Назначение и общее устройство компаса. Магнитные компасы
На следующий день фрегат "Звенящий" снова беспечно бежал под парусами в открытом океане, а на его палубе продолжались занятия.
– Прежде всего хочу вам сказать, что моряки говорят не "ко мпас", а "компа с", – сообщил Яков Платонович, потому что пришла очередь познакомиться с этим мореходным инструментом. -
Доказательство тому еще одна морская песня писателя Александра Грина, она мне очень нравится.
Гирокомпас, который не подвержен земному магнетизму, состоит из гироскопа, ротор которого вращается вокруг оси, ограниченной горизонтальной плоскостью, так что ось совмещена с линией Север-Юг, параллельной оси вращения Земли, указывает на истинный север.
Согласно древним китайским рукописям, император Хван Ти построил более 500 лет назад карету с устройством, которое всегда ориентировало его на север. Моряки взяли это изобретение из определенных камней, используемых для поклонения священниками Среднего Царства.
И это, скорее всего, было использовано в восточноазиатских странах к третьему столетию христианской эры. И есть те, кто думает, что через тысячелетие Марко Поло представил его Европе. Китайцы использовали кусок тростника, содержащий магнитную иглу, которая плавала над водой, и поэтому указывала на магнитный север. Но в некоторых случаях это не сработало, потому что это должно было быть в спокойных водах, причина, почему это было совершено итальянцами.
Южный Крест там сияет вдали,
С первым ветром проснется компа с.
Бог, храня корабли,
Да помилует нас…
Чтобы Бог действительно хранил корабль в дальнем плавании, моряки сами должны умело управлять своим судном. И компас в этом деле – их главный и надежный помощник.
Конечно, морской компас отличается от сухопутного компаса не только ударением в названии…
Известно явление магнетизма; давно известно, что тонкий элемент намагниченного железа направлен на север, существует несколько теорий о том, кто изобрел компас. Здесь вы можете увидеть оба полюса Земли. При наблюдении магнитного полюса он смещается относительно географического полюса. Стрелка компаса всегда указывает на северный магнитный полюс.
Компас - это магнитный инструмент, описанный в «Божественной комедии» Данте: Навигаторы имеют компас, который посередине заперт болтом, легкое бумажное колесо, вращающееся вокруг болта; сказал, что у маленького колеса много точек, и один из них нарисовал звезду, пронзенную иглой; когда навигаторы хотят видеть, где находится Трамунтана, отметьте эту точку магнитом.
– Еще и величиной, да? – спросил Вася.
– Величина – это само собой. – Но есть и принципиальная разница в конструкции.
В обычном туристическом или школьном компасе на игле ходит магнитная стрелка. Ходит своим концом над круглой шкалой с делениями и буквами.
А в морском компасе на игле устроилась сама шкала.
Называется она КАРТУ ШКА. Похоже на слово «карточка». Такая круглая карточка с делениями градусов, из непромокаемого картона или пластмассы.
Именно он усовершенствовал его, приостановив иглу на пике, подобном сохранившейся в настоящее время. Позже был достигнут новый прогресс, когда английскому физику сэру Уильяму Томсону удалось сделать этот инструмент независимым от движения корабля во время штормов и отменить эффекты конструкций корабля на магнитном компасе.
Были добавлены устройства с правильными отклонениями, скоростью и курсом; и на трансатлантических судах и кораблях обычно электрически соединены с автопилотом. Эти гирокомпасы указывают на истинный север, а магнитный компас точно указывает на магнитный север. Было обнаружено, что какой-то минерал привлекает железо. Как это было обнаружено вблизи города Магнезия в Малой Азии, его называли магнезиальным камнем, и это явление называлось магнетизмом. Это было впервые изучено Фалесом из Милета. Позднее было обнаружено, что если железный или железный материал был протернут магнитной рудой, он был намагничен.
– Разве компас заливает волнами? – удивился Антон.
– Нет, конечно. Он закрыт сверху водонепроницаемым стеклом с резиновой прокладкой. Непромокаемость картушке нужна для другого… Давайте разберем устройство морского компаса подробнее, тогда вы все поймете.
Яков Платонович открыл шкаф и достал небольшую черную посудину. Вместо ручек у посудины вокруг верхней части располагалось кольцо.
