближайшему от заданной долготы меридиану, подвести ее к отметке заданной долготы на верхней (нижней) рамке карты и прочертить карандашом отрезок тонкой линии до пересечения с первой линией. Пересечение двух нанесенных линий на карте является искомой точкой.
6) Приложив параллельную линейку к параллели, ближайшей к заданной широте, подвести ее до заданной широты. Затем раствором циркуля, равным расстоянию от значения заданной долготы до ближайшего меридиана, снятого с горизонтальной рамки, делается укол по срезу линейки от того же меридиана сторону заданной долготы. Точка, отмеченная уколом циркуля, является искомой.
Задача 3.Измерить расстояние между двумя точками на карте.
Если расстояние можно взять одним раствором циркуля, то одна ножка циркуля прикладывается к начальной точке, другая к конечной. Затем, не допуская изменения раствора циркуля, приставить циркуль вертикальной (боковой правой или левой) рамке карты в широте, где лежат точки, между которыми измеряется расстояние, и снять количество минут, с точностью до 0,1. Например, по вертикальной рамке раствору циркуля соответствует 12',3, это означает, что расстояние между точками составляет 12,3 мили (1миля и 3 кабельтова).
Если одним раствором циркуля нельзя охватить всего расстояния между точками, то его следует разбить на части и каждую часть измерить отдельно, приставляя циркуль к вертикальной рамке карты в районе широты, которая соответствует измеренной части. Затем измеренные расстояния частей складываются для получения искомого расстояния между точками.
Задача 4.Проложить от заданной точки истинное направление.
Приложив транспортир совместно с параллельной линейкой на карту дугой вверх так, чтобы центральная риска транспортира совпала с ближайшим к заданной точке меридианом, следует повернуть транспортир и линейку вправо или влево до совпадения того же меридиана со штрихом на дуге транспортира, соответствующим заданному направлению. Затем необходимо убрать транспортир, а линейку раздвинуть до заданной точки и провести от нее карандашом прямую линию в надлежащем направлении.
Задача 5.Определить направление проложенной на карте линии.
К проложенному направлению на карте прикладывается параллельная линейка и к ней приставляется транспортир. Затем, перемещая транспортир вдоль линейки, необходимо добиться совпадения его центральной риски с одним из меридианов на карте. Деление транспортира на дуге, через которое проходит тот же меридиан, указывает истинное направление. При этом, если заданное направление составляет острый угол с северной частью меридиана, то ему соответствует верхний отсчет на дуге транспортира, если тупой, - то нижний.
Задача 6.Отложить от данной точки по заданному направлению известное расстояние.
Проложив от точки указанное направление (задача 4), необходимо взять циркулем с вертикальной рамки в соответствующей широте заданное расстояние и отложить его на проложенной линии. При снятии расстояний между двумя точками следует придерживаться правил, указанных в задаче 3.
Задача 7. Перенести данную точку с одной карты на другую.
а) Снять с одной карты широту и долготу (задача 1) и по полученным координатам нанести эту точки на другую карту (задача 2).
б) Снять с одной карты направление на заданную точку и измерив расстояние до нее от изображенного на карте какого-либо приметного ориентира (маяк, знак, мыс и т.п.), имеющегося на обеих картах, провести на второй карте от этой точки снятое направление и отложить по нему в масштабе второй карты измеренное расстояние.
От умения и навыков решать указанные задачи на. карте зависит правильное ведение навигационной прокладки, нанесение обсервованных точек и осуществление других графических построений. Поэтому судоводителю, управляющему судном в морских районах с использованием навигационных карт, необходимо путем тренировок добиться безукоризненного решения задач, связанных с графическими построениями, снятием и нанесением географических координат, расстояний и истинных направлений на морской карте.
