Б. Карлов, В. Певзнер, П. Слепенков
УЧЕБНИК СУДОВОДИТЕЛЯ ЛЮБИТЕЛЯ
(Управление маломерными судами)

Глава IX . НАВИГАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ И ИНСТРУМЕНТЫ

Для обеспечения безопасности плавания, контроля за движением судна и его местонахождением относительно береговых предметов в судовождении применяются различные навигационные приборы и инструменты:

а) для определения направлений — компасы, пеленгаторы;

б) для определения скорости хода судна и пройденного им расстояния — лаги (ручные, механические и т. д.);

в) для определения глубины моря — лоты (ручные, механические и эхолоты);

г) угломерные инструменты (секстаны), часы, бинокли, оптические дальномеры;

д) инструменты для работы на карте — транспортир штурманский, линейка параллельная, циркуль, протрактор, грузики для карт.

Для маломерных судов основными навигационными приборами являются магнитные компасы, ручные лаги, лоты, прокладочный инструмент, бинокль и часы.

§ 30. МАГНИТНЫЕ КОМПАСЫ

1. Назначение и принцип действия

Компасом называют навигационный прибор, предназначенный для определения курса судна и направлений на различные береговые или плавучие предметы, находящиеся в поле зрения судоводителя. Компас используется также для определения направления ветра и дрейфа судна. По показанию магнитного компаса производится управление судном, с его помощью определяют пеленги на береговые предметы. Обычно магнитный компас устанавливается на высоком открытом месте в диаметральной плоскости судна.

В магнитном компасе использовано свойство магнитной стрелки устанавливаться своими концами в направлении действующего на нее магнитного поля. На стрелку судового компаса, кроме магнитного поля земли, действует также магнитное поле, создаваемое на судне железным корпусом и железными предметами оборудования. Под действием этих двух сил магнитная стрелка устанавливается в плоскости компасного меридиана. Магнитный компас подвержен влиянию и других внешних сил, возникающих при качке, поворотах судна, которые выводят стрелку из устойчивого положения. На стрелку компаса влияет также вибрация корпуса от работы двигателя.

У морских * магнитных компасов роль стрелки выполняет система из четырех, шести и более тонких магнитов, помещенных в котелок с жидкостью, обеспечивающей быстрое гашение колебаний магнитной системы.

Воздушный поплавок поддерживает магнитную систему на плаву, что обеспечивает минимальное трение в точке подвеса. Морской магнитный компас снабжен специальным устройством — девиационным прибором, уменьшающим воздействие на магнитную систему компаса магнитного поля железного корпуса судна. С помощью карданового подвеса обеспечивается горизонтальное положение котелка во время качки, крена и дифферента.

Морской магнитный 127-миллиметровый компас состоит из картушки, котелка, заполненного компасной жидкостью, пеленгатора, нактоуза. Для защиты в непогоду и для освещения картушки ночью имеется устройство, названное шаровым осветительным прибором.

Рис. 62 Картушка магнитного компаса: 1 — магнитные стрелки; 2 — картушка; 3 — поплавок

Картушка (рис. 62) является основной частью компаса. Она состоит из системы магнитных стрелок, поплавка с латунным ободком и диска со шкалой. Магнитная система состоит из шести стрелок. Поплавок изготовляется из тонкой листовой латуни. К нему припаиваются стрелки, помещенные в латунные пеналы. Поплавок уменьшает вес картушки и снижает давление на шпильку. Вдоль вертикальной оси поплавка сделано сквозное отверстие для топки, изготовленной из сапфира или агата. Своим нижним вогнутым основанием она соприкасается с острием компасной шпильки. Латунный ободок припаян к поплавку. К ободку винтами крепится опорный диск, вырезанный из слюды, на который наклеен бумажный диск картушки с градусной шкалой. Цена одного деления шкалы 1°. Большими латинскими буквами отмечены главные N , S , О, W и четвертные NO , NW , SO , SW румбы.

