Основы земного магнетизма. Магнитный компас в яхтинге.

История изобретения и какими были старинные компасы

1️⃣ История гласит, что впервые компас появился во время правления китайской династии Сун ввиду необходимости ориентирования в пустыне.

2️⃣ Далее, в XI веке в Китае появилась плавающая стрелка для компаса, изготовленная из искусственного магнита. Как правило, изделие было в форме ? рыбки. Эта рыбка опускалась в наполненный водой сосуд, где она, в свободном плавании, направляла голову на юг. Такие плавающие компасы устанавливались на носу или корме китайских ? кораблей.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

3️⃣ В таком виде компас в XII веке дошел до арабов, а до европейцев – в начале XIII века: сначала “плавающая игла” была перенята итальянскими моряками, затем испанцами, португальцами, французами, а позднее – немцами и англичанами.

К тому моменту компас уже выглядел как намагниченная иголка и деревянный брусок, плавающие в сосуде с водой. Позднее его стали накрывать стеклом, чтобы защитить от ветра.

4️⃣ А уже в середине XVI века стали использовать бумажный круг, а в середине его – размещенную на острие магнитную стрелку.

5️⃣ Итальянец Флавио Джойя ощутимо модифицировал вид компаса в начале XIV века. Теперь это была магнитная стрелка, надетая на вертикальную шпильку, что обеспечивало лучшее вращение.

Более того, Джойя предложил разделение круга компаса на 16 румбов, чтобы было возможно определение и других сторон света, а не только севера и юга. Именно этот вариант компаса стал прототипом современного устройства.

Поскольку в античные времена центром обитаемого мира считалось Средиземное море, а картографы наибольшее внимание посвящали территориям, расположенным к северу от моря, верх карт был ориентирован на север.

Между тем, на китайских картах сверху располагался юг, а на арабских — восток. Античная традиция вернулась лишь в XV веке, но уже утвердила и распространила компасы со стрелкой, указывающей именно на север.

Виды креплений для компасов

Основы земного магнетизма. Магнитный компас в яхтинге.

Выбор крепежа для компаса целиком и полностью зависит от предпочтений владельца и от назначения использования прибора.

? Существуют следующие опции:

  • шнурок, лента или цепочка для ношения компаса на шее;
  • наручный ремень, с помощью которого компас можно носить как наручные часы;
  • карабин;
  • брелочное крепление; порой вместо металлического кольца встречается небольшой шнурок;
  • карманный вариант ношения компаса, то есть без крепежа.

Что такое магнитное поле Земли?

Этапы Действия
1. Выбор иглы Для иглы подойдет любое металлическое изделие, которое можно намагнитить. Чаще всего под рукой оказываются швейные иглы, скрепки, лезвия бритвы, шпильки, булавки.
2. Выбор способа намагничивания иглы Намагнитить иглу можно разными методами: постучать по ней куском стали или чугуна, потереть о магнит для холодильника, о шелк или шерсть и так далее.
3. Подбор дополнительных материалов Для компаса также необходима емкость, наполненная водой и небольшой кусок пробки (можно заменить любым другим нетонущим материалом).

? Алгоритм дальнейших действий прост:

  1. Намагнитить иглу.
  2. Поместить иглу в пробку или на нее (вариант крепления зависит от используемого материала. На природе, например, можно взять обыкновенный лист и разместить иглу на нем).
  3. Налейте в емкость воды (вовсе необязательно наполнять ее до краев).
  4. Поместите компас на воду и подождите, пока игла развернется в нужном направлении (имейте ввиду, что ветер и течения исказят результаты. Поэтому используйте глубокую емкость, края которой закроют компас от ветра, или лужу с неподвижной водой вместо озера или реки).
  5. Направление, в котором развернулась игла, указывает на север.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

?Видео – как изготовить компас из подручных материалов в лесу

Магнитное поле планеты представляет из себя особое силовое поле, которое оказывает определенное воздействие на электрические заряды. Так, именно его наличие помогает Земле бороться с губительными для всего живого ионизированными частицами солнечного ветра, без которого жизнь в знакомом нам виде просто не могла бы существовать. Кроме того, подобная необходимость резко сужает число потенциально обитаемых экзопланет, которые будут доступны на детального изучения в будущем.

