Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Компас — это устройство, облегчающее ориентирование на местности.
Конструктивно магнитные компасы в значительной степени схожи, поэтому устрой­ство отдельных его узлов рассмотрим на примере магнитного компаса КМО-Т.

Конструктивно магнитные компасы в значительной степени схожи, поэтому устрой-ство отдельных его узлов рассмотрим на примере магнитного компаса КМО-Т.
Котелок компаса (рис. 1.) состоит из корпуса, сверху и снизу закрытого прозрачными стеклянными крышками 1 и 2.

Внутренняя полость котелка разделена стеклянным диском 3 на две части (камеры) – верхнюю 6 и нижнюю 9. В верхней части находится картушка 10 и шпилька 5. Магнит-ная система картушки состоит из трех пар стержневых магнитов 3.

Гра-дусные деления, цифры и обозначения выполнены в виде сквозных отверстий (просечек) в шкале картушки.

На азимутальном кольце 14 котелка, прижимающем верхнюю стеклянную крышку, нанесены градусные деления азимутального круга. Котелок заполнен компасной жидкостью, которая представляет собой 64% водный раствор гидролизного технического спирта.

На диске 3 закреплена колонка 4, в которую ввинчивается шпилька, а на её остриё топкой опирается картушка. По периметру камеры котелка к корпусу прикреплен кольцевой экран 11. В пространство между корпусом и экраном могут быть удалены пузырьки воздуха.

Для удаления пузырьков нужно повер-нуть котелок на бок и подогнать пузырек к отверстию, имеющемуся в нижней части экрана.

Для отсчета курса по шкале картушки служит прикрепленный к внутренней стенке экрана индекс, выполненный в виде уголка с прорезью — курсовой чертой.

В нижней части котелка имеется диафрагма, которая находится между дном и диском 3 и обеспечивает компенсацию изменения объема жидкости при изменении температуры.

Отверстие с винтовой пробкой для доливки в котелок компасной жидкости расположено на боковой стенке корпуса.

Шпилька ввинчивается через закрываемое пробкой донное отверстие во втулку 8 в стеклянном диске 3.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

В верхней части на компас устанавливаются пеленгаторы. Они служат для пеленгования предметов и небесных светил с целью определения места судна, оценки поправки компаса и решения ряда других задач. С помощью пеленгаторов определяют также курсовые углы ориентиров.

Пеленгование можно осуществлять как непосредственно с котелка магнитного компаса, так и с репитеров для пеленгования. В первом случае, как правило, снимается отсчёт обратного пеленга, т.е. пеленга с ориентира на судно.

Этот пеленг отличается от прямого на 1800.

С репитеров для пеленгования (общих для гирокомпасов и магнитных компасов) при наличии дополнительной зеркальной шкалы, сдвинутой относительно основной на угол 1800, снимаются значения прямого пеленга на ориентир.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Пеленгаторы могут отличаться друг от друга размерами, конструктивными особенностями, но все они имеют основание 7 (рис. 2), глазную мишень 4, предметную мишень 2, зеркало 1 для пеленгования небесных светил, расположенных на высоте более 200, и набор светофильтров 3, используемых для пеленгования Солнца. В комплект пеленгаторов, предна-значенных для пеленгования с котелка компаса, входит перемычка 6 с чашкой 8, на которой устанавливаются приборы при проведении девиационных работ.
Глазная мишень представляет собой планку с широкой вертикальной прорезью. Через эту прорезь можно наблюдать предметы при плохой видимости. При пеленговании днем прорезь прикрывают откидной шторкой с узкой щелью.
На планку надета каретка, несущая трехгранную призму 5 в металлической оправе, которая обеспечивает небольшое увеличение изображения делений картушки. Через призму снимают отсчет обратного магнитного пеленга.
На съемном мостике находится чашка, на которую устанавливают дефлектор – прибор, используемый при проведении девиационных работ, имеющих своей целью уменьшение ошибок компаса. Мостик закрепляется на компасе двумя гачками 9. Чашка выполнена в форме цилиндра с фланцем, в которых проточены три отверстия для крепежных винтов. В цилиндрическую часть чашки ввинчен горизонтальный направляющий штифт, позволяющий правильно ориентировать дефлектор относительно визирной плоскости пеленгатора.

