Зачатие ребенка 

Куда указывает стрелка компаса: особенности и интересные факты.

Стрелка магнитного компаса указывает на магнитные полюса Земли, а если быть точным, то располагается в магнитном поле Земли параллельно его магнитным силовым линиям. Это явление наблюдается как в северном, так и в южном полушариях. Но бывают и исключения, причем не так уж и редко.

Как правило, конец стрелки, указывающий на северный магнитный полюс, окрашивают в контрастный цвет.

Из чего сделана стрелка

Любая стрелка магнитного компаса сделана из ферромагнетика.

Ферромагнетик - это материал, который способен обладать намагниченностью даже при отсутствии внешнего магнитного поля. В нем устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов и ионов, благодаря чему он и приобретает магнитные свойства. В видео объясняется это явление:

Однако при нагревании ферромагнетика до температуры Кюри указанный порядок разрушается и ферромагнетик становится парамагнетиком. Нагретый над огнем магнит утрачивает свои магнитные свойства. Именно на этом основан простейший способ размагничивания разнообразных магнитов, не исключая стрелки магнитного компаса.

Для того, чтобы намагнитить ферромагнетик заново, его температуру нужно понизить ниже точки Кюри и поместить его в магнитное поле - либо положить рядом с другим магнитом, либо намагнитить, сделав его сердечником электромагнита.

Почему магнитная стрелка поворачивается

Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно вспомнить, что такое магнитное поле. А магнитное поле - это силовое поле, которое может воздействовать на электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом.

Таким образом два магнита способны взаимодействовать друг с другом, при этом их одинаковые полюса будут отталкиваться, а противоположные - притягиваться. Так, северный и южный полюса будут стремиться соединиться, а вот южный с южным и северный с северным наоборот - будут мешать соединить два магнита.

Теперь рассмотрим стрелку магнитного компаса и нашу планету. Оба этих объекта являются магнитами, а значит и взаимодействуют друг с другом по вышеуказанному принципу. То есть северный конец стрелки тянется к южному полюсу Земли, а южный - к северному.

Но как же так? Ведь нам говорили, что северный конец стрелки показывает на север? В чем подвох?

Объясняется все очень просто: северный и южный магнитный полюса Земли переименовали и назвали в честь тех географических полюсов, какие находились в непосредственной близости к ним. Таким образом получается, что вблизи географического северного полюса на самом деле находится южный магнитный полюс Земли, который для удобства был назван северным магнитным полюсом, а в южном полушарии все в точности наоборот.

Взаимодействие между этими двумя магнитами не очень сильное. Если стрелку просто положить на землю, то она вряд ли сдвинется с места. Поэтому, чтобы не мешать ей поворачиваться в относительно слабом магнитном поле Земли, ее «садят» на шпиль, который выступает в роли оси, или, как в первых европейских моделях компасов, опускают на воду, уменьшая тем самым сопротивление при вращении до минимума.

Чтобы не спутать северный и южный концы стрелки, их обычно делают разными. Чаще всего концы стрелки могут отличаться по форме и цвету. Как правило, красным цветом выделяют северный конец стрелки, но бывают и исключения. О том, какими цветами и формой выделяют северную часть стрелки, а также о том, как определить северный конец стрелки самостоятельно, есть материал в отдельной статье (Устройство компаса).

Почему стрелка не показывает на истинный север

Как уже было сказано, стрелка магнитного компаса показывает направление на магнитные север и юг Земли. Однако местоположение магнитных полюсов не совпадает с местоположением истинных полюсов Земли. Кроме того, положение магнитных полюсов Земли постоянно меняется, причем скорость изменения непостоянна во времени и отличается у северного и южного магнитных полюсов, что связано с процессами, происходящими в недрах планеты.

Таким образом, утверждение о том, что стрелка магнитного компаса всегда показывает на истинный север, ошибочно.

Часто доводилось слышать, что на Аляске - самом крупном штаты США - стрелка магнитного компаса показывает не на север, а на восток. Это не совсем так. Если рассмотреть карту изогон магнитного склонения, то видно, что наибольшее отклонение стрелки на восток не достигнет даже 40°, а это не восточное направление, а северо-восточное. А вот если говорить о том, где стрелка компаса вместо севера покажет на запад, то такая территория есть - это Нунавут, недавно ставший частью Канады.

Карта изогон представлена ниже:

Однако при необходимости все же можно по показаниям магнитного компаса определить направление на истинные полюса Земли. Для этого нужно знать величину магнитного склонения, о которой мы рассказывали

Почему иногда стрелка не показывает на магнитный север

Если быть точным, то стрелка магнитного компаса не показывает точно даже на магнитные полюса Земли. Ее показания в этом случае являются приблизительными.

На самих магнитных полюсах стрелка магнитного компаса будет стремиться занять вертикальное положение, поскольку линии магнитного поля Земли, параллельно которым располагается стрелка, на этих территориях расположены перпендикулярно к плоскости горизонта. Таким образом, северная часть стрелки будет смотреть вниз на северном полюсе, а южная - на южном.

Однако бывают ситуации, когда показания магнитной стрелки достаточно сильно отклоняются от «нормы», и тогда без дополнительных поправок в расчетах можно получить большие ошибки.

Такие отклонения могут быть связаны с рядом причин. Рассмотрим некоторые из них.

Это, например, происходит в областях магнитных аномалий, где направление силовых линий магнитного поля Земли сильно отличается от направления силовых линий магнитного поля в соседних областях. Карты с такими участками иногда имеют заметку о том, что изображенная местность относится к магнитным аномалиям.

Иногда при некорректной работе на показания магнитной стрелки могут влиять различные ферромагнетики, находящиеся рядом. Обычно их влияние присутствует всегда, но из-за их удаленности от стрелки такое влияние ничтожно мало по сравнению с влиянием магнитного поля Земли. Если же источник постороннего магнитного поля (ферромагнетик или проводник, по которому течет электрический ток) оказывается слишком близко к стрелке, то его влияние может оказаться заметным, а зачастую и стать преобладающим, что негативно скажется на результатах проводимых с помощью компаса измерениях.

В конце концов, на ошибку в показаниях магнитного (да и не только магнитного) компаса может повлиять его неисправность. Это не такая уж редко встречаемая ситуация, поэтому к ней нужно отнестись со всей ответственностью, .

Вспомогательные «стрелочные» элементы компаса

Для обеспечения корректной работы основного элемента компаса - магнитной стрелки - в этом устройстве предусмотрен ряд вспомогательных элементов. Ознакомимся с некоторыми из них.

Колба. Она позволяет защитить стрелку от механических повреждений, утери и от влияния ветра и дождя.

Жидкость в колбе. Она служит для быстрой стабилизации стрелки. Компасы, колба которых заполнена специальной жидкостью, называются жидкостными. В «воздушных» моделях для этой цели использовался латунный корпус, уменьшающий колебания стрелки за счет возникновения индукционных токов. Однако, если сравнивать два варианта стабилизации, то в случае с жидкостью любые колебания стрелки затухают намного быстрее.

Арретир. Это специальный стопор для остановки стрелки, чаще всего представляющий собой небольшой рычажок-фиксатор. Он позволяет удерживать стрелку в неподвижном состоянии, предотвращая ее хаотичные колебания во время движения человека по маршруту.

Как сделать стрелку для компаса своими руками

В аварийной ситуации, которая произошла за пределами цивилизации, может понадобится сконструировать примитивный компас.

В качестве стрелки для такого компаса допустимо использовать любые небольшие изделия из ферромагнетиков. Чаще всего в качестве стрелки для самодельного компаса используют намагниченную швейную иглу, хотя с тем же успехом в этой роли выступают и другие предметы, например, английская булавка или рыболовный крючок.

Подробнее о том, как сделать компас из подручных материалов, можно прочитать в

Кстати, в древнем Китае, где был изобретен первый магнитный компас, в качестве стрелки использовали специальную намагниченную ложку, свободно вращающуюся на гладкой доске.

Как сориентироваться по стрелке компаса

С помощью работающей магнитной стрелки можно решать разные задачи, но для ориентирования важны в первую очередь две - определение сторон света и определение направления, в котором нужно двигаться.

Для того, чтобы определить стороны света, нужно с помощью стрелки найти направление на север и стать к нему лицом. Теперь позади окажется юг, справа - восток, а слева - запад.

Чтобы по стрелке компаса выбрать направление дальнейшего движения, зная азимут, нужно определить по показаниям стрелки направление на север, а затем от него по часовой стрелке отмерить угол, соответствующий нужному магнитному азимуту.

Как видим, в работе магнитной стрелки, как и самой стрелке нет ничего загадочного и противоречивого. Все вполне объясняется законами физики и знаниями об окружающем нас мире. Именно эти знания, накопленные предыдущими поколениями, позволяли людям выживать и привели к расцвету человеческую цивилизацию, и именно эти знания в наши дни становятся на помощь тем, кто оказались в аварийных условиях вдали от цивилизации или попросту заблудился в лесу, отправившись за грибами.

Приспособление, которое внешне похоже на обычные часы. Однако есть одна особенность. Стрелка компаса всегда показывает на север. Почему? Ответ найдете в статье.

Притяжение - отталкивание

Все компасы - это устройства с магнитом. Работают они по принципу притяжения магнитных полюсов. Легкая стрелка компаса - магнит. Наша Земля - это тоже магнит, только очень большой и не очень сильный с максимальными показателями магнитного поля на полюсах - Северном и Южном. Как известно, противоположные магнитные полюса притягиваются друг к другу. При этом одинаковые, наоборот, отталкиваются. Вот почему стрелка компаса всегда показывает на север. Кратко это можно описать так: намагниченная игла притягивается к Северному магнитному полюсу планеты.

А если точнее

Есть такое понятие - магнитное склонение. Что это такое? Это угол, который образуется между осью вращения планеты и ее магнитной осью. Ведь они не совпадают. Почему стрелка компаса всегда показывает на север? Краткий ответ сложно дать, так как сам вопрос не совсем корректен. Правильно сказать, что стрелка показывает на точку, находящуюся севернее полюса, а именно на остров Соммерсет, что находится в Арктическом архипелаге Канады. И от него до Северного полюса 2100 км.