Испанский термин для магнита происходит от латинского слова, означающего «твердый камень». Было также обнаружено, что если магнитную стрелку можно свободно вращать, она всегда будет указывать на направление север-юг. Арабы смогли узнать у них это явление, и, возможно, некоторые крестоносцы также узнали от арабов, достигнув таким образом Европы. Первый, называемый магнитным компасом или просто компасом, состоит из коробки, называемой корзиной, в которую помещается градуированный диск. Эта градация - это не что иное, как роза ветров или морская роза, несущая отпечаток четырех основных точек, север, юг, восток и запад и 28 наиболее распространенных направлений или направлений.
– Котелок! – удивился Антон. – На костре закоптился…
– Ты прав. Этот корпус корабельного магнитного компаса так и называется – котелок. Дно у него тяжелое. Поэтому, когда котелок подвешивают в этом кольце (оно называется к а р д а н о в о е к о л ь ц о), компас сохраняет ровное горизонтальное положение при любой качке.
Но, конечно, котелок не закопченый, а покрашен в черный цвет. Вообще-то он латунный. Железным его делать нельзя, магнитные стрелки сразу сбились бы с толку.
В точке ветровой розы, обозначенной севером, размещается магнитная игла, и вся поверхность может свободно вращаться внутри бункера. Диск устанавливается между кольцами, которые, находясь в карданной подвеске, заставляют поддерживать горизонтальность, несмотря на ролики и кивки лодки. Моряки также часто используют портативный компас, прозрачный диск которого плавает в масле, сконцентрированный в круглой коробке, также прозрачный. Это позволяет компасу размещаться на навигационной карте, что облегчает оценку курса.
Компас компаса, геодезический или топографический, имеет лимбо градуированный от 0 до 90 градусов, а ориентирующий штифт - независимый от него. Этот компас должен быть закреплен на земле с помощью треноги, прибитой к земле. Затем установите уровень, используя систему водяных пузырьков и выравнивающих винтов. Как только эти задачи будут завершены, оператор может начать свою работу. Для этого он пристально следит за точным прицелом, который привязал компас и что соответствует.
На дне котелка устанавливаетя ш п и л ь к а с острием из очень прочного металла. На шпильке и сидит картушка.
Картушка компаса устроена так. В центре ее укреплен пустотелый, из тонкой латуни, поплавок. Он похож на приплюснутый шарик. В нижней части его – маленькая перевернутая чашечка из твердого камня (обычно из агата). Называется она т о п к а (похоже на слово "топ", не правда ли?). Топкой поплавок и надевается на острие шпильки. Сидит на шпильке он очень легко. В котелок налита специальная жидкость, а в жидкости поплавок делает картушку почти невесомой…
Как только он установил точку, которую он хотел наложить на расстояние, он фиксирует намагниченную иглу специальным винтом, а затем удобно измеряет угол, образованный между севером, точкой наблюдения и наблюдаемым объектом. Таким образом, можно получить карты наблюдаемых территорий.
Поскольку магнитный компас, используемый на судах, нарушается огромным количеством стали, входящей в ее конструкцию, и металлическим зарядом, который они переносят, что значительно изменяет линии магнитного поля Земли и тем самым вызывает ненормальное отклонение иглы компаса, расположены на удобном расстоянии от розы ветров, устройства, называемые компенсаторами, состоящие из магнитов и желез железа, которые производят эквивалентные действия, но противоположны тем, которые мешают стреле компаса или компасу.
– Так вот зачем картушка непромокаемая! Потому что в жидкости! – догадался Антон.
– Невесомая картушка, конечно, легче вертится на игле, – заметил Слава.
– И кроме того, – сказал Яков Платонович, – жидкость служит для картушки тормозом: не дает ей крутиться без цели и слишком сильно болтаться…
Но, если говорить точно, картушка внутри компаса и не вертится. Почти. По крайней мере, она всегда старается остаться неподвижной. А вертится вокруг нее компасный котелок. Вместе с кораблем. Да-да!.. Дело в том, что внизу к поплавку прикреплены стрелки – намагниченные стальные полоски в свинцовых пенальчиках. Их несколько. В некоторых компасах бывает две, а вот в этом, российского образца, целых шесть…
Они, состоящие в основном из гироскопов значительного веса, которые вращаются с быстрым движением вращения, около 000 оборотов в минуту, приводимые в движение электродвигателем, всегда указывают на истинный север. С другой стороны, воздушные суда используют устройства, называемые радиокомпаниями, которые образованы антенной, приемным устройством и индикатором. С его помощью пилоты определяют свое направление, поскольку антенна вращается и ориентирована в направлении радиопередающих устройств, положения которых известны.
