Текст книги "Учись морскому делу"

Автор книги: Борис Багрянцев

Соавторы: Павел Решетов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 13 страниц)

6. Прокладочный инструмент

Основной работой судоводителя на морской навигационной карте является прокладка, которая включает графические работы, связанные с учетом движения корабля. Прокладка ведется простым карандашом с помощью прокладочного инструмента: навигационного транспортира, циркуля-измерителя и параллельной линейки.

Навигационный транспортир служит для построения и измерения углов (курсов, пеленгов) на морской навигационной карте и представляет собой градуированный через Г полукруг с линейкой. Центр этого полукруга находится в центре линейки и обозначается риской. У исправного транспортира на дуге полукруга не должно быть зазубрин, деления должны быть одинаковой величины, срезы линейки – параллельны друг другу. Градуированная дуга должна быть дугой круга, а риска на линейке – совпадать с центром этого круга.

Циркуль-измеритель предназначен для измерения и откладывания на морской карте расстояний. Он имеет две раздвижные ножки с острыми иглами на концах. Сдвинутые вместе ножки исправного циркуля-измерителя должны делать на карте укол размером не более 0,2 мм.

Параллельная линейка служит для проведения на карте прямых линий, параллельных заданному направлению. Она состоит из двух линеек, соединенных между собой двумя планками с помощью шарниров так, чтобы линейки свободно раздвигались и сближались вплотную, оставаясь строго параллельными друг к другу. Параллельные линейки изготовляются трех размеров: 300, 450 и 600 мм.

Для ведения прокладки необходимо в совершенстве уметь пользоваться прокладочным инструментом и четко выполнять следующие основные действия: снимать с карты координаты и по заданным широте и долготе наносить точку на карту; прокладывать на карте и снимать с нее направление (курс, пеленг); измерять на карте расстояние между двумя точками и откладывать расстояние на прямой.

7. Морские карты и их масштаб

Современная картография как наука также подразделяется на ряд дисциплин: картоведение; математическая картография; составление и редактирование карт; оформление карт и издание карт.

Существует целый ряд способов, дающих возможность изображать земную поверхность на карте. Способ изображения земной поверхности на плоскости называется картографической проекцией, выбор которой определяется целью издания.

К морской карте предъявляются следующие требования:

линия пути корабля, следующего одним и тем же курсом (локсодромия), должна изображаться на карте прямой;

картографическая проекция должна быть равноугольной, т. е. углы между предметами на местности должны соответствовать углам между этими предметами на карте.

Этим условиям удовлетворяет равноугольная нормальная цилиндрическая (меркаторская) проекция, в которой параллели и меридианы изображены прямыми линиями, пересекающимися под прямым углом. Для сохранения достоверного изображения на карте контура местности, меридианы к полюсам Земли растягиваются на такую же величину, на какую в этой широте растянута параллель.

При составлении карты, вне зависимости от характера картографической проекции, всегда уменьшают действительные размеры участков земной поверхности. Отношение длины какой-нибудь линии на карте к длине той же линии на местности называется масштабом. Масштабы бывают числовые и линейные. Числовой масштаб выражается в виде дроби, в числителе которой стоит единица, а в знаменателе – число, показывающее, во сколько раз единица длины на местности уменьшена на карте. Например, числовой масштаб 1: 25 000 показывает, что каждая миля на местности изображена на карте отрезками в 25 000 раз меньше.

Линейный масштаб изображается в виде прямой, разделенной на сантиметры или другие единицы длины, которые соответствуют милям или другим единицам длины на местности. Выбор масштаба карты обусловливается тем, насколько подробной должна быть карта или размер района, изображенного на ней.

Морские карты подразделяются на навигационные, вспомогательные и справочные. Навигационные карты предназначаются для счисления пути и определения места корабля в море, ориентировки в обстановке и графического решения задач по кораблевождению. В зависимости от масштаба они делятся на генеральные, путевые, частные и планы.

Генеральные (общие) карты изображают целые океаны, моря или их части. Они служат для общего изучения маршрута перехода, предварительной прокладки и счисления в открытом море.