Котелок (рис. 63) представляет собой латунный резервуар, разделенный на две камеры: верхнюю — основную и нижнюю — дополнительную. В центре дна верхней камеры установлена латунная колонка со сквозным отверстием внутри. На верхнюю часть колонки на резьбе посажена компасная шпилька с напаянным на конце кусочком иридия. Внутри верхней камеры установлены две курсовые нити. Носовая курсовая черта служит индексом для отсчета курса судна. Внутренняя часть камеры окрашена в белый цвет. Дополнительная камера предназначена для компенсации объема жидкости при изменении температуры. Дном дополнительной камеры является тонкая латунная гофрированная диафрагма. При увеличении объема жидкости латунная диафрагма прогибается вниз, увеличивая объем нижней камеры. В среднюю часть диафрагмы вставлено небольшое световое стекло с отверстием посредине, закрытым пробкой. Через это отверстие производится замена или затачивание шпильки. Снизу картушка освещается электрической лампочкой, ввернутой в гнездо донной части котелка. Сверху котелок закрывается толстым стеклом, установленным на резиновой прокладке. Стекло закрепляется латунным азимутальным кольцом, разбитым на градусы от 0 до 360. По шкале азимутального кольца определяются курсовые углы видимых предметов с помощью пеленгатора. Нулевое деление шкалы азимутального круга смещено от диаметральной плоскости судна влево на 30° для удобства пользования пеленгатором. В нижней части котелка имеется свинцовый груз, удерживающий плоскость азимутального круга котелка в горизонтальном положении. Котелок заполнен компасной жидкостью из 43% раствора этилового спирта. Доливка компасной жидкости производится через боковое отверстие в нижней камере котелка. Кардановый подвес позволяет котелку сохранять горизонтальное положение при качке.

Рис. 63. 127-миллиметровый компасный котелок с донным освещением системы ГУ: 1 — отражатель света; 2 — шпилька; 3—магнитные стрелки; 4 — курсовая черта; 5 — карданное кольцо; 6 — цапфа; 7—картушка; 8 — топка; 9 — поплавок; 10 — стекло; 11 — азимутальный круг; 12 — резиновая прокладка; 13—верхняя камера; 14 — нижняя камера; 15 — диафрагма; 16 — световое окно; 17 — кольцо для вытаскивания патрона; 18 — патрон; 19 — электрическая лампочка

Пеленгатор (рис. 64) служит для определения направления на видимые предметы. Он состоит из основания, предметной и глазной мишеней, чашки для установки дефлектора. Основание пеленгатора изготовляется в виде крестовины или кольца. Пеленгатор ставится на азимутальном кольце компаса и поворачивается на нем в любом нужном направлении. Слева от глазной мишени расположен индекс для снятия отсчета с азимутального круга. Предметная мишень — это рамка, укрепленная на шарнире. Вдоль рамки натянута медная проволока — прицельная нить предметной мишени. Предметная мишень снабжена темным откидным зеркалом, которое необходимо для пеленгования небесных светил.

Глазная мишень представляет собой планку с прорезью. На мишень надета передвижная каретка с закрепленной в ней призмой , через которую производится отсчет с картушки компаса. 3 солнечную погоду глазная мишень прикрывается светофильтром. Чашка входит в комплект пеленгатора и служит для установки на нее прибора — дефлектора при производстве девиационных работ. При работе с пеленгатором судоводитель должен помнить, что призма дает отсчет шкалы в перевернутом изображении (справа налево).

Нактоуз (рис 65) представляет собой шкафчик с открывающейся в корму дверцей. Устанавливается и крепится к палубе на деревянной подушке. В нактоузе помещается девиационный прибор, предназначенный для уничтожения девиации. В верхнем части снаружи нактоуза размещены бруски, шары мягкого железа и магниты-уничтожители, предназначенные для компенсации девиации. На верхнем основании нактоуза укреплена латунная шейка с пружинным подвесом, на который подвешивается компас с карданным кольцом.

Рис 64. Пеленгатор 127-миллиметрового компаса: 1 — стойка для проворачивания пеленгатора; 2—индекс; 3 — чашка пеленгатора; 4 — откидное зеркало; 5 — пеленгаторная нитка; 6 — предметная мишень; 7 — глазная мишень; 8 — откидной щиток; 9 — щель для дневного пеленгования; 10 — призма, 11 — откидной щиток призмы; 12—винтики, крепящие оправу призмы; 13 — цветные стекла; 14 — лапки

Шаровой осветительный прибор (рис. 66) предназначен для освещения котелка компаса в случае отсутствия донного электрического освещения. С обеих сторон прибора вставлено по одному масляному фонарю. Кроме фонарей, в устройстве осветительного прибора предусмотрена электрическая лампочка. Пеленгование предметов с осветительным прибором производится через открывающиеся окна. Большое окно должно быть обращено к наблюдателю. Кроме осветительного прибора, может использоваться бра со щелевым отверстием и лампой внутри.

3. Магнитные компасы для малых судов

На больших судах устанавливается не менее двух компасов: один главный, по которому ведется определение места судна в море, другой — путевой — служит для удержания судна на заданном курсе. На катерах ставится один компас с нактоузом, а на шлюпках — без нактоуза. Использовать на маломерных судах большие 127-миллиметровые магнитные компасы не представляется возможным из-за отсутствия места.

Рис, 65. Нактоуз: 1 — палубные планки; 2 — талреп; 3—бакштаг; 4 — бруски мягкого железа; 5— шейка; 6 — клеммы пружинного подвеса; 7 — девиационный прибор; 8 — труба; 9 — гнезда для магнитов; 10 — ползун с барашком; 11 — кольцо, закрепляющее креповой магнит; 12 — подушка

Рис. 66. Шаровой осветительный прибор: 1 — стопорный винт, 2 — пружинные зацепки; 3—гнездо для масляного фонаря, 4 — масляный фонарь; 5 — винты крепления футляра; 6—верхнее окно; 7 — откидные дверцы; 8 — стопорный винт футляра лампочки; 9 —футляр электрической лампочки; 10 — винт поворотного щитка; 11 — окно для пеленгования; I 2 — ролики; 13 — штепсельные пальцы

Поэтому для малых судов созданы малогабаритные магнитные компасы. Катерный магнитный компас КТ-М2м устроен подобно 127-миллиметровому магнитному компасу (рис. 67) и состоит из котелка с картушкой, пеленгатора и нактоуза с девиационным прибором.

Картушка имеет устройство, почти аналогичное устройству картушки 127-миллиметрового магнитного компаса. Магнитная система состоит из двух стрелок, заключенных в герметические латунные пеналы, припаянные к донной части поплавка. Диаметр картушки 75 мм. Ввиду малых размеров цена деления шкалы картушки 2°. Надписи на картушке идут через 10° и обозначены цифрами в десятках градусов, например: 1—10°, 2—20°, 3—30° и т. д.

Котелок также имеет две камеры — основную и дополнительную, разделяющиеся тонкой латунной диафрагмой с узкими отверстиями у основания колонки. Через эти отверстия жидкость (спирт с водой, крепость 39°) свободно переливается из верхней камеры в нижнюю и обратно. Внутренняя поверхность котелка окрашена белой неразмывающейся краской, а наружная — черным лаком.

Пеленгатор состоит из основания, глазной и предметной мишеней. Его устройство такое же, как и пеленгатора 127-миллиметрового магнитного компаса. Точность пеленгования не превосходит 1 ° .

Рис. 67. Катерный магнитный компас КТ-М2м

Нактоуз компаса изготовлен из силумина. В его верхней цилиндрической части размещается котелок с картушкой, а в средней части — блок питания осветительного прибора компаса. Особенностью этого компаса является амортизирующее устройство позволяющее путем перемещения колодок и планок в подвесе изменять собственную частоту колебаний котелка и картушки, что важно при устранении резонанса от работы двигателя.

Компас имеет девиационный прибор, расположенный в нактоузе. Для освещения картушки используется бра со щелевым отверстием и цилиндрическим отражателем. Блок питания состоит из выключателя и реостата. Источником питания служит бортовая сеть или автомобильный аккумулятор. Компас имеет защитный колпак с масляным фонарем, который используется как аварийный или при отсутствии на судне источников питания электроэнергией.

Авиационные магнитные компасы КИ-11 могут быть установлены на катерах и моторных лодках.

Котелок компаса КИ-11 (рис. 63) изготовлен из пластмассы и имеет две камеры, соединенные между собой специальным отверстием для переливания жидкости. Компасной жидкостью в данном случае является лигроин. Отсчет курса производится через выпуклое боковое стекло переднего отверстия котелка, которое одновременно является и увеличительным, по шкале конического обода. Курсовая черта смотрит в корму, поэтому при уклонении судна влево картушка пойдет как бы влево, а не вправо, как на обычном компасе. Котелок компаса не имеет специального амортизирующего подвеса, но его роль выполняет специальная пружина, надетая на колонку. Пружина при ударах сжимается и опускает колонку вниз, после чего мягко возвращает ее в прежнее положение. Этим предохраняются от повреждений топка и шпилька. Котелок имеет устройство для электроосвещения от бортовой сети 24 в. Кроме того, курсовая нить и деления картушки покрыты специальным светящимся составом, позволяющим снимать отсчет и держать заданный курс в темное время суток при отсутствии электроэнергии на судне. Деления картушки нанесены через 5°, причем цифры надписаны через 30° и обозначают десятки градусов. Котелок крепится на специальном щитке передней стенки рулевой рубки.

Шлюпочный магнитный компас КТ-М1м (рис. 69) по устройству аналогичен катерному магнитному компасу, но не имеет нактоуза. В комплект входят котелок с картушкой и футляр с масляным фонарем. Футляр изготовлен с пружинным амортизирующим подвесом. Верхняя часть футляра съемная и выполняет роль крышки. С наружной стороны футляра имеется специ альный кронштейн для подвешивания компаса. Уничтожение девиации шлюпочного компаса не производится, так как шлюпка не имеет металла, а компас показывает магнитные курсы, которые для определения истинных курсов необходимо исправлять только одним склонением. На котелок компаса надевается визир, служащий для пеленгования предметов Он состоит из проволоки с глазным и предметным выступами, которые располагаются по диаметру кольца. Кольцо надевается на котелок и может на нем поворачиваться. Значение пеленга отсчитывается под предметным выступом. Визир может быть изготовлен из медной проволоки.

Рис 68 Котелок компаса КИ-11: 1 — основная катера, 2 — дополнительная камера, 3 — перепускное отверстие, 4 — отверстие для доливки и заливки жидкостей, 5—крышка дополнительной камеры, 6—выпуклое стекло переднего отверстия котелка, 7 — прижимное стекло, 8 — пробковая прокладка, 9 — кронштейн, 10 — колонка, 11— топка, 12 — амортизационная пружина, 13 — наружное кольцо, 14 — электрическая лампочка, 15 — поплавок; 16 — конический обод со шкалой, 17—магнитные стрелки, 18 — стальная шпилька, 19 — вилка электроосвещения, 20 — девиационный прибор

4. Требования, предъявляемые к исправному компасу

1) Картушка компаса не должна иметь застоя. Это значит, что топка картушки должна свободно, без трения, вращаться на компасной шпильке. Застой картушки происходит чаще всего из-за притупления компасной шпильки Поэтому периодически производится заточка шпильки специальным бруском «арканзас», имеющимся в комплекте компаса. Эта работа выполняется в специальных мастерских — навигационных камерах;

2) верхняя плоскость компаса всегда должна находиться в горизонтальном положении Это обеспечивается установкой компаса в специальное карданное устройство, состоящее из двух взаимно перпендикулярных цапф;

3) снаружи компас должен быть тщательно покрашен, а азимутальный круг смазан вазелином. Компас на судне монтируется так, чтобы 0° азимутального круга был обращен в корму судна, а 180° — к носу судна;

4) внутренняя полость компаса и поплавок должны быть окрашены в белый цвет;

5) деления картушки и курсовые нити должны быть хорошо видны и показывать разность в отсчетах 180° Заливаемая в компас жидкость не должна содержать посторонних примесей и воздушных пузырьков. Удаление воздушных пузырьков производится переворачиванием котелка компаса дном вверх;

6) призма пеленгатора должна точно показывать отсчет, находящийся строго вертикально под ней,

7) освещение компаса должно быть исправным. Если компас имеет светящуюся картушку и курсовую черту, он может использоваться без освещения.

5. Эксплуатация магнитных компасов

Рис 69 Шлюпочный магнитный компас КТ- Ml м

Отсчет компасного курса судна производится на картушке против носовой курсовой нити Курсовые нити магнитного компаса устанавливаются строго в диаметральной плоскости судна. Компасным курсом будет угол между нулевым делением картушки и носовой курсовой чертой.

Величина курса равна тому значению деления картушки, которое находится против курсовой нити. Выбрав нужное направ ление на карте и введя поправку на склонение, а где необходимо и на девиацию, получают курс, на котором нужно удержать судно с учетом дрейфа и течения.

Чтобы выполнить поворот по компасу на новый курс, необходимо положить руль в соответствующую сторону. Когда заданный курс будет подходить под курсовую черту, нужно отвести руль в обратную сторону, это замедлит поворот и позволит удерживать судно на заданном новом курсе.

Постоянно удерживать курс по шлюпочному компасу трудно, так как картушка его мала и градусные деления видны не очень четко. Слабое освещение создает трудности в постоянном слежении за курсовой чертой и соответствующим делением на картушке. Поэтому нужно установить шлюпку по курсу и заметить какой-либо ориентир прямо по носу: отдаленный предмет на берегу, небесные светила и даже облака, расположенные низко над горизонтом. Изредка сличая заданный курс по компасу с направлением по выбранному ориентиру, подправляют направление или изменяют ориентир.

Определение компасного пеленга на предмет производится так: наводят визирную плоскость пеленгатора на середину предмета, затем быстро переводят взгляд на отсчет под призмой пеленгатора и делениями картушки, делают отсчет обратного компасного пеленга ОКП, который отличается от КП на 180°. Компасный пеленг рассчитывается по формуле:

КП = ОКП ± 180°.

При определении курсового угла на предмет пеленгуют этот предмет, но угол отсчитывают по азимутальному кругу.

Определение направления ветра осуществляют, следуя мнемоническому правилу: «ветер дует в компас, течение идет из компаса». Направление ветра обозначается румбом, от которого дует ветер. На ходу судна определяют только наблюдаемый ветер, скорость которого равна геометрической сумме скорости истинного ветра и скорости судна. Иными словами: наблюдаемый ветер направлен по диагонали параллелограмма, построенного на векторах скорости истинного ветра и скорости судна.

6. Уход за магнитным компасом

Для любительского судна магнитный компас — основной прибор. Поэтому за ним нужно ухаживать и содержать его в исправности и чистоте. Котелок компаса надо оберегать от резких толчков, все окрашенные части стекла ежедневно протирать мягкой чистой тряпочкой, чтобы на них не было пыли и воды. Призму протирают мягкой фланелью. Дверцы нактоуза должны быть всегда закрыты на ключ. Бруски мягкого железа и магниты — уничтожители девиации не должны сдвигаться с места. При работе с магнитным компасом нельзя держать при себе или около него различные металлические предметы, так как это вызовет значительное отклонение компасной стрелки. Необходимо периодически удалять воздушные пузырьки из котелка. По окончании навигации бруски мягкого железа и магниты-уничтожители слегка смазываются техническим вазелином, а нактоуз накрывается парусиновым чехлом. Котелок и пеленгатор снимаются и хранятся в специальных ящиках.