Существуют также фиксированные антенные радиокомпозиты, которые используются для заранее установленных полетов на определенный радиопередатчик. Первое упоминание о компасе в мусульманском мире. Вероятно, он прибыл на Шелковый путь. Компас - это инструмент, используемый для определения любого направления земной поверхности с помощью магнитной стрелки, которая всегда маркирует магнитные полюса Север-Юг.
– Для равновесия? – спросил Слава.
– Не только. Несколько стрелок точнее, чем одна, выдерживают направление "север – юг".
Сохраняя такое положение, стрелки удерживают и поплавок с картушкой. Поэтому картушка своей северной отметкой (там цифра 0 и буква N) всегда смотрит на север, в какую бы сторону ни шло судно.
Видите, что получается? Корабль меняет курс, корпус его поворачивается, с ним поворачивается и котелок компаса с натянутой в нем черной проволочкой – курсовой нитью. А картушка-то благодаря стрелкам всегда в одном положении. Курсовая нить ходит перед ее краем и показывает курс. Потому что на картушке нанесены обозначения стран света и все 360 градусов. Ноль градусов точно совпадает с севером.
Сначала китайцы использовали кусок тростника, который содержал магнитную иглу и плавал над водой, указывая на магнитный север. Но в некоторых случаях это не сработало, потому что им нужна была вода, чтобы быть спокойной. Сначала они использовали водные сосуды, затем уменьшали их размеры и использовали водный сосуд, который был заменен вращающимся валом, добавив «розу ветров», которая служит руководством для расчета направлений.
Но прежде всего, предсказатели использовали намагниченные камни, чтобы построить свои гадательные столы, пока в какой-то момент кто-то не понял, что камни всегда указывали в одном направлении, что привело к созданию первых компасов. Этими первыми компасами были намагниченные иглы, плавающие в сосудах с водой, о которых мы говорили, и которые со временем улучшали и уменьшали их размеры, чтобы стать переносными приборами.
Устройство компаса
Когда надо определить, куда идет судно, смотрят на компас и докладывают, что показывает курсовая нить. Например: "Курс сорок пять градусов" или "курс норд-ост"…
– А что такое "норд-ост"? – спросила Ксеня.
– Северо-восток. Но об этом чуть позже. Закончим вопрос об устройстве компаса.
Смотрите, в жидкости под стеклом плавает пузырек. Дело в том, что этот компас старый, мне подарили его, когда он уже отслужил свой срок. А вообще-то в жидкости пузырьков быть не должно. Для этого на дне компаса есть специальная упругая пластина – м е м б р а н а, а под ней маленькая к а м е р а с воздухом. Мембрана за счет упругости воздуха подпирает жидкость и выдавливает пузырьки.
Любопытно, что китайские компасы всегда указывают на Юг, а европейские указывают на Север, поэтому некоторые исследователи считают, что европейский компас является изобретением, независимым от Китая. Арабы, вероятно, взяли китайское изобретение, так как их карты и компасы также указывают на Юг, а не на Север.
Компас не может использоваться ни на Северном полюсе, ни на Южном полюсе, поскольку сближение силовых линий магнитного поля Земли отменяет его функциональность и не может выровнять или правильно указать на Север. Когда компас прибыл в Европу в эпоху Возрождения, европейцы думали, что это сработало колдовством, и они назвали его компасом, который является уменьшителем ведьмы.
Компасы бывают разных размеров. Они различаются по диаметру (то есть поперечной ширине) картушки. Этот вот – большой, 127-миллиметровый. Он ставится на крупных судах. Бывают поменьше – 100-миллиметровые. А есть шлюпочные компасы, у них картушка 75-миллиметровая.
– Прямо как калибр у снарядов, – заметил Вася.
– Да. Но компас – вещь мирная, служит для безопасности плавания. Без него в открытое море не пойдет ни один капитан.