Первый компас

Он выглядел как ковш с черенком, расположенный на медной пластинке, чтоб узнать стороны света, надо было вращать ковш, и в момент его остановки черенок указывал на юг. Это чудо изобрели в Древнем Китае. И ковш был выбран не случайно. Ведь он был скопирован с «Небесного Ковша». Именно так называли китайцы созвездие Большой Медведицы. Но тогда люди еще не знали, почему стрелка компаса всегда показывает на север. Прошло несколько столетий, и в 1600 году Гильберт Уильям, английский физик и исследователь, написал книгу о магнитах, магнитных телах и о большом магните - Земле. Именно ему принадлежит первенство в аргументированном разъяснении того, почему стрелка компаса всегда показывает на север.

Погрешности

Но бывает, что стрелка компаса не всегда показывает на север. Почему? Причин может быть несколько:


Нулевой показатель

Ученые доказали, что каждые два тысячелетия наша планета теряет магнитное поле. Каждые 10 лет поле Земли становится слабее на 0,5 %. Когда его не станет, произойдет переполюсовка планеты и магнитное поле снова будет расти, а полюса поменяются местами. Изучая лавовые отложения, доказано, что это уже происходило с нашей планетой неоднократно.

Компас в домашних условиях

Сделать его очень просто. Для этого нужна игла, магнит, чашка с водой и масло. Иголку надо положить на пару дней вблизи магнита. Затем смазать ее маслом и осторожно опустить на воду в чашке. Намагниченная игла в масле не утонет и развернется, указывая на стороны света.

Биокомпас

Оказалось, что у перелетных птиц есть свой компас. Возле глаз у них находится маленькое поле чувствительных клеток, в которых находится магнетит - вещество способное намагничиваться. Именно этот «компас» не дает перелетным птицам сбиться со своего пути.

GPS - компас

С развитием технологий спутниковой связи обычный компас отходит в прошлое. Сегодня, когда покрытие спутников связи практически не оставило на планете неохваченных участков, люди переходят на спутниковые технологии навигации. Никто не удивляется навигатору в автомобиле и телефоне. К тому же корабли и самолеты давно используют для ориентировки спутниковые системы.

Инструкция

Принцип работы заключается в его возможности указывать на стороны света: север, юг, запад, восток. Компас обычно оснащен одной или двумя стрелками. Если стрелка одна - то она всегда будет указывать на север. Если у компаса две стрелки, ту, что указывает на север отмечают синим цветом, либо делают короче. Красная стрелка укажет на юг.

Иногда стрелка выполняется в форме стрелы, но в любом случае она будет выделена. Определив северное направление, можно сориентироваться по сторонам света: прямо противоположным северу будет южное направление, справа от севера - , слева - западное.

Для того чтобы зафиксировать положение стрелки, у компаса предусмотрен особый рычажок-тормоз. Эта функция значительно облегчает использование компаса в походных условиях.

Для того, чтобы точно определить расположение сторон света, необходимо убедиться, что находится строго в горизонтальном положении, а его стрелки не задевают внутренних поверхностей компаса. Фиксатор компаса должен быть снят, стрелка свободно вращаться. Рядом с компасом не должно находиться железных предметов, а в непосредственной близости от места использования - линий электропередач, так как они влияют на искажение магнитного поля, а, следовательно, на показания прибора. При соблюдении указанных правил компас всегда укажет северное направление, где бы вы в этот момент не находились.

Прежде чем использовать компас в реальных условиях, необходимо провести простейшую проверку . Для проверки компас размещают горизонтально, снимают с фиксатора, дожидаются, пока стрелка не укажет на север. Затем к компасу нужно поднести любой железный предмет. Стрелка отклонится, так как произойдет искажение магнитного поля. После того, как железо убирают, стрелка должна вернуться в исходное положение. Это является признаком исправности компаса, надежности его показаний.

Большая часть так называемого «прогрессивного человечества» привыкла думать, что стрелка компаса всегда указывает строго на север. Только, к сожалению, отнюдь не на тот, что отмечен Полярной Звездой. И уж тем более – не на географический, что отмечен схождением меридианов. Хуже того: компас показывает… Южный полюс Земли. Но какой же?

Такого прибора, как компас, вообще не существовало бы, если бы не обладала магнитосферой. В этом случае компас был бы бесполезен, т.к. указывал бы в никуда или в любом направлении в зависимости от наклона его циферблата. Не все обладают магнитосферой, которую в некотором приближении можно приравнять к ионосфере. Суть понятия сводится к тому, насколько сильно небесное тело в состоянии отклонить поток солнечного .Земля в качестве небесного тела обладает достаточно мощным магнитным полем, благодаря чему, в т.ч., защищает от губительного эффекта гамма-излучения Солнца. Но, коли Земля имеет магнитное поле, то по законам физики у него должны быть и полюса, между которыми простираются . И, конечно же, они есть на Земле.Точка схождения силовых линий магнитного поля Земли и есть тот полюс, на который указывает стрелка компаса . Вот только возникает вопрос: а Северный ли он? Почему все так решили? А ответ прост: потому, что так удобно. На самом деле так называемый «Северный Земли» является Южным полюсом. Это следует, опять же, из законов физики. Стрелка компаса располагается строго вдоль силовых линий, но ее намагниченный конец будет указывать на Южный полюс, т.к. известно, что одинаковые заряды отталкиваются. Таким образом, то место, куда показывает стрелка компаса , на самом деле будет Южным магнитным полюсом Земли, который люди называть Северным. Он обладает престранными свойствами.Во-первых, он дрейфует. Т.е. перемещается относительно земной оси довольно быстро - ок. 10 км в год. Для сравнения – скорость движения тектонических плит составляет ок. 1 см/10000 лет. Во-вторых, прежние 400 лет от находился на территории Канады под паковыми льдами, тогда как теперь стремительно движется в сторону Таймыра. Скорость его перемещения значительно выше обычной и составляет 64 км/год. В-третьих, он не симметричен относительно Южного полюса, и, более того, их дрейф не находится в зависимости друг от друга. С чем связано явление дрейфа магнитных полюсов не известно. Но из казанного следует однозначный вывод: стрелка компаса указывает на Южный магнитный полюс Земли.