Известно, что магнитное поле Земли возникает в результате постоянного вращения планеты, которое приводит к кипению вязкой железистой жидкости в ее ядре, благодаря чему магнитные полюса планеты постепенно смещаются в ответ характер движения и скорость внутрипланетной жидкости.

Из-за того, что магнитное поле Земли не располагается по прямым линиям, ведущим от Северного полюса до Южного, по мере их движения к Южному полюсу, магнитные линии поля будут постепенно изгибаться для того, чтобы в конечном итоге попасть прямо под землю. Столь необычная особенность влечет за собой довольно неприятный эффект, вводящий в заблуждение любого отважного путешественника, решившего в одиночку отыскать заветный Южный полюс планеты: стрелка компаса попросту указывает неверное направление и уводит горе-путешественника от нужной цели.

Если вам понравилась данная статья, приглашаю вас присоединиться к нашему официальному каналу на Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезной информации из мира популярной науки и техники.

Основы земного магнетизма. Магнитный компас в яхтинге.

Из-за того, что компасы часто отличаются непредсказуемым поведением рядом с магнитными Северным и Южным полюсами, полярные исследователи все чаще используют технологию GPS, позволяющую отыскать правильное направление на север. Поэтому если однажды вы загоритесь желанием непременно посетить Антарктиду и Южный полюс, то советуем вам приобрести качественный GPS навигатор, а старый добрый компас оставить для путешествий к экватору, ведь только там все линии магнитного поля планеты являются полностью горизонтальными и параллельными поверхности планеты.

Материал данной статьи как раз и посвящён объяснению всех перечисленных выше явлений и закономерностей, а также способов их практического использования в яхтинге. Наш земной шар, как это ни странно, представляет собой обыкновенный, но только очень большой магнит, окруженный, как положено, своим собственным магнитным полем.

Говоря грубо, стрелка магнитного компаса стремится расположиться вдоль этих силовых линий. Но стрелка — практически прямая, а силовые линии — приближенные к эллиптической форме кривые. Поэтому стрелка располагается не строго горизонтально , а почти по касательной к силовой линии. И наклонена относительно плоскости горизонта к земле на некоторый угол.

Этот угол характеризует магнитное наклонение . Отсюда определение магнитного наклонения, которое вытекает из элементарных законов геометрии — магнитное наклонение — вертикальный угол между осью свободно подвешенной стрелки магнитного компаса и плоскостью истинного горизонта. Для лучшего запоминания — магнитное наклонение — это то, что заставляет стрелку наклоняться к земле.

Вблизи полюсов наклонение принимает значение 90°. Это значит, что стрелка магнитного компаса стремится принять вертикальное положение. Такая стрелка хороша, как отвес, но никуда не годится, как определитель направлений в море. На экваторе же стрелка магнитного компаса чувствует себя вольготно, располагаясь практически горизонтально.

Ничто не мешает ей хорошо делать своё дело (магнитное-то наклонение равно нулю!).Отсюда правило: лучше всего магнитный компас работает в районе экватора , и совсем неприменим в непосредственной близости от полюсов . И соответственно,  при практической навигации в яхтинге магнитное наклонение не учитывают , если конечно нет планов посетить Арктику или Антарктиду , где , мягко говоря, не очень комфортно на яхте.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

Вертикальная плоскость, проходящая через силовую линию магнитного поля (а, значит, и через стрелку магнитного компаса) называется в навигации плоскостью магнитного меридиана. Плоскость магнитного меридиана пересекает поверхность земного шара. В результате этого пересечения получается замкнутая кривая, близкая к окружности.

Эта кривая — магнитный меридиан наблюдателя.Но в разных, расположенных даже довольно близко, точках Земли оказывается (при точных замерах), что стрелка магнитного компаса показывает не одно и то же направление — на магнитный полюс. Такое природное явление обусловлено тем, что в разных точках Земли магнитное поле испытывает разнообразные влияния и, как следствие, имеет неоднородные характеристики.