Будьте верны той или иной теории, что неоспоримо, так это то, что благодаря своей внешности мореплаватели смогли улучшить навигацию, и оттуда они смогли приехать на новые земли, что позволило ему установить торговые соглашения и тем самым способствовать расширению великих цивилизаций. В морской терминологии компас называется компасом, который исходит от французского слова, означающего поворот.
Следует помнить, что вопрос о кардинальных моментах имел большое культурное значение в Китае. Например, Север был настолько символичен, что традиция заключалась в том, что они должны всегда сидеть к северу от дворца, глядя на юг. После того, как он был разработан, компас начал использоваться для ориентации в открытом море еще китайцами, вероятно, в течение года. Первый документ, в котором упоминается использование компаса как навигационного инструмента, поэтому считается официальным источником, является компасом Чжу Ю, де.
– А что за жидкость в котелке? – спросил любознательный Слава. – Она не замерзнет, если корабль поплывет среди льдов, у полюса?
– Она не замерзает даже в крепкий мороз. Иногда это смесь глицерина и спирта. А в компасах вот этой системы – просто раствор этилового спирта, иначе говоря, винного…
Вася хихикнул. Яков Платонович тоже усмехнулся:
Тем временем, спустя почти тысячу лет после создания первого компаса, ложка в центре была заменена железным листом, и название аппарата также изменилось на «рыба, указывающая на юг» из-за формы листа. Но как это устройство покинуло Азию и дошло до? Правда в том, что никто точно не знает, как это произошло, что есть различные возможные теории. Во время этого путешествия компас привлек бы внимание картографов и астрономов, которые начали распространяться оттуда. История компаса не остановилась! Как оказалось, это было действительно очень полезно, оно стало все более совершенным, до тех пор, пока мы не достигли современных версий, которые мы знаем сегодня.
– Да, существует на этот счет немало анекдотов: о штурманах, которые вылили в себя содержимое котелка и перепутали север с югом… Помните, я рассказывал о празднике Нептуна, который устроили на баркентине практиканты? Был в их спектакле и такой эпизод: во время экзамена Нептун задает вопрос:
Ну а кто теперь мне скажет,
что такое л и с е л ь – с п и р т?
Это стало началом появления современного компаса. Фактически, появилось несколько моделей. Интересно отметить, что размер компаса был уменьшен, что увеличило практичность использования этого устройства. Сосуды, найденные сегодня, состоят из коробки из прозрачного материала, называемой капсулой, а внутри нее игла, которая сделана из металла. Эта игла имеет свободное движение, но поддерживается на оси и намагничена, ее привлекает магнитный северный полюс Земли, указывая на нее. Эта привлекательность происходит потому, что внутри планеты много расплавленного железа, которое в конечном итоге функционирует как огромный магнит.
Вы-то, конечно, помните, что это деталь рангоута для дополнительного паруса л и с е л я. Но в спектакле "бестолковым" курсантам это неизвестно. И один храбро отвечает:
Но это, разумеется, ради смеха. Я встречал в жизни всяких моряков, в том числе и тех, кто любил хлебнуть лишка. Но таких дурней, которые пытались бы для этого использовать содержимое компасного котелка, не видел ни разу… Ну, посмеялись и поехали дальше.
Некоторые факторы могут помешать точной и совершенной работе компаса. Крупные месторождения железной руды; Высоковольтные линии; заборы; Объекты, у которых есть железо в их структуре. Эти помехи возникают из-за того, что упомянутые выше элементы могут также привлечь и стрелу компаса, «запутывая» ее ориентацию. Компас считается одним из самых важных изобретений человека.
Мы знаем, что компас указывает на магнитный северный полюс. Но что это такое? Мы говорим о магнитном севере, но на самом деле это южный полюс созданного. Эта конкретная контрольная точка не лежит точно на точке, определяемой как точка контакта между осью вращения Земли и поверхностью планеты.
На большом судне обычно несколько компасов. Главный из них так и называется – г л а в н ы й. Он устанавливается на верхнем мостике, по нему назначается курс судна и проверяются показания других компасов. П у т е в о й компас стоит перед штурвалом – по нему рулевой ведет судно. В разных местах корабля могут стоять еще несколько компасов – запасные и для дополнительного контроля.