На пеленгаторе имеется индекс 10 для его ориентации относительно азимутальной шкалы компаса. Этот индекс смещен, как и азимутальная шкала, на 300 относительно визирной плоскости пеленгатора.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Нактоуз компаса (рис. 3), изготовленный из немагнитного сплава, состоит из основания 1 и корпуса 2. В нактоузе под колпаком 3 помещен котелок, а в его корпусе размещаются девиационный прибор, девиационная труба, специальное железо и элементы оптической системы. Нактоуз имеет в кормовой стороне два прямоугольных окна 5 и 6, закрываемых крышками: верхнее для доступа к девиационному прибору, нижнее — для доступа к разъемам кабелей питания и элементам оптической системы. Окно с носовой стороны (на рисунке не показано) служит для доступа к верхней линзе оптической системы.
В верхней части колпака 3 находится защитное стекло, которое имеет съемную предохранительную крышку. Четыре окна 15 с откидными крышками в колпаке используются для работы с пеленгатором при осадках. Внутри нактоуза находится девиационный прибор. К нему относятся магниты для уничтожения полукруговой девиации и креновой магнит с устройствами для изменения их положения.

Магниты, создающие продольную и поперечную силу, закреплены на шестернях 12 (рис. 4) с ручным приводом. Две шестерни с двумя магнитами для создания продольной силы расположены в ДП судна. Они одновременно поворачиваются на равные углы во встречных на-правлениях вокруг горизонтальной оси с помощью рукоятки, на которой нанесена буква В..

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Точно таким же образом устроено приспособление для поворота вокруг горизонтальной оси тех двух магнитов, которые предназначены для компенсации поперечной судовой силы, вызывающей полукруговую де-виацию. Эти магниты, так же как и несущие их шестерни, расположены перпендикулярно ДП. Рукоятка для их вращения обозначена буквой С. В отдельных случаях в нактоуз в ДП судна и перпендикулярно ДП устанавливаются дополнительные магниты 9. Их закрепляют в горизонтальном положении в гнездах вблизи основных магнитов.
Магнит 6, с помощью которого уничтожают креновую девиацию, находится в трубе 7 девиационного прибора в латунной оправе. Чтобы обеспечить перемещение кренового магнита в вертикальном направлении, внутри трубы помещен стержень 14 с резьбой. Вращая головку стержня за рукоятку 10, можно перемещать магнит вверх или вниз и устанавливать его на требуемом расстоянии от картушки. После установки положение магнита фиксируется контрагайкой 11.

Четвертную девиацию компаса КМО-Т уничтожают с помощью четырех продольных брусков 3 и одной или двух поперечных индукционных пластин 15. Бруски устанавливают на кронштейнах 4 и в гнездах хомута немного ниже уровня стрелок картушки.

Два бруска имеют прямоугольное сечение, а два других — круглое. Хомут с брусками может быть повернут на определенный угол относительно ДП, чем обеспечивается одновременное уничтожение обоих составляющих четвертной девиации.

В нактоузе под котелком предусмотрено место 13 для компенсатора электромагнитной девиации.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Оптическая система (рис. 5) передает изображение шкалы картушки, поэтому рулевой видит светлые деления на темном фоне. В ночное время картушка подсвечивается снизу лампами, и рулевой видит на светлом фоне темное изображение делений картушки.
Труба оптического тракта состоит из трех секций: неподвижной 7 и двух выдвижных. Неподвижная секция крепится болтами к основа-нию нактоуза. Верхняя выдвижная секция 9 может перемещаться вверх и вниз, а нижняя 11 -также и разворачиваться вокруг оси.
При установке компаса на судне нактоуз размещается на верхнем мостике. Труба оптической системы через отверстие в палубном настиле и подволоке пропускается в рубку. Компас имеет прибор питания для его освещения и обогрева.
Оптическая схема системы представлена на рис. 5. Она состоит из осветительной лампы 2, защитного стекла 3, двух линз (верхняя 4, нижняя 6) обогреваемого стекла 7 и зеркала 9. Некоторые из перечисленных деталей расположены в нактоузе 5, а некоторые — в металлической трубе под ним.