Видео по теме

Компас – удивительно древнее изобретение, несмотря на относительную сложность его устройства. Предположительно впервые этот механизм был создан в Древнем Китае еще в III веке до нашей эры. Позже его заимствовали арабы, через которых этот прибор попал в Европу.

История компаса в Древнем Китае

В III веке до нашей эры в китайском трактате философ по имени Хэнь Фэй-цзы описал устройство прибора сынань, что , как «ведающий югом». Это была небольшая ложка из с довольно массивной выпуклой частью, отполированной до блеска, и тонким небольшим . Ложку ставили на медную пластину, тоже хорошо отполированную, чтобы не было трения. Черенок при этом не должен был касаться пластины, он оставался висеть в воздухе. На пластину наносились знаки сторон света, которые в Древнем Китае были связаны со знаками . Выпуклая часть ложки легко вращалась по пластине, если немного ее подтолкнуть. И черенок в таком случае всегда указывал на юг.

Ученые считают, что форму стрелки магнита – ложку – выбрали не случайно, она символизировала Большую Медведицу, или «Небесный ковш», как называли это созвездие древние китайцы. Работал этот прибор не очень хорошо, так как до идеального состояния отполировать пластину и ложку было невозможно, и трение вызывало погрешности. Кроме того, он был сложен в изготовлении, так как магнетит трудно обрабатывать, это очень непрочный материал.

В XI веке в Китае было создано несколько вариантов компаса: плавающий в виде железной рыбки с водой, намагниченная иголка на и другие.

Дальнейшая история компаса

В XII веке китайский плавающий компас позаимствовали арабы, хотя некоторые исследователи склоняются к мнению, что арабы были авторами этого изобретения. В XIII веке компас попал в Европу: сначала в Италию, после чего он появился у испанцев, португальцев, французов – тех наций, которые отличались развитым мореплаванием. Этот средневековый компас имел вид магнитной стрелки, закрепленной на пробке и опущенной в воду.

В XIV веке итальянский изобретатель Джойя создал более точную конструкцию компаса: стрелка надевалась на шпильку в вертикальном положении, к ней крепилась катушка с шестнадцатью румбами. В XVII веке количество румбов увеличилось, а чтобы качка на корабле не влияла на точность компаса, был установлен кардановый подвес.

Компас оказался единственным навигационным прибором, позволившим европейским мореплавателям ориентироваться в открытом море и отправляться в далекие путешествия. Это послужило толчком к Великим географическим открытиям. Этот прибор также сыграл свою роль в развитии представлений о магнитном поле, о его взаимосвязи с электрическим, что повлекло за собой образование современной физики.

Позже появились новые виды компаса – электромагнитный, гирокомпас, электронный.

Видео по теме

Очень многие искренне убеждены, что стрелка компаса направлена строго на север. И хоть это далеко не так, при помощи компаса можно с очень высокой точностью определять направления и на суше, и на море. Какие поправки требуется вносить в его показания? Чем вызвана такая необходимость? Что такое «магнитное склонение» и «девиация»? Об этих на первый взгляд загадочных, но, в общем-то, не таких уж сложных вещах и пойдет речь в сегодняшней беседе.

С тех пор, как люди обнаружили свойство предметов из магнитного железняка устанавливаться определенным образом в магнитном поле Земли, конструкция компаса прошла длинный путь. Мореплаватели, по достоинству оценившие преимущества этого навигационного инструмента, сразу столкнулись с рядом сложностей, затруднявших его использование в открытом море – прежде всего вызываемых качкой.

Много веков тому назад появились конструкции, в которых для уменьшения ее влияния магнитная стрелка подвешивалась на нити, устанавливалась на кончике вертикальной иглы или плавала в жидкости, прикрепленная к поплавку.

Значительные усовершенствования, которые дошли до наших дней, внесли в конструкцию компаса итальянцы. Семь веков назад изобретатель из Неаполя Флавио Джой соединил магнитную стрелку с диском, создав компасную картушку, что повысило точность отсчетов. Другой итальянский умелец, Джероламо Кардано, предложил крепление, снижавшее влияние качки и получившее название «карданов подвес».

(Кстати, Кардано был больше известен современникам как мастер-каретник, а изобретенный им шарнир с двумя степенями свободы изначально предназначался для уменьшения «качки» конного экипажа на ухабистой дороге – но это так, к слову).

Для более удобного и точного определения компасных направлений и направления ветра, а иногда и течения, картушку стали делить на румбы – от греческого «ромбос», что означает как некий вращающийся предмет вроде юлы или волчка, так и ромб. От восьми румбов постепенно пришли к делению горизонта на 32 румба.

Направления на север (N, норд), юг (S, зюйд), восток (O, ост) и запад (W, вест) назвали главными. Ровно посередине между главными располагаются четвертные румбы (например, северо-запад – NW), а между главными и четвертными – румбы трехбуквенные (скажем, юго – юго — запад – SSW, восток-северо-восток – ONO). Кроме того, между главными и четвертными румбами находятся 16 промежуточных.

Название промежуточного румба образуется из названия ближайшего главного или четвертного, приставки «тэн» («ten», пишется только буква «t»), что означает предлог «к», и названия главного румба, в сторону которого уклонен этот промежуточный румб – например, SWtW, OtN. Иногда вместо голландского предлога «ten» используется английский «by».

С появлением на судах механических двигателей, увеличением скоростей и размеров судов потребовалось более точное определение направлений в море, и картушку компаса стали делить на 360 градусов. Система деления горизонта, при которой направления отсчитываются от направления на север по часовой стрелке от 0 до 360, называется круговой.

Угол между двумя смежными румбами, который также называется румбом, равен 11.25°, т.е. углы и направления с помощью градусной круговой системы измеряются с большей точностью. Но румбовая система и сегодня используется для обозначения направлений ветра и течения, исходя из правила «ветер дует в компас, течение идет из компаса», а также для удовлетворения романтических потребностей человека в нашем перенасыщенном цифрами мире.

(Дополнительно расшифруем: к примеру, юго-восточный ветер дует с юго-востока, а при северо-западном течении вода движется на северо-запад; как это ни парадоксально, но в данном случае их реальные направления полностью совпадают).

Таким образом, современный магнитный компас (говоря о «морском» компасе, принято делать ударение на втором слоге), с помощью которого управляют судном и определяют пеленги на береговые ориентиры, стал итогом длительного развития. Совершенствование его конструкции привело к появлению нескольких типов приборов, применяемых в том числе и на малых судах.

Это, прежде всего, путевой компас, предназначенный для удержания судна на заданном курсе; компас для взятия пеленгов (т.е. для измерения угла между направлением на северный полюс и направлением на интересующий нас объект); компас в комплекте авторулевого или радиопеленгатора. Последний тип устройства обслуживается специалистами, поэтому поговорим о первых двух.

Общим для их конструкции является следующее. Корпус, или котелок компаса, выполнен из немагнитного металла или пластмассы; роль стрелки играет уже упомянутая картушка, на которой закреплены магниты обычно несколько пар. Котелок заполнен специальной незамерзающей жидкостью. Это может быть раствор спирта (практически «водочной» концентрации в пределах 39–43%), лигроин или кремнийорганическая жидкость. Она поддерживает на плаву компасную картушку (которая при этом вращается вокруг остроконечной шпильки) и гасит ее колебания, повышая точность отсчета.

По окружности картушки нанесена градусная шкала, нередко дополненная румбовой (рис. 1). В зависимости от диаметра картушки, а иными словами, «калибра» компаса, указываемого либо в миллиметрах, либо дюймах, цена одного деления 360-градусной шкалы может быть разной – от 1° на картушке 127-миллиметрового компаса до 5° на картушках небольших компасов.

Таким образом, чем больше «калибр», тем более точные показания можно снять с компаса. О специфике его выбора для маломерного судна поговорим в следующих публикациях, здесь же ограничимся тем, что во многих случаях более чем достаточно 75-миллиметровой картушки, как на типовых шлюпочных компасах (рис. 2).

Что дает нам расположение градусной шкалы на картушке, а не на корпусе? На судне, подвижном плавучем сооружении, началом отсчета в определении направлений является диаметральная плоскость судна – ДП. Курс судна – это угол между нордовой частью меридиана (направлением на север) и направлением в нос по ДП.

Используя на яхте туристский компас, у которого обычная стрелка укажет нам север, а деления градусов нанесены на корпус, возрастая от нуля по часовой стрелке, мы определим курс лишь после пересчета данных, да и то с некоторой погрешностью. Такой компас, установленный на судне, будет вращаться вместе с судном и шкалой (рис. 3, б).

Морской компас позволяет получать непосредственно отсчет курса по делениям на картушке, расположенным у курсовой черты. Картушка в принципе неподвижна относительно меридиана, а курсовая черта жестко связана с положением ДП судна – значит, можно без всяких пересчетов сразу получить курс (рис. 3, а).

Конструкция магнитного путевого компаса обычно предполагает установку в кардановом подвесе, сохраняющем горизонтальность картушки при крене и качке (рис. 4). На крупных «пароходах» такой компас установлен в специальной тумбе – нактоузе, но на маломерных судах подобная роскошь недоступна из-за дефицита пространства. Поэтому его либо ставят на горизонтальную панель перед штурвалом, либо врезают в вертикальную переборку, либо подвешивают под потолок в верхней части лобового стекла рубки.

Компасы малых судов, как правило, имеют относительно небольшой «калибр» и вообще довольно компактны. Вместо старого доброго «карданова подвеса» их производители нередко обходятся иными средствами, позволяющими картушке сохранять горизонтальное положение при значительных углах крена и дифферента. Так, наиболее распространенным вариантом является «плавающая» в специальной жидкости полусферическая картушка, отцентрованная остроконечной шпилькой и размещенная в «котелке» в виде прозрачного шарика или под прозрачным полукруглым колпаком (рис. 5).

Для пеленгования на маломерных судах используются компасы с установленными на них пеленгаторами, расположенные так, чтобы препятствий для обзора было как можно меньше, а также ручные компас-пеленгаторы или бинокли с встроенными компасами (рис. 6). При этом под пеленгуемым объектом читается обратный компасный пеленг, т. е. компасное направление, под которым судно видно с объекта.

Это позволяет, найдя на карте этот ориентир, провести от него линию под углом, снятым с пеленгатора. Где-то на этой линии и находится судно. Если взять пеленг еще на один обозначенный на карте ориентир, то на пересечении нанесенных на карту обратных компасных пеленгов и окажется наше место (рис. 7). Разумеется, для большей уверенности пеленгов должно быть более двух.

В теории все выглядит достаточно гладко, но на практике возникают кое -какие сложности, и отсюда переходим к загадочному для многих слову «девиация». Герои бессмертного произведения Жюля Верна «Пятнадцатилетний капитан» пережили крайне опасные приключения в результате действий злоумышленника и незнания магнитно-компасного дела.

Подложив в нактоуз железный брусок, коварный Негоро внес нужное ему искажение в показания компаса, отчего шхуна «Пилигрим» отклонилась от расчетного курса на четыре румба к югу и вместо Южной Америки оказалась у берегов Африки. (Кстати, если бы умения этого персонажа направить в мирное русло и переквалифицировать его из бандитов в девиаторы, то исправившийся негодяй заработал бы куда больше денег – эта редкая профессия ценилась в те далекие времена дороже золота, да и теперь пользуется большим уважением).

Короче говоря, на стрелку судового компаса, кроме магнитного поля Земли, действует также магнитное поле, создаваемое судовым железом. А железо делится в магнитном отношении на «жесткое» и «мягкое». Жесткое железо, намагнитившись в магнитном поле Земли, сохраняет свое поле, а мягкое перемагничивается при изменении создавшего его поля.

Поэтому силы судового магнетизма изменяются по различным законам. Одни из них действуют постоянно, другие изменяются с изменением курса, широты, крена. В результате магнитная стрелка в месте установки компаса располагается не вдоль магнитного меридиана, а составляет с меридианом угол, называемый девиацией.

Девиация незначительна на маломерных судах из немагнитных материалов, но на магнитоемких корпусах может достигать таких величин, что магнитное поле Земли будет полностью компенсироваться собственным полем судна, отчего картушка компаса оказывается в состоянии безразличного равновесия – попросту мотается «туда-сюда» под влиянием чего угодно, но только не магнитного поля Земли. В результате пользоваться компасом становится невозможно.

Для уменьшения девиации в месте, где установлен морской компас, он снабжается так называемым девиационным прибором, компенсирующим магнитное поле судна при помощи системы магнитов и железных брусков, положение которых можно точно подобрать, используя резьбовые верньеры.

Задача вроде бы проста – при помощи подобного устройства (которое нередко имеется даже на самых простеньких «сувенирных» компасах) надо максимально близко «подогнать» стрелку или картушку к положению магнитного полюса Земли, но не будем забывать, что «мягкое» судовое железо при смене курса (или же, проще говоря, повороте штурвала) каждый раз перемагничивается, сбивая предыдущие показания…

В общем, полностью уничтожить это влияние невозможно, поэтому после проведения работ по его уничтожению составляется таблица остаточной девиации, в которой подробно расписаны поправки к показаниям компаса на тех или иных курсах. При помощи такой таблицы можно переходить от компасного к магнитному курсу (пеленгу) и наоборот. (О том, как свести девиацию к минимуму, подробнее поговорим в следующей публикации).

Итак, чем магнитный курс (пеленг) отличается от компасного? Теоретически стрелка компаса должна указывать на магнитный полюс, но на практике из-за влияния девиации судна стрелка указывает на полюс компасный. Исправляя компасное направление поправкой на девиацию, мы получаем магнитное направление. Но и тут нас ждут подвохи! Все было бы куда проще, если бы в какой-то точке земного шара был установлен мощный магнит, притягивающий к себе компасные стрелки. Однако таких «магнитов», во — первых, очень много, а во-вторых, самый мощный из них не стоит на месте.

Магнитное направление на северный магнитный полюс часто не совпадает с направлением на географический полюс. Это отклонение от меридиана называется магнитным склонением. Склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки отклонен от истинного меридиана к востоку; если же к западу, то отрицательным. В соответствии с этим положительному склонению приписывают «остовое» наименование, а отрицательному – «вестовое».

Уже во времена Колумба было замечено отклонение магнитной стрелки от направления на Северный географический полюс, однако доверие компасу было столь велико, что, обнаружив отклонение стрелки от направления на Полярную звезду, Колумб усомнился в постоянстве Полярной звезды. Тем не менее магнитометрические исследования показали, что склонение действительно существует, и в разных географических пунктах Земли его величина может значительно различаться, принимая значения от 0° до ±180°.

Более того, обнаружилось, что склонение постоянно изменяется и в каждом отдельно взятом районе. В любимом моряками Лондоне, к примеру, достигнув за некоторое время максимума 11°Ost, оно стало уменьшаться и, перейдя через нуль, вновь стало увеличиваться вплоть до 1820 г., когда наступил максимум – 24°W.

Данные как о величине, так и о ежегодном изменении склонения приводятся на навигационных картах (рис. 8). По этим данным находится поправка на год фактического плавания. Но, кроме того, существуют локальные зоны магнитных аномалий, где склонение может очень отличаться от склонения соседних районов.

Магнитные аномалии на картах обводят сплошной жирной чертой, внутри района указывают возможные колебания магнитного склонения. Если границы района определены недостоверно, то они указываются пунктиром. Отдельные аномальные точки склонения обозначают звездочкой с указанием наименования и значения склонения.

Таким образом, для получения истинных направлений, отсчитываемых от направления на Северный полюс при помощи компаса, установленного на судне, его показания надо исправить общей поправкой, являющейся алгебраической суммой склонения и девиации (рис. 9).

Впрочем, помимо относительно медленных процессов, подвластных расчетам, магнитное поле Земли способно и неожиданно «взбрыкнуть» – в частности, оно может изменяться под влиянием магнитных бурь, вызванных деятельностью Солнца. Это знали еще поморы-архангелогородцы, говоря, что во время сильных северных сияний «матка дурит» – т.е. магнитная стрелка компаса ведет себя беспокойно, становясь неустойчивой.

В заключение – кое-что о полюсах. Мореплавателям и путешественникам эпохи Великих географических открытий, можно сказать, повезло – магнитный и географический полюса располагались достаточно близко один к другому, что позволяло поначалу считать, что стрелка компаса действительно указывает на север. Но по мере накопления знаний о земном магнетизме было обнаружено, что магнитные полюса не совпадают с географическими и постоянно перемещаются по поверхности Земли!

Длительное время северный магнитный полюс медленно двигался на север. Однако примерно тридцать лет назад скорость его перемещения возросла примерно в четыре раза. Каждый день он описывает эллипсы и, кроме того, смещается в северном и северо — западном направлении со средней скоростью от 10 до 20 км в год, поэтому любые его координаты являются временными и неточными.

Северный магнитный полюс Земли перемещается из Северной Америки такими темпами, что может оказаться в Сибири уже через 400 лет, а по некоторым расчетам даже раньше. При этом он на некоторое время почти совместится с Северным географическим полюсом. За последнее тысячелетие полюс перемещался в основном между Канадой и Сибирью, однако иногда двигался и в других направлениях, а за предыдущие миллионы лет, как выяснили палеомагнитологи, современный северный магнитный полюс побывал практически во всех районах Земли.

Южный магнитный полюс находится в антарктическом море Дюрвиля. В феврале 2005 г. яхта «Апостол Андрей» под командованием хорошо известного читателям «КиЯ» Николая Литау во время антарктического плавания прошла южнее южного магнитного полюса, оказавшись между двумя южными полюсами – географическим и магнитным.

Когда люди впервые достигли южного магнитного полюса, он находился на суше, в глубине Антарктиды. Сегодня он движется со скоростью около 2 м/ч и по прогнозам ученого-магнитолога Н.Медведева примерно через 850 лет доберется до Новой Гвинеи.

Но и это не все. Магнитное поле Земли может предложить сюжет для блокбастера покруче «Армагеддона». Палеомагнитные исследования выявили в прошлом неопровержимые свидетельства неоднократных инверсий геомагнитного поля, при которых южный магнитный полюс становится северным, и наоборот. И происходит это, по некоторым данным, с периодом около 250 тыс.

лет. Однако с прошлого такого «переворота» прошло около 750 тыс. лет, так что очередной уже заметно запаздывает. Ученые сообщают, что с магнитным полем Земли последнее время происходят необъяснимые вещи, что может быть признаком начала смены полярности.

Но, прежде чем южный магнитный полюс станет северным, а северный южным, они оба на некоторое время исчезнут, и Земля лишится магнитного поля, защищающего ее от космических частиц. Мнения специалистов по поводу возможных последствий расходятся, но существуют и весьма мрачные прогнозы.

Не остаются на местах и географические полюса. Установлено, что земная ось смещается, и Северный полюс отдаляется от нас примерно по семьдесят пятому меридиану в сторону Лабрадора. А значит, экватор медленно, но верно приближается к нам. Правда, всего на пару километров в год. Пустячок, а приятно!

Так уж вышло, что нынешняя беседа получилась у нас скорее «познавательно-теоретической». О том, как применить полученные знания на практике – как выбрать подходящий компас для небольшой прогулочной лодки, как правильно его установить, как оценить девиацию и т.д. – читайте в следующих публикациях.

Хоть прогресс и балует человечество цифровыми способами навигации, но классический компас с намагниченной стрелкой по-прежнему востребован и надёжен. Его работа не нуждается в питании, наличии спутника или сотовой вышки, поэтому его стрелка всегда способна указывать северный магнитный меридиан помеченным кончиком, другой при этом укажет соответственно юг.

По лимбу прибора нанесено расположение сторон света, помогающее сориентироваться, если нет магнитных помех. Необходимо лишь разобраться, какое обозначение имеют направления на компасе.

При ориентировании всегда следует учитывать, что показанные направления компасом не полностью совпадают с географическими, потому что намагниченная стрелка стремится расположиться вдоль магнитного меридиана, указывая геомагнитные полюса планеты, которые не тождественны географическим. Эта погрешность сторон света на компасе имеет определение «магнитное склонение», не имеющее постоянной величины.

Каким образом по компасу найти стороны света

Устройство компаса просто и гениально - намагниченная стрелка, заключённая в корпус под прозрачной крышкой в центре циферблата (лимба), при отпущенном с тормоза состоянии северным хвостиком укажет северный полюс, а южным - южный полюс. На лимб нанесены обозначения буквами сторон света. Если прибор отечественный, то буквы будут русскими, если же устройство произведено не у нас - то латинскими, согласно международных обозначений.

Лимб имеет круговую шкалу, равную 360º, разделенную четырьмя равными секторами, с возрастанием по ходу часовой стрелки. Размер шага шкалы может быть у отдельного прибора разным, но в любом случае каждая из сторон света обозначается определёнными градусами:

  • север - 0º;
  • юг - 180º;
  • восток - 90º;
  • запад - 270º.

Определять по устройству стороны света достаточно просто, но чтобы прибор указал истинное направление, необходимо соблюсти ряд простых правил.

  • Прибор должен занять строго горизонтальное положение - для этого его либо кладут на ровную поверхность, либо держат раскрытой ладонью, чуть ниже уровня груди.
  • Поблизости не должно быть магнитных помех - линий электропередач, железнодорожного полотна, скоплений металла, иных магнитов, иначе стрелка укажет неверное направление.
  • Как только компас займёт правильное положение, нужно отпустить арретир, играющий роль стопора или тормоза.
  • Освобождённая стрелка, покачавшись, займёт уверенное положение, когда специально обозначенный северный хвостик укажет север, а противоположный укажет юг.
  • Теперь нужно совместить хвостики стрелки с обозначениями сторон света, нанесёнными по лимбу.

Чтобы на местности обозначиться с маршрутом, нужно выбрать необходимое направление пути, соответствующее искомой части карты.

Обозначения на компасе сторон света

Для сторон света приняты международные обозначения буквами на компасе, понятные в любому населению земного шара, но возможны и русскоязычные обозначения.

  • Северное направление обозначено латинской N (north) либо русской С (север).
  • Южное направление отображено латинской S (south) либо нашей Ю (юг).
  • Восточное направление нанесено латинской буквой E (east) либо русской В (восток).
  • Западному направлению соответствует латинская буква W (west) или же наша З (запад).

По ходу часовой стрелки это будет выглядеть так: вверху - N или С, дальше в правой части лимба - E или В, внизу - S или Ю, слева - W или З.

Направления сторон света как для карты и глобуса, так для компаса и местности, будут располагаться одинаково:

  • если встать лицом к северу, то северный полюс будет прямо впереди;
  • южный полюс - позади;
  • восточное направление - по правую руку;
  • запад - по левую руку.

Обратите внимание! Компас из-за наличия магнитного склонения показывает направления не точно!

Погрешность компаса - магнитное склонение

Учитывая, что на приборе будут обозначаться географические стороны света, на самом деле они окажутся слегка смещёнными на некую величину в градусах. Так как силовые и географические полюса нашей планеты не совпадают, то при точных расчётах азимута перед предстоящим длинным маршрутом необходимо делать поправки. Если же путь предстоит не слишком долгий, а склонение не превышает 10º, то можно обойтись и без поправок.

  • Магнитное склонение обычно обозначено за полями карты для определённой местности.
  • Если такового нет, его можно найти в справочнике - магнитные обсерватории постоянно сообщают сведения о величине в градусах магнитного склонения, характерного для определённой местности.
  • Различают восточное склонение, когда стрелка устройства отклоняется от северного географического полюса в сторону востока, и западное, когда стрелка отклонена к западу.

Обратите внимание! Восточное склонение обозначено плюсом (+), а западное - минусом (-). Поправка на его величину, рассчитанную по прибору, поможет определить истинные направления сторон света.

Азимут магнитный и географический

Путь рассчитывают перед путешествием по азимуту, и согласно него передвигаются по местности. Угол рассчитанного азимута представляет собой величину в градусах, полученную между меридианом и направлением пути на искомый объект. Азимут, найденный по карте, будет истинным, а полученный с помощью компаса - магнитным.

  • На карту нанесены истинные меридианы, сходящиеся в точке истинного географического полюса. Поэтому угол между меридианом, идущим на север, и направлением пути, полученный по карте, будет отличаться от угла, найденного по прибору, так как стрелка компаса располагается вдоль магнитного, а вовсе не географического, меридиана.
  • Если в данной местности имеется восточное магнитное склонение, то его величину нужно вычесть от азимута, полученного с помощью компаса на местности, чтобы его значение совпало с истинным азимутом, найденным по карте. Вот зачем оно обозначено знаком — (минус).
  • Если же в данной местности имеется западное отклонение, то его величину нужно прибавить к магнитному азимуту, чтобы выйти к значению истинного. Вот почему оно обозначено знаком + (плюс).

Поправки на магнитное склонение дают гарантию, что маршрут пройдёт в задуманных пределах и будет соответствовать истинным географическим ориентирам, а путь не отклонится от карты.