В одном морском музее я видел старинный компас специально для капитана. Он – перевернутый. Вместо дна в котелке стекло, и через него видно картушку. Такой компас привинчивался к потолку каюты. Капитан мог следить за курсом, не вставая с койки. Поспал, приоткрыл глаза, убедился, что все в порядке и – можно смотреть сны дальше, пока опытные помощники на вахте…
Но обычно компасы крепят не на потолке, а на специальных тумбочках – деревянных или из немагнитного сплава.
Такая тумбочка называется НАКТОУЗ. В переводе с голландского – "ночной домик". Потому что на такой тумбочке компас всегда под специальным чехлом или колпаком – как в домике под крышей. И по ночам там горит лампочка. В тихую погоду это выглядит уютно – словно огонек в лесной избушке. Помню, в одной книжке я прочитал такие стихи:
Мы без огней плывем во тьме,
Уйдя от всех погонь.
И лишь украдкой на корме
Горит, как свечка на окне,
Нактоузный огонь…
Нактоузы бывают разных форм. У нас на "Меридиане" у штурвала стоял деревянный, а колпак над компасом походил на медный шлем водолаза с цилиндрическими приставками по бокам. Это были запасные масляные лампы для подсветки картушки – на тот случай, если испортится двигатель, не станет электричества и погаснет лампочка в донышке компасного котелка…
А внутри любого нактоуза есть специальное устройство с магнитами, чтобы устранять ошибки компаса.
– Разве в компасе бывают ошибки? – удивился Вася.
– Конечно. На каждом судне, даже на деревянном, немало всякого железа. Оно очень влияет на магнитные стрелки под картушкой… Те, кто читал книгу "Пятнадцатилетний капитан", помнят, как злодей Негоро сунул под компас железный брус. Картушка сбилась, и бригантина "Пилигрим" проплыла мимо Америки… Ну, сейчас таких громадных ошибок быть не может, но мелких досадных погрешностей – сколько угодно.
Кстати, отклонение компасной картушки под влиянием корабельного железа называется д е в и а ц и я. Чтобы уменьшить ее, и стоят в нактоузе магниты-регуляторы.
Но совсем убрать девиацию удается редко. Поэтому штурман всегда должен учитывать ее при прокладке курса – прибавлять или вычитать градусы поправки.
А еще необходимо учитывать м а г н и т н о е с к л о н е н и е.
Дело в том, что географические полюса Земли – Северный и Южный – не совпадают с магнитными полюсами, которые управляют компасными стрелками. Например, Северный магнитный полюс находится в Гренландии. Магнитные полюса отклоняют стрелки от настоящего севера и юга. Вдали от полюсов это не очень заметно, а в полярных водах разница велика. Вот эта разница между направлениями на магнитный и географический полюс называется м а г н и т н ы м с к л о н е н и е м. Оно измеряется в градусах и бывает восточным или западным – в зависимости от того, куда магнитная сила тянет картушку от географического полюса. Вернее, от меридиана, который через этот полюс проходит.
Надо сказать, что через магнитные полюса тоже можно провести меридианы. Они так и называются – м а г н и т н ы е. А меридианы, идущие через географические полюса, носят название – и с т и н н ы е.
Магнитное склонение – это угол между истинным и магнитным меридианом.
Чтобы облегчить работу штурманов, на морских картах печатают компасные картушки и на них указывают – какое склонение в этом районе моря.
Со склонением и девиацией всегда много возни, и чтобы избежать ее, инженеры придумали компасы без магнитных стрелок, – сообщил Яков Платонович.
– Как же эти компасы работают? – изумился Слава.
– Сейчас объясню… Ксеня, я вчера чинил твой велосипед и снял переднее колесо. Пожалуйста, принеси его из прихожей.
Конечно, Вася опередил Ксеню и принес колесо сам.
– Слава, держи его за ось, с двух сторон, – велел Яков Платонович. – А остальные постарайтесь раскрутить… Осторожнее… Осторожнее, но посильнее… Вот так. А теперь, Слава, попробуй быстро повернуть ось, изменить наклон колеса…
Слава попробовал. Не получилось! Стремительно шуршащее в воздухе колесо не слушалось мальчишки! Оно со своей осью желало остаться в прежнем положении.
– Вот видите! – обрадованно сказал Яков Платонович. – Это называется э ф ф е к т г и р о с к о п а.