Путевые карты изображают небольшие части земной поверхности с подробным нанесением навигационных опасностей. Они служат для ведения прокладки и определения места корабля при плавании вдоль побережья, а также вне видимости берегов.

Частные карты изображают отдельные, особо трудные в навигационном отношении районы: заливы, проливы, подходы к портам и т. п. На них подробно наносятся средства навигационного оборудования: створы, секторы маячных огней, ограждение опасностей и др. Этими картами пользуются при прохождении узкостей, при подходах к берегу и т. п.

Планы со всеми подробностями изображают бухты, рейды, гавани и якорные места. Они служат для руководства при входе в бухту, устье реки, для выбора места постановки на якорь и других подобных нужд.

8. Прокладка и определение места корабля по береговым предметам

Существует два вида прокладки: предварительная и исполнительная (рис. 24).

Предварительная прокладка выполняется до выхода корабля в море. Она заключается в подробном изучении района предстоящего плавания по лоциям и морским навигационным картам, в подборе пособий и нанесении на подобранные и откорректированные карты наивыгоднейшего пути следования. При выборе пути принимают во внимание не только протяженность маршрута, но и условия плавания: ветры, течения, возможную ледовую обстановку, приливоотливные явления, средства навигационного оборудования, навигационные опасности и время их прохода, время прибытия в пункт назначения и т. п.

^{Рис. 24. Предварительная и исполнительная прокладка пути корабля}

На каждом курсе предварительной прокладки наносится число градусов и протяженность курса (ИК и 5), рассчитываются компасные курсы и общие поправки компаса. Все эти данные сводятся в специальную таблицу курсов.

Исполнительная прокладка ведется непрерывно с момента выхода корабля из базы или съемки его с якоря. Курсы прокладывают с учетом конкретной обстановки на переходе, стремясь возможно ближе придерживаться курсов предварительной прокладки.

Сразу же по выходе из базы определяют место корабля, наносят его на карту и прокладывают от него нужный истинный курс. На линии истинного курса записывают компасный курс и общую поправку компаса.

Точка, полученная в результате определения места по пеленгам на береговые предметы, расстояниям до определенных объектов или по пеленгу и расстоянию, называется обсервованным местом корабля. Она обводится кружочком, над которым в виде дроби записывается время определения и отсчет лага. Данные прокладки записываются в навигационный журнал. Контрольные определения места производятся не реже чем через 1 ч и в зависимости от обстановки в районе плавания: ветра, течения, видимости, наличия навигационных опасностей и др.

Простейшим способом определения места корабля является способ по двум пеленгам. Наиболее точным и распространенным считается способ определения по трем пеленгам, когда при помощи пеленгатора, установленного на магнитном компасе или репитере гирокомпаса, одновременно берут отсчеты направлений на три береговых объекта, замечают время с точностью до 1 мин и записывают отсчет лага до 0,1 мили. Пеленги, взятые по магнитному компасу, исправляют общей поправкой компаса и прокладывают их на навигационной карте от соответствующих объектов. Место корабля будет в точке пересечения этих пеленгов. На точность определения влияет много факторов, одним из которых является очередность взятия пеленгов. Отсчет направления на ориентир, находящийся в траверзных курсовых углах (близким к 90°), изменяется гораздо быстрее, чем отсчеты на ориентиры носовых и кормовых курсовых углов. Следовательно, первыми берутся пеленги на ориентиры носовых и кормовых курсовых углов, последними – на ориентиры траверзных курсовых углов.

Наибольшую сложность представляет плавание при наличии дрейфа корабля от ветра или сноса его течением. При этом прокладка ведется не по курсу, а по пути корабля, определяемому углом сноса от истинного курса.

Прокладка, выполняемая без контрольных определений места корабля, называется счислением. Счисление ведется от последней обсервации и заключается в следующем: в определенный момент по судовым часам замечают отсчет лага и, рассчитав пройденное кораблем расстояние от момента последнего определения, откладывают его по линии истинного курса. Полученную счислимую точку отмечают на линии курса черточкой и в виде дроби записывают время и отсчет лага.

Существуют и другие способы определения места корабля. В частности, ими занимается мореходная астрономия, которая по наблюдениям за небесными светилами позволяет находить широту и долготу корабля в море, определять поправки компаса с целью систематического контроля за правильностью его показаний, а также решать ряд вспомогательных задач.

II
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА КОРАБЛЕВОЖДЕНИЯ

Все системы и приборы, предназначенные для решения различных задач кораблевождения, относятся к техническим средствам кораблевождения (ТСК) и изучаются соответствующей научной дисциплиной.

Каждый прибор и система имеют свое основное назначение. Так, для определения направлений (курсов, пеленгов) служат магнитные и гироскопические компасы – курсоуказатели; для определения пройденного расстояния и скорости хода – лаги; для определения глубины – лоты и эхолоты; для определения расстояний – дальномеры и радиолокационные станции; для измерения горизонтальных и вертикальных углов – секстаны, наклономеры, различные призмы; для измерения времени – хронометры, палубные часы и секундомеры; для определения и измерения гидрометеорологических факторов – барометры, барографы, термометры, термографы, психрометры, анемометры и др.; для определения места корабля в просторах Мирового океана – радионавигационные и навигационные системы, радиопеленгаторы и др.

1. Магнитные компасы

По назначению компасы подразделяются на главные, путевые и шлюпочные. По главному компасу назначается курс корабля, а также берутся отсчеты пеленгов на предметы для решения задач по безопасности кораблевождения. Путевым является тот компас, по которому рулевой удерживает корабль на заданном курсе. Шлюпочные компасы имеют меньшие размеры и используются на катерах и шлюпках при сообщении корабля, стоящего на рейде, с берегом, при проведении различных гидрографических работ с катеров и шлюпок и т. п.

На кораблях Военно-Морского Флота применяется морской магнитный 127-мм (5-дюймовый) компас. Его основными частями являются: котелок с картушкой и пеленгатором, нактоуз с амортизирующим подвесом для установки котелка и устройством для уничтожения девиации.

Котелок компаса (рис. 25) представляет собой латунный цилиндрический резервуар, разделенный перегородкой на две камеры. Обе камеры сообщаются между собой с помощью четырех отверстий, прикрытых снизу воронкой. Верхняя – основная камера – окрашивается в белый цвет и служит для размещения в ней главной части компаса – картушки. Сверху камера герметически закрывается стеклом на резиновой прокладке. Стекло с помощью шурупов прижимается к верхнему срезу котелка кольцом, имеющим деления от 0 до 360° через 1° (азимутальный круг). С двух противоположных сторон камеры вертикально внутри укреплены проволоч-,ки, называемые курсовыми чертами. Компас устанавливается так, чтобы его курсовые черты совпадали с диаметральной плоскостью корабля или были строго параллельны ей.

Камера котелка 127-мм компаса заполняется жидкостью – смесью этилового спирта (43 % по объему) с дистиллированной водой. Температура замерзания такой смеси -26 °C.

^{Рис. 25. Устройство котелка 127-мм магнитного компаса:}

^{1 – перегородка, 2 – верхняя камера; 3 – нижняя камера; 4 – отверстие; 5 – воронка, 6 – картушка; 7 – стекло; 8 – азимутальное кольцо; 9 – курсовые черты; 10 – втулка; 11 – колонка; 12 – шпилька; 13 – топка картушки; 14 – диафрагма; 15 – конический стакан; 16 – пробка; 17 – чашка; 18 – цапфы; 19 – поплавок; SO – магнитные стрелки; 21, 23 – кронштейны; 22 – конус топки}

Перегородка в центральной части имеет втулку. Во втулку ввинчивается латунная шпилька с иридиевым или стальным острием, на которое накладывается своей топкой картушка.

Нижняя – дополнительная камера – с помощью кольца на резиновой прокладке закрывается снизу диафрагмой, имеющей в центре конический стакан с ввинченной в него пробкой, через которую можно заменить шпильку и долить компасную жидкость. Нижняя камера заливается жидкостью до уровня нижнего выходного отверстия воронки. Она служит для компенсации изменения объема жидкости при колебаниях температуры окружающего воздуха.

Для увеличения устойчивости котелка вовремя качки к нижней части его корпуса шурупами прикреплена залитая свинцом латунная чашка, в центре которой имеется отверстие для доступа к пробке.

С внешней стороны, в верхней части котелка, прямофы, которыми котелок кладется в специальные гнезда кольца карданового подвеса, а кольцо своими цапфами, ось которых перпендикулярна оси цапф котелка, кладется в гнезда пружинного подвеса, укрепленного в верхней части нактоуза. Такое устройство смягчает динамические воздействия на компас и при качке позволяет котелку сохранять горизонтальное положение.

Картушка состоит из пустотелого поплавка и шести симметрично припаянных к нему магнитных стрелок, заключенных в латунные пенальчики. К поплавку на шести кронштейнах прикреплен ободок и слюдяной диск, на который наклеивается бумажный диск картушки, разделенный по круговой системе на 360° со счетом по часовой стрелке. Диск имеет также деление на главные и четвертные румбы с буквенным их обозначением. Нуль разбивки картушки N находится против северного конца магнитных стрелок. В центре поплавка впаян конус топки.

Топка представляет собой сапфировую или агатовую чашечку, которой картушка накладывается на острие шпильки.

Компасная жидкость обеспечивает картушке легкость и плавность вращения на шпильке, уменьшает трение при вращении, увеличивает устойчивость ее в меридиане во время качки.

Для определения направлений на объекты применяется специальное приспособление – пеленгатор, который устанавливается сверху на котелок компаса. Обыкновенный пеленгатор состоит из основания (латунного кольца с крестовиной) и смонтированных на нем предметной мишени, глазной мишени и чашки для установки дефлектора.

Глазная мишень снабжена зеркальной призмой, служащей для того, чтобы наблюдатель мог одновременно видеть пеленгуемый предмет и отсчет направления по картушке. На специальной колонке глазной мишени укреплены два откидных светофильтра.

Для определения направлений на небесные светила предметная мишень снабжена откидным черным зеркалом, укрепленным у ее основания впереди.

Нактоуз 127-мм компаса представляет собой шкапик из дереза или фигурную отливку из силумина. И в том и в другом случае нактоуз имеет дверцы для доступа к девиационному прибору. Нактоуз имеет пружинный подвес для амортизации котелка, девиационный прибор, а также защитный колпак или шаровой осветительный прибор (ШОП). В верхнем основании нактоуза или на специальных кронштейнах прикрепляется мягкий (в магнитном отношении) металл, предназначенный для уничтожения влияния вредных магнитных сил корабельного металла на стрелку компаса.

Шаровой осветительный прибор служит для освещения картушки при работе в ночное время и предохранения компаса от ударов и загрязнения. Он представляет собой латунный сферический колпак с тремя специальными окнами. По бокам в колпак вмонтированы гнезда для установки масляных фонарей. В верхней части внутри колпака вмонтирована электрическая пальцеобразная лампочка.

В настоящее время выпускаются компасы с донным освещением, в которых подсветка картушки производится снизу специальной электрической лампочкой, вмонтированной в гнездо латунной чашки, закрывающей нижнюю часть котелка.

Повседневный уход за магнитными компасами поручается определенному лицу из числа рулевых. Необходимо помнить, что от точности показаний главного и путевого магнитных компасов зависит безопасность плавания. Особенно осторожно следует обращаться с котелком и пеленгатором – оберегать их от ударов, резких толчков и от воздействия непогоды. Удаление с компаса капель морской воды, налета пыли производят чистой мягкой ветошью, а призмы, светофильтры и зеркало пеленгатора протирают мягкой фланелевой тряпочкой или замшей.

Чистить азимутальное кольцо порошком, пастой или мазью запрещается. Азимутальное кольцо, пеленгатор и острия цапф должны быть смазаны тонким слоем технического вазелина.

При стоянке корабля у причала магнитный компас должен быть закрыт защитным колпаком и накрыт парусиновым чехлом. Пеленгатор снимается с компаса и хранится в специальном футляре или ящике.

Дверца нактоуза для доступа к девиационному прибору должна быть всегда закрыта на замок, ключ от которого хранится у заведующего. Силуминовые нактоузы – вместо дверцы имеют люки, закрывающиеся крышками на специальных болтах.

2. Основные понятия о гироскопическом компасе

В детстве всем приходилось играть с удивительной по своим свойствам игрушкой – волчком. Пока волчок не раскрутишь, его нельзя заставить стоять, но стоит придать ему вращательное движение, и ось его принимает вертикальное положение. Чем больше скорость вращения, тем устойчивее волчок. Хорошо раскрученный волчок всегда стремится занять устойчивое вертикальное положение, даже если его ось первоначально была наклонена. Если быстро вращающийся волчок легонько толкнуть, он, качнувшись в стороны, опять примет вертикальное положение. На этом принципе и создан гироскоп.

Симметричный металлический диск с обмоткой (ротор) поместили на оси в кардановый подвес (рис. 26) и с помощью электромагнитного воздействия заставили его быстро вращаться. Ось вращения ротора называют осью гироскопа, или осью X, ось вращения внутреннего кольца – осью Y, а наружного полукольца – осью Z. Ротор гироскопа имеет возможность вращаться относительно всех трех осей. Центр массы всей системы находится в точке пересечения осей и называется центром гироскопа.

Такую систему называют гироскопом с тремя степенями свободы, или свободным гироскопом. Свободный гироскоп обладает несколькими свойствами, и первое из них заключается в том, что ось быстро вращающегося ротора стремится сохранить полученное направление, даже если наклонять или вращать подставку, на которой размещен гироскоп. Вторым его важным свойством является способность оси ротора под действием приложенной к ней силы поворачиваться в плоскости, перпендикулярной направлению действия силы. Представим, что мы нажали сверху на горизонтальное кольцо карданового подвеса в точке А. Вместо того чтобы повернуться вокруг оси У, ось ротора повернется вокруг отвесной оси Z. Это свойство называется прецессионным движением, или прецессией.

^{Рис. 26. Гироскоп}

Предположим, что нам удалось установить ось свободного гироскопа в плоскости истинного меридиана. Но ведь Земля имеет суточное вращение вокруг своей оси, вследствие чего ее восточная часть все время опускается в пространстве, а западная поднимается. Представив вращение Земли и зная свойство оси гироскопа сохранять свое положение в пространстве, нетрудно вообразить, что ось установленного в какой-то точке Земли гироскопа через некоторое время, на наш взгляд, отклонится от плоскости истинного меридиана и от плоскости истинного горизонта.

Для превращения свободного гироскопа в прибор, способный показывать истинные направления, к нижней части его камеры по оси Z подвешивается груз (маятник), который ограничивает степень свободы относительно горизонтальной оси У. Маятник, стремясь располагаться по отвесной линии, все время будет вызывать прецессию оси ротора, пока она не совместится с плоскостью истинного меридиана, т. е. пока маятник не займет положение строго по оси Z гироскопа.

Так был изобретен гирокомпас – прибор, не зависящий от магнитных и электромагнитных полей, прибор, способный давать истинные направления. Но следует помнить, что каждый гирокомпас имеет свою постоянную инструментальную поправку (Д_гк). Эта поправка не зависит от курса корабля, она определяется при заводских испытаниях прибора и записывается в его паспорт. Следовательно, для получения истинного направления к снятому с гирокомпаса показанию курса или пеленга необходимо прибавить поправку с ее знаком:

ИК_ГК=КК_ГК+(±Д_ГК).

^{Рис. 27. Схема расположения основных частей гирокомпаса:}

^{1 – резервуар; 2 – груз; 3 – пространство между следящей сферой и гиросфе-рой; 4 – следящая сфера; 5 – гиросфера; 6 – стол; 7 – нактоуз; 8 – гироскоп}