Как показано на рисунке, на зеркало проектируется световой пучок от освещенного лампочкой сектора нижней стороны картушки 1. Поэтому изображение шкалы в зеркале отражается в наиболее удобном для наблюдателя виде — значения градусных делений и оцифровка читаются слева направо.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

В качестве примера выполнения конструкции прибора на рис. 6 показана верхняя часть нактоуза МК “Сектор”. Здесь, котелок 1 совме-стно с кардановым подвесом установлен в нактоузе 2 с помощью пружин 6, предохраняющих его от влияния вибрации и ударов. Котелок снабжен пеленгатором 3. С помощью шкал 4 и 5 измеряются курс судна и курсовые углы ориентиров, соответственно. Как уже было указано выше, бруски 7 и 8 используются для компенсации девиации МК.

Рассмотренный вариант устройства котелка МК является типовым. Однако наряду с ним применяются и другие конструктивные варианты. Так, с целью снижения влияния качки судна на работу компаса в ряде изделий, например, в компасе КМ-145 (рис.

7), поплавок 1 снабжается дополнительным кожухом 2, сообщающимся с рабочей камерой котелка, в результате чего он оказывается заполненным поддерживающей жидкостью 3.

Наличие указанного кожуха приводит к увеличению периода собственных колебаний подвижной системы компаса, что положительно сказывается на его работе.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

В компасах для маломерных судов “Галс” (рис. 8) картушка 2, включающая в себя два магнита 1, не имеет поплавка. Шкалы с ценой деления 50 нанесены на ее внешней горизонтальной 3 и боковой цилиндрической 4 поверхностях. Элементы опорного устройства, входящие в состав картушки, включают в себя корундовый подпятник и коническую деталь, предохраняющую ее от боковых перемещений. В корпус картушки вставлен упор-указатель 5, с шариком на свободном конце, служащий для предотвращения ее вертикального перемещения и одновременно играющий роль указателя крена и дифферента судна. Последнее возможно потому, что картушка обладает свойствами физического маятника.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Магнитный компас КМС 160 (компас магнитный сферический) предназначен для установки на стол пульта в ходовой рубке судна и это определяет особенности его конструкции. Магнитная система картушки (рис. 9) содержит 4 стержневых магнита диаметром 3 мм, выполненных из сплава 52 КФТМ. Два средних магнита имеют длину 75 мм, а два крайних – 55 мм. Диаметр шкалы картушки составляет 125 мм, ее цена деления – 10. Остаточный вес картушки в жидкости ПМС-5 составляет 0,035 Н.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Картушка устанавливается на шпильке (рис. 10), которая ввинчивается во внутреннюю рамку 1 карданового подвеса. Опоры наружного кольца 3 карданового подвеса устанавливаются в корпусе 4 котелка компаса. Груз 5 обеспечивает вертикальность оси шпильки в процессе качки судна.

Рабочая камера котелка закрыта сверху прозрачной полусферической крышкой 6 и полностью заполнена жидкостью ПМС-5. Вследствие этого возникает увеличение изображения шкалы и ее видимый диаметр возрастает до 160 мм.
В нижней стенке корпуса имеется отверстие 7, соединяющее рабочую камеру с компенсационной камерой.

В компенсационной камере воздуш-ный объем отделен от жидкости эластичной диафрагмой 8. Колебания жидкости, вызванные механическими воздействиями на компас, гасятся чашкой 9 и экраном 10. В центре дна котелка имеется отверстие, закрытое пробкой 11, для заполнения котелка жидкостью.

Ко дну котелка может крепиться девиационный прибор.

Не все компасы устанавливаются в нактоузе. Чаще всего это имеет место у компасов, предназначенных для использования на маломерных судах. К ним относится упомянутые выше компас – горизонт «Галс» (рис. 11), устанавливаемый непосредственно в пульте рулевой рубки и компас КМС-160. Первый не имеет устройств для компенсации влияния судового магнитного поля, второй имеет указанные компенсаторы.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

В последнее время в картушках МК стали использоваться не стержневые, а кольцевые магниты. Один из конструктивных вариантов такой картушки показан на рис. 12.

Чувствительный элемент состоит из корпуса 1 с кольцевым магнитом 2, имеющим наружный диаметр 52 мм, диаметр отверстия 20 мм и толщину 1 мм.

Магнит изготовлен из специального сплава и намагничен в однородном магнитном поле. В состав чувствительного элемента входит поплавок 3, состоящий из основания и крышки. В поплавке установлена втулка 4, соединенная с конусом. Во втулке находится подпятник 6, закрепленный винтом 7.

На кольцевой полке корпуса установлен диск 8 со шкалой, разбитой на 360 делений.
ЧЭ имеет в компасной жидкости (70% этилового спирта, 10% глицерина, 20% дистиллированной воды) вес (5,6±03)10-2 Н.

Период колебаний ЧЭ при начальном отклонении его от магнитного меридиана на 40° при Н=12 А∙м-1 составляет (20±4) с.

(6

Компас магнитный: описание, принцип действия и устройство :

Сложно назвать более распространенный и популярный прибор навигации, чем компас. С данным инструментом путешественника многие знакомятся еще в детстве, совершая первые в своей жизни походы.

Но далеко не все знакомы с его принципом работы и техническими характеристиками.

И хотя сегодня появляется все больше альтернативных устройств, сохраняет свою востребованность классический магнитный компас, который используют и геологи, и туристы, и любители экстремальных видов спорта.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Устройство прибора

Функциональную основу любого компаса такого типа составляет чувствительный элемент в виде картушки. Он представляет собой магнитное устройство с латунным поплавком, топкой и ободным элементом, который фиксирует панель с градусной шкалой.

В латунные пазы интегрируются стрелки магнитного компаса – система обычно формируется шестью элементами, которые выставляются парами и симметрично относительно друг друга. Центральную часть устройства представляет донная часть поплавка с конусом, вершина которого выступает базой для агатовой топки.

Здесь стоит отметить, что исполнения магнитных систем могут быть разными – жидкостными и стрелочными, что обуславливает уже другие особенности конструкции.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

В устройстве, которое предназначено для указания полюса, обязательно предусматривается базовая направленность. От нее берут отчет все другие направления. Указателем выступает линия, которая соединяет Южный и Северный полюса. Как раз по этому контуру и проходит магнитный стержень.

К слову, его можно разместить в подвешенном состоянии и он по умолчанию будет ориентироваться именно на эту линию. Связано это с тем, что магнитное поле компаса в естественном режиме управляется вращающейся парой магнитных сил Земли.

В качестве стержня используется стрелка, которая служит для наглядного измерения направлений по градусной шкале.

Разновидности

Как уже говорилось, выделяют стрелочный и жидкостный приборы, работающие на магнитном основании. Чаще используются модели первого типа. Это ручные портативные устройства, в которых применяется магнитная тонкая стрелка.

Она свободно располагается в средней точке относительно вертикальной оси и без препятствий перемещается по горизонтали. Окончание стрелки на северной части имеет пометку, а в соосном сопряжении с ней устанавливается катушка.

В процессе измерения прибор можно держать в руках или на специальной базе штатива.

Жидкостный магнитный компас обеспечивается плавающим чувствительным элементом. У него более точный принцип измерения по сравнению со стрелочным аналогом. Такие приборы также называют судовыми, так как их используют мореплаватели. Конструкции жидкостных компасов разнообразны.

Классический вариант представляет собой так называемый «котелок» с алюминиевой катушкой, зафиксированной на вертикальной оси. На разных сторонах относительно нее закрепляются пары магнитов, а в центральной части – поплавок.

В зависимости от сил, компенсирующих давление или температуру, жидкость переходит в сопряженную камеру, управляя показаниями прибора.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Девиация компаса

На действие магнитного поля могут оказывать влияние сторонние металлические элементы. Особенно это явление распространено на суднах, обшивка которых с момента строительства обретает выраженные магнитные свойства.

Соответственно, окружающие компас конструкции могут искажать его показания, что и обеспечит эффект девиации. Критическое воздействие приводит к отклонению стрелки от меридиана. Это происходит, если на прибор действуют не только магнитные силы, но и электрический ток.

Пользователи часто фиксируют девиацию, которая проявляется в виде сформированного угла плоскости между подлинным горизонтом и указанным меридианом. При этом различают несколько типов отклонений.

Если наблюдается, что северная часть меридиана имеет отклонение от истинного направления к востоку, то, соответственно, девиация магнитного компаса будет называться остовой. В случае отклонения к западной стороне – вестовой.

Существенное отклонение создает трудности для штурмана, что обуславливает необходимость восстановления изначальной работоспособности прибора. Решается эта задача посредством искусственного создания сил, компенсирующих девиацию. Для этого изначально готовятся металлические бруски, которыми обкладывается прибор.

Что такое магнитное склонение?

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Отчасти связанное с девиацией отклонение от истинных показаний компаса, при котором отмечается угловая разница между указанным и настоящим нордом. Возникает склонение по той причине, что магнитный полюс в северной части смещен на 2100 км относительно подлинного географического. Степень склонения может меняться в зависимости от времени и положения точки на земной поверхности. Практические исследования этого явления на данный момент позволили сформировать карту, на которой обозначены величины коррекции в виде изотонических линий. С другой стороны, магнитное склонение компаса должно ориентироваться и на агонические контуры, которые показывают истинные северные полюса.

Поправка прибора

Не во всех случаях удается исключить и даже минимизировать негативные воздействия на компас, обусловливающие разного рода отклонения. Поэтому выходом становится поправка работы компаса, в которой делается искусственная компенсация с учетом величины отклонения.

Главная задача пользователя как раз заключается в определении степени искажения. Универсальная же поправка магнитного компаса в случае склонения делается с плюсовой и минусовой коррекцией.

Первый вариант применяется, если речь идет об отклонении к востоку, а второй способ поправки – если имеет место вестовое склонение.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Техобслуживание прибора

Если сторонних помех не наблюдается и нет оснований для устранения склонений, то некорректная работа устройства может свидетельствовать о его неисправности.

В этом случае необходимо произвести комплексное обследование конструкции прибора, выполнить чистку его рабочих элементов и проверить жидкостный наполнитель. Особое внимание уделяется наружным частям и котелку.

Их следует протирать ветошью с мягким ворсом при минимальных колебаниях для чувствительной начинки. Если планируется оставлять магнитный компас на длительное время хранения, то его поверхности покрываются защитной смазкой для консервации.

Также проверяется и качество работы осветительных элементов, если они предусматриваются конструкцией. Если к прибору подведены электротехнические соединения для питания вспомогательных рабочих компонентов, нужно оценить и качество изоляции проводки.

Преимущества магнитных моделей компаса

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Несмотря на устаревающий принцип действия, такие приборы продолжают использоваться в том же морском транспорте. К их сильным сторонам относят не только высокую точность, но и надежность. К тому же, современные версии приборов обретают все новые свойства и улучшаются в базовых эксплуатационных качествах. Это в первую очередь относится к технико-конструкционной части, ориентирующейся на многолетнюю эксплуатацию. Конечно, и электронные модели обеспечиваются высокопрочными стойкими корпусами, а также имеют компактные размеры. Но магнитный компас в процессе работы не зависит от погодных явлений и энергообеспечения. Единственное условие сохранения надлежащей работоспособности сводится к качественному выполнению настройки с поправкой и техническому обслуживанию.

В заключение

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Использование магнита как чувствительного элемента в системах навигации не только не уходит в прошлое, но и обретает новые формы применения. Компас как средство обработки сигналов и демонстрации показаний действительно устаревает, но взамен приходят цифровые приборы. Так, с помощью магнитных датчиков и специальных приложений в современных смартфонах можно определять части света даже без Интернета. В то же время компас без магнитного датчика в мобильном устройстве может работать с подключенной спутниковой связью GPS, но это уже совсем другой принцип действия. Сам же физический корпус прибора продолжает сохранять актуальность в областях, где предъявляются высокие требования к защите устройства. Несколько слоев изоляции, ударопрочное стекло и прорезиненные накладки для удобного хвата – первостепенные качества, на которые обращают внимание путешественники, охотники и штурманы. Очевидно, что в диких и суровых условиях эксплуатации добротный классический компас не может быть заменен ни смартфоном с датчиками, ни другой навигационной электроникой.

Устройство магнитного компаса

Опубликовано: 4 года назад. Dimokk 0

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

В корпусе нактоуза находится девиационный прибор в виде полой латунной трубы с двумя одинаковыми по конструкции подвижными каретками. Каретки могут нести по два горизонтальных магнита, служащих для компенсации сил.

В одной из кареток устанавливаются продольные магниты, а в другой – поперечные. Для правильной ориентировки кареток относительно ДП нактоуза, а значит и судна, на поверхности трубы прибора проточены направляющие пазы, а каждая из кареток имеет направляющий штифт.

Каретки взаимозаменяемы и легко разбираются Магниты-уничтожители закрепляются в гнездах кареток с помощью прижимных винтов, а сами каретки закрепляются в нужном месте трубы девиационного прибора стопорными винтами. На поверхности трубы имеется шкала, пользуясь которой фиксируют положение кареток с магнитами по высоте.

Внутри трубы подвешивается на медном тросике вертикальный магнит для уничтожения креновой девиации. Конец тросика намотан на горизонтальный валик, расположенный над верхним концом трубы.

Вращая валик, можно поднимать или опускать креновой магнит. Валик снабжен стопорным винтом и шкалой, позволяющей фиксировать положение кренового магнита по высоте.

Для доступа к девиационному прибору в корпусе нактоуза вырезано

прямоугольное отверстие, закрываемое крышкой.

Нактоуз приспособлен к установке внутри его компенсатора электромагнитной девиации. С этой целью в корпусе укреплена опорная крестовина с кольцевым приливом и прорезаны отверстия для проводки кабелей компенсатора.

Нижнее основание нактоуза – полая фланцевидная деталь с отверстиями для болтов, с помощью которых нактоуз крепится к палубной подушке. Сверху нактоуз закрывается защитным колпаком.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Мягкое железо, с помощью которого уничтожают четвертную девиацию, в отличие от магнитов изготовлено из ферромагнитного сплава, имеющего малую коэрцитивную силу.

Компас при выпуске с завода-изготовителя оснащается компенсаторами четвертной девиации в виде двух брусков круглого сечения длиной 300 мм и диаметром 22 мм. Эти бруски устанавливают в гнезда верхнего основания нактоуза и закрепляют винтами.

Кроме брусков, компас оснащается индукционными пластинками длиной 100 или 130 мм и сечением 25Х3 мм. Пластинки устанавливают в нактоузе под компасным котелком.

По специальному заказу в комплект компаса могут быть включены бруски прямоугольного сечения или шары различных размеров и кронштейны для их установики

3.Как магнитные компасы делятся по назначению на судне? По назначению морские магнитные компасы делятся на главные и путевые.

Главный магнитный компас, как об этом говорит само название, является наиболее важным навигационным прибором, который обычно устанавливают на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна в возможной удаленности от судового железа, что обеспечивает оптимальные условия работы компаса.

По главному компасу судоводитель назначает заданный курс, проверяет показания путевого компаса и гирокомпаса, пеленгует береговые объекты для определения места. Путевой магнитный компас служит указателем курса и, как правило, устанавливается в рулевой рубке перед рулевым

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

4. Каков принцип действия гирокомпаса? Гирокомпас — это по существу гироскоп, то есть вращающееся колесо (ротор), установленное в кардановом подвесе, который обеспечивает оси ротора свободную ориентацию в пространстве. Предположим, ротор начал вращаться вокруг своей оси, направление которой отлично от земной оси.

В силу закона сохранения момента импульса, ротор будет сохранять свою ориентацию в пространстве. Поскольку Земля вращается, неподвижный относительно Земли наблюдатель видит, что ось гироскопа делает оборот за 24 часа. Такой вращающийся гироскоп сам по себе не является навигационным средством.

Для возникновения прецессии ротор удерживают в плоскости горизонта, например, с помощью груза, удерживающего ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности. В этом случае сила тяжести будет создавать крутящий момент, и ось ротора будет поворачиваться на истинный север.

Поскольку груз удерживает ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности, ось никогда не может совпадать с осью вращения Земли (кроме как на экваторе

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:

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

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.

Гирокомпас — механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления (рис. 3.4 – 3.5).

Принцип действия гирокомпаса основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли. Гирокомпасы имеют два преимущества перед магнитными компасами: — они показывают направление на истинный полюс, т.е.

на ту точку, через которую проходит ось вращения Земли, в то время как магнитный компас указывает направление на магнитный полюс; — они гораздо менее чувствительны к внешним магнитным полям, например, тем полям, которые создаются ферромагнитными деталями корпуса судна.

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.

Гирокомпас может выдавать ошибки измерения. Например, резкое изменение курса или скорости вызывают девиацию, и она будет существовать до тех пор, пока гироскоп не отработает такое изменение.

На большинстве современных судов имеются системы спутниковой навигации (типа GPS) и/или другие навигационные средства, которые передают во встроенный компьютер гирокомпаса поправки.

Современные конструкции лазерных гироскопов не выдают таких ошибок, поскольку вместо механических элементов в них используется принцип разности оптического пути.

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Электронный компас построен на принципе определения координат через спутниковые системы навигации (рис. 3.6). Принцип действия компаса: 1. на основании сигналов со спутников определяются координаты приёмника системы спутниковой навигации; 2.

засекается момент времени, в который было сделано определение координат; 3. выжидается некоторый интервал времени; 4. повторно определяется местоположение объекта; 5.

на основании координат двух точек и размера временного интервала вычисляется вектор скорости движения: • направление движения;

  • • скорость движения.
  • 5.Команды, подаваемые на руль и их выполнение, включая команды, подаваемые на английском языке

Приняты следующие основные команды на руль: Команда «Право (лево) на борт» означает, что руль должен быть положен до установленного предела в ука­занную сторону. Команда подается с учетом быстрой перекладки руля.

По команде «Право (лево) руля» рулевой обязан пе­реложить руль на установленное число градусов (для дан­ного корабля) в указанную сторону и доложить: «Руль право (лево) столько-то». В процессе выполнения пово­рота рулевой докладывает через каждые 10° новые зна­чения курса.

Эта команда подается при выполнении обыч­ных поворотов на новый курс и совместном маневрирова­нии с однотипными кораблями. При выполнении поворота с большим или меньшим, чем обычно, диаметром циркуляции подается команда «Столь­ко-то градусов право (лево) руля». Команда «Отводить» подается при приближении корабля к назначенному курсу (обычно на 10—15°).

По этой команде руль отводится в ДП корабля, после чего руле­вой докладывает: «Руль прямо». Аналогичные действия выполняются и по команде «Прямо руль». Команда по­дается при необходимости прервать выполнение поворота. После команд «Отводить» и «Прямо руль» рулевой докла­дывает курс через каждые 3°. Команда «Одерживать» подается, когда до назначен­ного нового курса осталось 3—5°.

По этой команде руль перекладывается на небольшое число градусов в сторону, обратную циркуляции. Рулевой докладывает курс по ком­пасу через каждый градус.

Команда «Так держать» означает, что рулевой дол­жен заметить по компасу с точностью до градуса курс, на котором лежал корабль в момент подачи команды, или направление по береговому ориентиру и удерживать ко­рабль на этом курсе, доложив: «Есть, так держать, на румбе столько-то градусов».

Команда-запрос «На румбе» означает, что рулевой дол­жен заметить курс по компасу и доложить: «На румбе столько-то градусов». Команда «Столько-то градусов право (лево) по ком­пасу» означает, что рулевой должен изменить курс на указанное число градусов, после чего доложить: «На румбе столько-то градусов».

Команда подается в случаях, когда необходимо изменить курс корабля не более чем на 15—25°.

Человека на руль! A hand to the helm! Вправо! Starboard! Влево! Port! Право руль! Starboard the helm! Лево руль! Port the helm! Больше право! More starboard! Больше лево! More port! Право на борт! Hard — a — starboard! All starboard! Лево на борт! Hard — a — port! All port! Легче, отводи! Ease the helm! Легче право! Ease to starboard! Легче лево! Ease to port! Прямо руль! Midships Одерживать! Meet her Так держать! Steady! (steady so!); Steady as she goes! Право не ходить! Nothing to starboard! Лево не ходить! Nothing to port! Править по курсу! Steer the course Руль право десять (двадцать)! Starboard ten (twenty)! Руль лево десять (двадцать)! Port ten (twenty)! Отвести руль до 5 град.! Ease to five! Право руль, держать 82 град.! Starboard, steer zero eight two Лево руль, держать курс 182! Port, steer one eight two! Лево руль, держать 305! Port, steer three zero five! Держать на буй, знак! Steer on buoy, on beacon! Следовать в кильватер за ледоколом Follow Icebreaker! Внимательнее на руле! Watch you steering

Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство
Строение магнитного компаса. компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Магнитный компас — определение и виды, компас за 1 минуту ???? своими руками

Магнитный компас — это навигационный прибор, используемый для определения сторон света за счет ориентирования магнитной стрелки вдоль магнитных линий Земли.

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.

Описан он был китайским философом Хэнь Фэй-Цзы в III веке до н.э. следующим образом:

Шарообразная разливательная ложка из магнетита с тонким черенком, тщательно отполированная в выпуклой части, устанавливается этой самой частью на отполированную пластину из дерева или меди таким образом, чтобы черенок с пластиной не соприкасались. Сама же ложка должна свободно вращаться вокруг оси своего основания. На пластине обозначены стороны света в виде знаков зодиака. Толчком черенка, ложку приводили во вращение; останавливалась ложка черенком точно на юг.

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.

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 компасов

На сегодняшний день компасы можно классифицировать по нескольким критериям:

???? По типу устройства:

  • механические: компасы с намагниченной металлической стрелкой, указывающей в направлении севера;
  • гироскопические: компасы с гироскопом в основании. Это более точные приборы, поскольку их стрелка направляется не на магнитный полюс, а на настоящий, географический. Именно поэтому на воздушных и морских суднах чаще используются гироскопические компасы;
  • электронные: оснащены процессором, дисплеем и другими электронными компонентами. В зависимости от модели, могут отображать не только направление, но и другую информацию. Среди электронных компасов также выделяют радио компасы,но с появлением системы навигации GPS их применяют все реже.

???? По назначению:

  • туристические: как правило, это круглая коробка (чаще всего из пластмассы) с магнетизированной стрелкой, вращающейся в центре. Зачастую оснащены и другими дополнительными устройствами, как, например, термометр;
  • военные: схожие с туристическими, но в обязательном порядке оснащены линейкой, визирным приспособлением, увеличительной линзой. Такие компасы изготавливаются из металла и обладают большей точностью, чем туристические;
  • геологические: приборы оснащены также полулимбом и клинометром;
  • астрономические: помогают находить стороны света при помощи звезд и светил. Прибор характеризуется высокой точностью, но едва ли может быть полезен в дневное время;
  • компас буссоль: используется в геодезии, а также для наведения артиллерийского орудия при атаках.

1 — механический; 2 — гироскопический; 3 — электронный; 4 — военный; 5 — геологический; 6 — компас буссоль; 7 — астрономический; 8 — туристический.

Виды креплений для компасов

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.

???? 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.

Сами магнитные полюса находятся на некотором расстоянии от географических полюсов, что уже подразумевает небольшую погрешность в показаниях компаса.

  • 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.

Также важно помнить, что по мере приближения магнитного компаса к магнитным полюсам, точность прибора снижается.

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.

???? Магнитный компас своими руками — видео

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.

????Видео — как изготовить компас из подручных материалов в лесу

При изготовлении магнитного компаса единственный допустимый ферромагнитный элемент — это игла, которая будет указывать направление. Присутствие любого другого элемента с такими свойствами исказит показания компаса.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

SQL - 71 | 0,207 сек. | 14.36 МБ