Г и р о с к о п – это быстро вращающийся диск или волчок. Он всегда старается сохранить положение своей оси в пространстве.
– Как детская юла! – воскликнул Антон. – Она ведь тоже не падает, когда крутится!
– Правильно! Юла – тоже гироскоп… Теперь представьте, что один конец оси направлен на север, а другой, таким образом, смотрит на юг. Раскручиваем диск… Ось – вместо стрелки. И не надо никакого намагничивания.
– Как просто! – воскликнула Ксеня.
– Нет, друзья. Это я стараюсь объяснить попроще. На самом деле ось не будет долго смотреть на полюса: ведь Земля-то меняет положение в пространстве – в отличие от гироскопа. Поэтому компас, который называется г и р о с к о п и ч е с к и м, – очень сложное устройство. В нем целая система волчков-гироскопов, они спрятаны внутри пустотелого шара – г и р о с ф е р ы. Гиросфера обладает удивительным свойством. Когда с помощью электричества в ней запускаются гироскопы, она под их действием, а также под действием вращения Земли с а м а встает в нужную позицию – северной отметкой своего кольца точно на Северный географический полюс.
Правда, делает это гиросфера не сразу, постепенно. И торопить ее не следует. Поэтому гирокомпас перед плаванием включают заранее.
– Вот бы посмотреть, – сказал Слава, который, наконец, опустил колесо (устали руки).
– К сожалению, у меня гирокомпаса нет. Это очень дорогая штука и, к тому же, громоздкая. Размером с бочонок… Гирокомпас устанавливается в глубине корпуса судна, чтобы поменьше было всяких механических влияний.
– И туда, в глубину, штурман каждый раз лазит, чтобы проверить курс? – огорчился Слава.
– Вовсе нет! От этого компаса, который называется м а т к а, тянутся электрокабели к специальным приборам – р е п и т е р а м, в переводе на русский язык "репитер" значит "повторяющий".
Репитеры похожи на магнитные компасы. Только их картушками управляют не магнитные стрелки, а электросигналы, идущие от гирокомпаса. И на всех репитерах – одинаковые показания.
Удобство в том, что репитеров может быть сколько угодно и можно расставить их по всему судну.
– Но, значит, есть и какое-то неудобство? – догадливо спросил Слава.
– К сожалению, есть. Гирокомпас – прибор капризный… У нас на баркентине был штурман, который любил рассказывать одну историю-анекдот, с этаким одесским юмором.
"Плывут по Черному морю два теплохода. Один вахтенный кричит с борта другому:
– Эй, братья-морячки, куда путь держите?!
– Это что же, вы сами не видите, да? Ясно же, что на Одессу-маму!
– Нет, вы послухайте, шо этот человек мне говорит! Это мы идем на Одессу, а вы аккуратным образом наоборот!
– Шо вы мне рассказываете, молодой человек! Де у нас Одесса? На севере! А де у нас солнышко? Обратно на пивдене, потому что сейчас аккуратненько двенадцать часов. Оно нам светит в корму. Значит, мы и движемся на север!
– Та шо же вы хотите сказать? Шо солнце у каждый полдень обязательно бывает на юге?
– Ха! Такой простой астрономии не знаете? Як же вы тогда свое корыто, извините, по морю водите?
– Да у нас же гирокомпас!
– И у нас! Он-то и кажет курс на север!
– Так и у нас на север!.. Хлопцы, кличьте капитана на мостик, с географией полная мамалыга!.."
Оказалось, что на одном судне гиросфера в матке взяла да по собственному капризу и развернулась на сто восемьдесят градусов. То есть задом наперед. Иногда они могут выкидывать подобные фокусы. Поэтому нужен глаз да глаз…
Когда кончили смеяться, Яков Платонович продолжал:
– Ну, а кроме того, гирокомпас зависит от электропитания. А если вдруг авария с машиной и электричества нет? Однажды с нами произошла такая история у Азорских островов – вырубился двигатель. Ну ладно, идем под парусами. А куда идти, если гирокомпас выключен? Вот тут-то и выручил нас магнитный компас. Старый, заслуженный, но надежный – он не выключается никогда.
На самых современных судах магнитные компаса стоят обязательно. Мало ли что бывает в море. Судно не должно терять способность к плаванию, если исчезла энергия. Особенно парусник. Поэтому на судне всегда должны быть инструменты, не зависящие от электричества.
– Закон патефона, – сказала Ксеня.
– Что за закон? – удивился Вася.
– Это дедушка его придумал. Когда мы встречали Новый год, вдруг погас свет, авария в трансформаторной будке. Во всем доме крики и жалобы: люстры не горят, гирлянды на елках погасли, телевизоры не работают. А дедушка зажег свечи и вытащил старый патефон. Ну, знаете, такой чемодан с пружиной внутри и ручкой для завода, и поставил пластинку:
Что ж вы, друзья, приуныли?
Иль песни морские забыли?
И мы хорошо так праздновали. Даже немножко досадно было, когда включилось электричество.
– Раз уж нет гирокомпаса, может, посмотрим патефон? – предложил простодушный первоклассник Антон. – И послушаем пластинки?
Яков Платонович сказал, что это можно.
И скоро потертый патефон, который сохранился у боцмана Пёрышкина с детства, играл пластинку с песенкой из такого же старого фильма "Дети капитана Гранта":
Жил отважный капитан,
Он объехал много стран…
Коты сидели у патефона и слушали, наклонив головы. Синтаксис хотел потрогать блестящую головку мембраны, но Яков Платонович сказал: "Я тебя… " И растопыренная Синькина лапа замерла в воздухе.
– А диск у патефона тоже почти что гироскоп, – заметил Вася, – Вот как вертится!
Пластинка кончилась. И, прежде, чем ее перевернуть, Яков Платонович сообщил:
– С компасом мы еще не закончили. Завтра я расскажу вам про деления на его картушке.
Моряков: компа́с ) - устройство, облегчающее ориентирование на местности путем указания на магнитные полюса Земли и стороны света, магнитный компас начинает давать неверные значения вблизи другого компаса и вблизи стальных предметов.
Существуют несколько принципиально различных видов компаса: магнитный компас, гирокомпас , астрономический компас , а также компасы, ориентирующиеся на положение искусственных объектов: радиокомпас и спутниковый компас.
Магнитный компас
История создания
Морской компас впервые описывает Кипчаки в 1282 году, а затем ал-Макризи (ум. 1442).
Гирокомпас
Гирокомпас - прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов . Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс . Обычно гирокомпас применяется как опорное навигационное устройство в судовых рулевых системах с ручным или автоматическим управлением, а также при решении различных задач иного рода, например, для определения точного направления при наводке орудия боевого корабля. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжел; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг. Для нормальной работы гирокомпаса необходимо устойчивое основание, не испытывающее ускорений и фиксированное относительно земной поверхности, причём скорость его перемещения должна быть пренебрежимо мала по сравнению со скоростью суточного вращения Земли на данной широте.
История создания
Прототип современного гирокомпаса первым создал Герман Аншютц-Кэмпфе (запатентован в ), вскоре подобный прибор построил Э. Сперри (запатентован в ). В последующие годы разрабатывалось множество гирокомпасов различных модификаций, но наиболее удачные из них принципиально почти не отличались от устройств Аншютца и Сперри. Приборы современной конструкции значительно усовершенствованы по сравнению с первыми моделями; они отличаются высокой точностью и надёжностью и удобнее в эксплуатации.
Устройство
Простейший гирокомпас состоит из гироскопа , подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна.
Принцип действия
Предположим, что гирокомпас находится на экваторе, а ось вращения его гироскопа совпадает с направлением запад - восток; она сохраняет свою ориентацию в пространстве в отсутствие воздействия внешних сил. Но Земля вращается, совершая один оборот в сутки. Так как наблюдатель, находящийся рядом, вращается вместе с планетой, он видит, как восточный конец (E) оси гироскопа поднимается, а западный (W) опускается; при этом центр тяжести шара смещается к востоку и вверх (позиция б). Однако сила земного притяжения препятствует такому смещению центра тяжести, и в результате её воздействия ось гироскопа поворачивается так, чтобы совпасть с осью суточного вращения Земли, то есть с направлением север - юг (это вращательное движение оси гироскопа под действием внешней силы называется прецессией). Когда ось гироскопа совпадет с направлением север - юг (N - S, позиция в), центр тяжести окажется в нижнем положении на вертикали и причина прецессии исчезнет. Поставив метку «