Величина указанных отклонений в навигации «привязывается» к плоскости истинного меридиана и называется магнитным склонением.Значения склонения в различных точках земли различно и колеблется в умеренных широтах от 0° до 25°. В высоких широтах магнитное склонение достигает значений в десятки градусов, а если измерить его, находясь между северным магнитным и северным географическим полюсами, то оно составит 180° (так же и с «парой» южных полюсов).

Для осуществления измерений элементов земного магнетизма, из которых для навигации в яхтинге важнейшим является магнитное склонение, построены и используются специальные научно-исследовательские суда разных стран. На основании их измерений составляются карты склонений, которые называют — изогоническими.

В результате упомянутых выше исследований также установлено, что в одном и том же месте величина склонения с течением времени изменяется (как изменяется и местоположение магнитных полюсов Земли). Что хорошо для яхтинга — изменение это имеет практически постоянную величину за определённый отрезок времени (в практических целях используют год).

Поэтому на морских навигационных картах указывается величина магнитного склонения и год, в который она измерена. Ещё обязательно указывается, на какую величину и в какую сторону (к западу или востоку) в течение одного года это склонение изменяется. Такая величина называется годовое изменение склонения.

Основы земного магнетизма. Магнитный компас в яхтинге.

В процессе любой работы с навигационной картой в яхтинге необходимо обязательно приводить магнитное склонение к году плавания. Это делается достаточно просто. К значению склонения (со своим знаком), указанному на карте (в виде картушки магнитного компаса или просто надписью) прибавляют произведение величины годового изменения (также со своим знаком) и количества лет, прошедших от года, к которому отнесено склонение, до года фактического плавания.

Описанная процедура производится яхтсменом ещё на стадии предварительной прокладки маршрута перехода и обязательно — на каждой используемой карте. Есть тут маленькая особенность, на которую не всегда обращают внимание, особенно начинающие моряки. Как уже отмечалось, склонение в разных точках земной поверхности — разное.

Говоря о земном магнетизме, нельзя не затронуть такое явление, как магнитные аномалии. Они возникают в местах, где имеются крупные залежи пород, обладающим своим собственным магнитным полем. Такое поле, как бы складываясь с полем Земли, вызывает изменения параметров последнего. Магнитные аномалии указаны на картах специальными линиями.

Случаются в природе и магнитные бури. Учёные установили их определённую зависимость от солнечной активности, но до конца данное явление не изучено. Во время бури происходят изменения значений элементов земного магнетизма, достигающие порой весьма значительных величин. Магнитные бури длятся от нескольких часов до нескольких дней. Когда «на дворе» буря яхтсмену на показания магнитного компаса ни в коем случае нельзя полагаться.

? Как устроен современный компас

Разумеется, современный компас может быть оснащен множеством дополнительных деталей или устройств.

? Тем не менее, в обязательном порядке он состоит из:

  1. Металлического или пластикового корпуса с прозрачной верхней крышкой, что защищает устройство от ветра, влаги, ударов и других неблагоприятных условий.
  2. Далее, под крышкой размещается циферблат с разметкой угловых градусов. У разных моделей может быть разное число делений, тем не менее, они всегда размещены по всей окружности.
  3. Буква С или N обозначает север и всегда расположена напротив 0.
  4. В центре устройства на игле или на шпильке размещена двухсторонняя магнитная стрелка. Для удобства определения направления ее часто окрашивают в красный или синий цвет.
  5. В обязательном порядке присутствует рычажок, выполняющий роль стопора стрелки — арретир. Он используется при перемещении для предотвращения колебаний и движений стрелки. Именно когда отпускается арретир, стрелка поворачивается на север.

Погрешности компаса и как их минимизировать

Погрешности магнитного компаса являются следствием его устройства и принципа работы. Как уже было сказано, магнитная стрелка располагается вдоль силовых линий магнитного поля планеты Земля, которая, по существу, является постоянным магнитом.

Эти силовые линии тянутся от одного магнитного полюса к другому.

Более того, магнитные полюса постоянно перемещаются и с течением времени меняют свое местоположение, что приводит к еще большей погрешности в направлении магнитной стрелки, если не учитывать данные факторы.

Поэтому, чтобы получать наиболее точные измерения при помощи магнитного компаса, нужно всегда учитывать разницу между северным направлением, показанным стрелкой, и направлением на действительный географический северный полюс Земли.

? Как правильно корректировать направление движения читайте в следующей статье про ориентирование на местности.

Как пользоваться компасом: краткая инструкция

Магнитный компас очень прост в использовании.

? Алгоритм действий таков:

  1. Разместить компас горизонтально;
  2. Поднять арретир, чтобы позволить стрелке свободное вращение;
  3. Когда стрелка начала вращение, необходимо подождать до ее полной остановки;
  4. После остановки движения стрелки, повернуть прибор так, чтобы деление 0 градусов лимба было подведено под север, то есть под острие окрашенной стрелки. Таким образом определяется направление севера, а в соответствии с ним и остальных сторон света.

Девиация магнитного компаса.

Дадим её более строгое определение. Но сначала нам опять-таки нужно ввести ещё одно понятие. Это понятие компасного меридиана. Его плоскость проходит вертикально через центр Земли и ось свободно подвешенной стрелки магнитного компаса. Девиация магнитного компаса — это горизонтальный угол между плоскостью магнитного и плоскостью компасного меридианов.

навигация в яхтинге

Важно понять и запомнить! При изменении курса яхты изменяется и значение девиации. Это происходит вследствие того, что изменяется положение железных частей судна относительно стрелки магнитного компаса (стрелка-то крутиться!). Именно поэтому девиацию определяют для разных курсов и составляют специальную таблицу, которой впоследствии постоянно пользуются.Зная девиацию магнитного компаса, можно вычислить направления относительно магнитного меридиана, используя компасные направления.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Компасные направления — компасные курсы и компасные пеленги — отсчитываются от северной части компасного меридиана .Компасный курс  — горизонтальный угол между направлением на северную часть компасного меридиана и носовой частью диаметральной плоскости судна, отсчитываемый по часовой стрелке.Компасный пеленг  — горизонтальный угол между направлением на северную часть компасного меридиана и направлением на предмет, отсчитываемый по часовой стрелке.Обратный компасный пеленг -угол, отличающийся от значения компасного пеленга на 180°

Нам уже ясно, что разного рода направления используются в навигации постоянно. Познакомимся ещё с некоторыми из них. Это магнитные направления. Понятие магнитных направлений введено специально для упрощения расчётов. Магнитные направления — это направления, отсчитываемые от магнитного меридиана. Такими направлениями являются магнитный курс, пеленг и обратный пеленг.

Между магнитными и компасными направлениями существуют определённые зависимости, которые яхтсмен обязан знать. Тем более , что в любой уважающей себя яхтенной школе решениям навигационных задач с учетом этих зависимостей отводится довольно много времени. Да и сами задачи несложные , построены на простых арифметических действиях.

Конечно, в наши дни область практического применения магнитных компасов в яхтинге значительно сузилась. Везде установлены спутниковые радионавигационные системы. На этом «основании» современные молодые яхтсмены пренебрежительно относятся к старой доброй технике. Им совершенно не хочется изучать теорию магнетизма, вникать в тонкости эксплуатации «архаичных» магнитных компасов.

https://www.youtube.com/watch?v=ebjvMgTaAMU{amp}amp;t=1s

Нужно всегда помнить, что на море недопустима халатность и несерьёзное отношение . Это может привести к очень неприятным последствиям. Но не будем о плохом, продолжим изучение «магнитного дела», тем более, что разбираться с основами его теории уже закончили. Перед нами теперь лежит область практических задач, связанная с применением магнитных компасов для навигации .

На этом про земной магнетизм закончим. О применении полученной информации для практического яхтинга в следующих статьях.

По материалам книги "Основы навигации" А.Е.Селезнев
Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть