Вопросы для самопроверки

1. Что такое Земная ось?

2. Что называется Географическим (истинным) полюсом?

3. Что называется северным географическим полюсом, а что – южным?

4. Что называется Земным экватором?

5. Что называется параллелями?

6. Что называется географическими или истинными меридианами?

7. Какой меридиан называется меридианом наблюдателя?

8. Что называется географической широтой? Какой дугой и в каких пределах она измеряется?

9. Что называется географической долготой? Какой дугой и в каких пределах она измеряется.

10. Что называется плоскостью истинного горизонта?

11. Что называется плоскостью истинного меридиана?

12. Что называется плоскостью первого вертикала?

13. Какое направление дает линия пересечения плоскости истинного меридиана с плоскостью истинного горизонта?

14. Какое направление дает линия пересечения плоскости первого вертикала с плоскостью истинного горизонта?

15. Что называется РШ?

16. Что называется РД?

17. Для какой высоты глаза наблюдателя указана дальность видимости маяка на российских и украинских морских навигационных картах?

18. Для какой высоты глаза наблюдателя указана дальность видимости маяка на английских морских навигационных картах?

Раздел № 2. Определение направлений в море

Основные плоскости и линии для ориентирования в море. Четыре системы деления горизонта. Истинный курс. Истинный пеленг. Курсовой угол. Приборы, применяемые для определения направлений в море. Земной магнетизм и его элементы. Изменяемость магнитного склонения. Магнитные курсы и пеленги. Переход от магнитных направлений к истинным и обратно. Судовой магнетизм. Девиация магнитного компаса. Компасные курсы и пеленги. Переход от компасных направлений к магнитным и обратно. Таблица девиации. Поправка магнитного компаса. Гирокомпасные курсы и пеленги. Поправка гирокомпаса. Исправление курсов и пеленгов. Соотношение между направлениями по гирокомпасу и магнитному компасу. Общие сведения о створах. Определение девиации магнитного компаса и поправки курсоуказателей.

Методические указания.

2.1 Основные плоскости и линии для ориентирования в море. Понятия отвесной линии, плоскости истинного горизонта наблюдателя, плоскости истинного меридиана наблюдателя, полуденной линии, плоскости первого вертикала.

2.2 Четыре системы деления горизонта. Круговая, полукруговая, четвертная и румбовая системы деления горизонта, переход от одной к другой.

В навигации основной системой счёта направлений является круговая система. В этой системе счёт ведётся от нордовой части (Nи) истинного меридиана наблюдателя по часовой стрелке от 0º до 360º.

Другие системы счёта направлений:

Полукруговая. В этой системе счёт ведётся от N и от S к E и к W, от 0º до 180º. Например, N 130º E и S50º W.

Четвертная. В этой системе счёт ведётся по четвертям от N или S, от 0º до 90º. например, NW 45º, SE50º .

Румбовая. Счёт ведётся по румбам. Горизонт разбит на 32 румба. 1 румб = 11,25º. Направления N, S, E и W называются главными румбами. NE, SE, SW, NW – четвертные, а остальные 24 – промежуточные. Для перевода румбов в градусы служит таблица 41 МТ-75. Румбовая система счёта направлений служит для обозначения направлений ветра, течения и волнения.

Необходимо уметь переводить направления из одной системы счёта направлений в другую.

Например, направление 135º перевести в другие системы счёта направлений. Ответ: N135ºE, S55ºE; SE55º.

2.3 Истинный курс. Истинный пеленг. Курсовой угол. Понятия истинного курса, истинного пеленга, обратного истинного пеленга, курсового угла. Наименования и знаки курсовых углов. Понятие траверза. Связь истинного курса, истинного пеленга и курсового угла. Окружной курсовой угол.

Решение задач рекомендуется сопровождать чертежом, чтобы исключить возможные ошибки.

Рассмотрим несколько примеров.

Пример 1. ИК = 138°; ОИП = 24°; КУ = ?

Решение. ОИП = 24°,0 ИП = 204°,0

+ –

180°,0 ИК = 138°,0

ИП =204°,0 КУ = +66°,0 = 66°,0 ^пр/б

N_и

ОИП

ИК ИП

КУ ДП

Рис. 6

Пример 2. ИК = 27°,0; КУ = 53°,0 ^л/б ; ИП = ?

Решение. ИК = 27°,0

+

КУ = – 53°,0

ИП = – 26°,0 = 360°,0 – 26°,0 = 334°,0

N_и

ДП

КУ^л/б

ИК

ИП

Рис.7

При решении задач с окружным курсовым углом (ОКУ), необходимо помнить, что ОКУ отсчитывается от носовой части диаметральной плоскости судна по часовой стрелке от 0° до 360°. Таким образом значение ОКУ совпадает со значением курсового угла правого борта, а КУ^л/б = 360°,0 – ОКУ.

N_и

ДП

КУ^л/б

ИК

ИП

ОКУ

Рис. 8

2.4 Приборы, применяемые для определения направлений в море. Понятия о магнитных и гироскопических курсоуказателях, пеленгаторах, главных и путевых магнитных компасах.

Для определения направлений в море на морских судах используются магнитные и гироскопические компасы. Чувствительным элементом магнитного компаса является система магнитных стрелок, показывающая направление на северный (N_м) и южный (S_м) магнитные полюса Земли.

По назначению магнитные компасы подразделяются на главные, путевые и шлюпочные.

По главному компасу ложатся на заданный курс и определяют мес­то судна, по путевому — рулевой удерживает судно на заданном кур­се, по шлюпочным (это магнитные компасы малых размеров) — ориен­тируются в море при самостоятельном плавании на шлюпках.

2.5 Земной магнетизм и его элементы. Общие сведения о земном магнетизме, магнитные полюсы Земли, напряженность магнитного поля Земли, горизонтальная и вертикальная составляющие вектора напряженности магнитного поля Земли, магнитное наклонение, магнитное склонение, магнитный экватор, магнитный меридиан.

Плоскостью магнитного меридиана называется условная вертикальная плоскость, проходящая через северный и южный магнитные полюса. В этой плоскости устанавливается системамагнитных стрелок магнитного компаса.

2.6 Изменяемость магнитного склонения. Понятие о магнитных аномалиях. Годовое изменение магнитного склонения. Необходимость приведения магнитного склонения к году плавания.

В отдельных районах земной поверхности наблюдаются резкие отклонения элементов земного магнетизма, и в частности магнитного склонения, от их средних значений в окружающих точках. Такое резкое изменение магнитного поля Земли в некоторых районах земной поверх­ности называется магнитной аномалией.

Основная формула для приведения магнитного склонения к году плавания имеет вид:

d_г.п. = d_к±nΔd,

где: d_г.п. – магнитное склонение года плавания,

d_к – магнитное склонение, указанное на карте,

n – разность между годом плавания и годом печати карты.

Δd – годовое изменение магнитного склонения (указано в заголовке карты (реже – над одной из параллелей).

Знак«+» в этой формуле ставится при годовом увеличении магнитного склонения, а «–» - при годовом уменьшении (годовое увеличение или уменьшение магнитного склонения указано в заголовке карты).

Если на карте годовое изменение (Δd) дано в минутах, то количество минут надо разделить на 60, а потом уже подставлять значение в градусах.

При восточном магнитном склонении приведение к году плавания не вызывает затруднений. Основные ошибки возникают при западном магнитном склонении. Поэтому, для практического вычисления удобнее пользоваться следующими алгебраическими выражениями:

d_г.п.= (+d_к) + n(+Δd) – при увеличении восточного склонения;

d_г.п.= (+d_к) – n(+Δd)– при уменьшении восточного склонения;

d_г.п.= (– d_к) + n( – Δd) – при увеличении западного склонения;

d_г.п.= (– d_к) – n( – Δd) – при уменьшении западного склонения.

Пример № 1.В 2002 г. магнитное склонение в районе плавания равнялось 1,5°Е. Годовое увеличение склонения 6'. Какова величина магнитного склонения в этом районе на 2012 г.?

Сокращенно условие следует записать так:

Дано: d₀₂ = 1,5°Е, Δd = 6', увеличение.

Найти: d₁₂ = ?

Решение.

d_г.п. = d_к ± nΔd, d₁₂ = + 1,5° + 10(+ 6/60) = + 2,5°Е.

Пример № 2.

Дано: d₀₂ = 3,0°Е, Δd = 0,2°, уменьшение.

Найти: d₁₂ = ?

Решение.

d_г.п. = d_к±nΔd, d₁₂ = + 3,0° – 10(+ 0,2°) = + 1,0°Е.

Пример № 3.

Дано: d₀₂ = 2,0°W, Δd = 6' увеличение.

Найти: d₁₂ = ?

Решение.

d_г.п. = d_к ± nΔd, d₁₂ = – 2,0° + 10(– 6/60) = – 3,0° = 3,0°W.

Пример № 4.

Дано: d₀₂ = 4,0°W, Δd = 0,6° уменьшение.

Найти: d₁₂ = ?

Решение.

d_г.п. = d_к±nΔd, d₁₂ = – 4,0° – 10(– 0,6°) = +2,0° = 2,0°Е.

Все вычисления ведутся с точностью до 0,1°

2.7 Магнитные курсы и пеленги. Переход от магнитных направлений к истинным и обратно.Понятия магнитного курса, магнитного пеленга, обратного магнитного пеленга. Переход от магнитных направлений к истинным и обратно. Связь между магнитным пеленгом, магнитным курсом и курсовым углом.

N_и N_м

ДП

d

МК

МП КУ ОМП

ИП

ИК

Рис. 9

Магнитными направлениями называются направления, отсчитываемые от магнитного меридиана.

Магнитным курсом называется угол между N_м и линией курса.

Магнитным пеленгом называется угол между N_м и линией пеленга.

ИК= МК + (±d)

ИП = МП + (±d)

КУ = МП – МК

МП = ОМП ± 180°

ОМП = МП ± 180°

2.8 Судовой магнетизм. Девиация магнитного компаса. Понятие судового магнетизма, компасного меридиана, девиации магнитного компаса, причин ее изменяемости, необходимости ее уничтожения, принципов определения и уничтожения.

Т.к. металлическое судно имеет свое магнитное поле, то на судне магнитный компас находится под воздействием магнитного поля Земли и судна и показывает компасные направления, а не магнитные.

Плоскостью компасного меридиана называется условная вертикальная плоскость, проходящая через ось магнитной стрелки, установленной на судне.

Компасным меридианом называется след от пересечения плоскости компасного меридиана с поверхностью земного эллипсоида или с плоскостью истинного горизонта. На поверхности земного эллипсоида это будет большой круг, проходящий через условные полюсы N_ки S_к, а на плоскости истинного горизонта – прямая линия, показывающая направление на N_к и S_к.

Девиацией (δ) называется угол между N_м и N_к.

Девиация магнитного компаса отсчитывается в плоскости истинного горизонта от нордовой части магнитного меридиана к Е илиW до 180°. Если при этом северная часть компасного меридиана отклонена от магнитного меридиана к востоку, то девиацию называют восточной (остовой) и приписывают ей знак «+», если к западу, то девиацию называют западной (вестовой) и приписывают ей знак «–» (рис. 10).

Рис. 10

Величина девиации зависит от целого ряда факторов, прежде всего от места установки компаса на судне. У компаса, установленного на верхнем мостике и, таким образом, несколько удаленного от основных масс судового железа, девиация будет меньше, чем у путевого компаса, установленного в рулевой рубке. Выбор места установки магнитного компаса имеет важное значение. Обычно его устанавливают в диаметральной плоскости ближе к миделю, чтобы в непосредственной близости от него не было значительных железных масс и особенно подвижного железа (кранов, стрел, шлюпбалок и т.п.).

Девиация магнитного компаса будет зависеть и от курса судна, т.е. от того, под каким углом судно пересекает силовые линии магнитного поля Земли.

Девиация магнитного компаса будет изменяться также с изменением широты плавания судна, т.к. с изменением широты изменяется напряженность магнитного поля Земли.В результате девиация на одном и том же курсе, но в разных широтах будет не одинакова.

На современных судах девиация может достигать нескольких десятков градусов. Пользование компасом в таком случае крайне затруднительно, а в некоторых случаях даже невозможно.

Т.о. для обеспечения надежных и точных показаний магнитного компаса необходимо принимать меры по уничтожению девиации. Теоретическое обоснование и практические приемы уничтожения девиация рассматриваются в курсе «Электронавигационные приборы». Что касается принципа уничтожения девиации, то он заключается в искусственном создании вблизи картушки компаса магнитных полей равных, но противоположных по знаку полям, образуемым судовым железом. Т.о. происходит компенсация полей и сил, вызывающих девиацию магнитного компаса.

Работы по уничтожению девиации производятся на специально оборудованном для этого рейде, в режиме судна по-походному, когда трюмы закрыты, палубный груз закреплен, стрелы уложены, работают силовая установка, вспомогательные механизмы и электрические агрегаты.

Уничтожение девиациисогласно правилам технической эксплуатации должно проводиться не реже одного раза в год и, кроме того, во всех тех случаях, когда предполагается изменение магнитного состояния судна, т.е. после ремонта или длительной стоянки в порту, по окончании приемки или сдачи груза, обладающего магнитными своцствами при большом изменении магнитной широты в результате перехода из одного пункта в другой.

Остаточную девиацию определяют на основных и четвертных румбах на специальном девиационном полигоне. Остаточную девиацию рассчитывают через 10° курса и сводят в таблицу, которая находится в штурманской рубке. Необходимо помнить, что аргументом для входа в таблицу девиации является только либо компасный курс, либо магнитный курс.

2.9 Компасные курсы и пеленги. Переход от компасных направлений к магнитным и обратно. Понятие компасного курса (КК), компасного пеленга (КП), обратного пеленга. Переход от компасных направлений к магнитным и обратно. Связь между компасным пеленгом, компасным курсом и курсовым углом.

Компасными направлениями называются направления, отсчитываемые относительно N_к.

Компасным курсом (КК) называется угол между Nк и линией курса.

Компасным пеленгом (КП) называется угол между N_к и линией пеленга.

Рис. 11

КК = МК + (±δ);

КП = МП + (±δ);

ОКП = ОМП + (±δ);

ОКП = КП ± 180º;

При решении задач на данную теме, следует строго придерживаться схемы, указанной в следующих примерах.

Пример № 1. (Рис. 12).Определить девиацию магнитного компаса, если ИП створа 53°, ОКП створа 232°, магнитное склонение 4°W.

Решение. 1. ОКП = 235,0° 2. ИП = 53,0°

– –

180,0° d = – 4,0°

КП = 52,0° МП = 57,0°

–

КП = 52,0°

δ = + 5,0° = 5,0°Е

Все задачи рекомендуется решать с помощью чертежа.

N_мN_кN_и

δ

N_м N_к N_и d

МП

δ ОКП

d

КП

ИП

Рис. 12

Пример № 2. Определить девиацию путевого компаса, если компасный курс по главному компасу равен 0°, девиация 7,0°Е, а компасный курс по путевому компасу 1,5°.

Решение. КК_гл = 0,0°

–

δ_гл = + 7,0°

МК = 7,0°

–

КК_п = 1,5°

δ_п= +5,5° = 5,5°Е

Пример №3. КК = 65,0°; δ = 4,0° W. Определить МК.

Решение. КК = 65,0°

+ δ = – 4,0°– выбирается из таблицы девиации

МК = 61,0^о

Графический контроль (рис. 13): при переходе от компасных направлений к магнитным и обратно за исходный всегда принимается магнитный меридиан: под углом 4,0° W по отношению к нему проводим N_K— S_K, от него отклады­ваем КК = 65,0°; изобразив величины, которые даны, находим и обозначаем ис­комую величину МК. На чертеже МК = КК — δ = 65° — 4° = 61,0°, т. е. графическое решение соответствует алгебраическому.

Пример № 4. МК = 115,0°; 6 = 3,0° O^st. Определить КК.

Решение. МК= 115,0°

–

δ = +3,0

КК= 112,0°

Рис. 13 Рис. 14 Рис.15

Графический контроль (рис. 14): проводим магнитный меридиан N_{М S М}иоткладываем МК — 115,0°. Под углом 3,0° O^st по отношению к магнитному меридиану проводим компасный меридиан N_KS_K. Определяем искомую величину КК: на чертеже КК = МК — δ =115° — 3° = 112°, т. е. графическое реше­ние соответствует алгебраическому.

Пример № 5. КП = 230,0°; МП = 236,0°. Определить δ.

Решение. МП = 236,0°

–

КП = 230,0

δ = +6.0°= 6,0^ºO^st.

Графический контроль (рис. 15): проводим магнитный меридиан и отклады­ваем МП = 236,0°. От МП в обратную сторону откладываем угол КП = 230,0^о и проводим компасный меридиан N_KS_K; который оказывается правее N_МS_М, что указывает на положительный знак девиации. На чертеже: δ = МП — КП= 236° — 230° = 6°, что соответствует алгебраическому решению.

2.10 Поправка магнитного компаса. Понятие поправки магнитного компаса как алгебраической суммы девиации и магнитного склонения.

Поправкой магнитного компаса называется угол между Nи и Nк.

Т.о. истинный курс и истинный пеленг будут соответственно равны:

ИК = КК + (±d) + (±δ);

ИП = КП + (±d) + (±δ).

Но величина (±d) + (±δ) и есть угол между Nи и Nк(см. рис. 16), отсюда следует, что поправка магнитного компаса ΔМКравна:

ΔМК = (±d) + (±δ);

Тогда:

ИК = КК + (±ΔМК);

ИП = КП + (±ΔМК).

Отсюда:

δ = МК – КК = МП – КП = ОМП – ОКП.

Если известен курсовой угол предмета, то:

КП = КК + КУ пр/б

КП = КП – КУ л/б, или в общем виде можно записать:

КП = КК + (± КУ)

Рис. 16

Из всего сказанного следует, что:

Поправка магнитного компаса состоит из двух слагаемых: магнитного склонения, взятого с карты и приведенного к году плавания, и девиации магнитного компаса, взятой из таблицы девиации.

2.11 Гирокомпасные курсы и пеленги. Поправка гирокомпаса. Понятия гирокомпасного меридиана, гирокомпасного курса, гирокомпасного пеленга, поправки гирокомпаса.

Плоскостью гирокомпасного меридиана называется плоскость, проходящая через ось гироскопа.

Гирокомпасным меридианом (Nгк - Sгк или Nгк) называется линия, образованная пересечением плоскости истинного горизонта плоскостью гирокомпасного меридиана.

Относительно Nгк отсчитываются гирокомпасные направления.

Гирокопасным курсом (ГКК) называется угол между Nгк и линией курса.

Гирокомпасным пеленгом (ГКП) называется угол между Nгк и направлением на предмет.

Поправкой гирокомпаса (ΔГК) называется угол между Nи и Nгк.

ИК = ГКК + ( ± Δ ГК );

ИП = ГКП + ( ± Δ ГК );

КУ = ГКП − ГКК ;

Δ ГК = ИП − ГКП ;

Δ ГК = ИК − ГКК .

Поправка гирокомпаса ΔГК, в отличие от поправки магнитного компаса ΔМК, не зависит от курса или магнитного состояния судна и обычно постоянна во время плавания. Но она изменяется после чист­ки прибора, а также после его нового запуска. Кроме того, ΔГКв си­лу различных причин может изменяться и в процессе работы прибора во время плавания. Поэтому ее необходимо периодически определять.

Рис. 17

1.12 Исправление курсов и пеленгов. Перевод курсов и пеленгов. Понятие термина «исправление», схемы исправления курсов и пеленгов. Понятие термина «перевод» как задачи, обратной исправлению. Схемы перевода курсов и пеленгов.

Прямая задача (исправление румбов):

ИК = КК + (± ΔМК );

ИП = КП + (± ΔМК );

ИК = МК + (± d );

ИП = МП + (± d );

МК = КК + (±δ );

МП = КП + (±δ );

Обратная задача (перевод румбов):

КК = ИК − (± ΔМК );

КП = ИП − (± ΔМК );

МК = ИК − (± d );

МП = ИП − (± d );

КК = МК − (±δ );

КП = МП − (±δ );

Вспомогательные задачи:

ΔМК = ИК − КК ;

ΔМК = ИП − КП ;

d = ИК − МК ;

d = ИП − МП ;

δ = МК − КК ;

δ = МП − КП .

Пример № 1. Рассчитать ИК судна и ИП, если КК = 15,0°; ОКП = 151,0°; d₂₀₀₂ = – 0,5°; Δd = 0,2° уменьшение; плавание в 2012 году (используйте таблицу девиации № 1).

Решение. 1. Приведем магнитное склонение к году плавания:

d₁₂= –0,5°– 10(–0,2°) = – 0,5°– (– 2,0°) = + 1,5° = 1,5°Е

2. Из таблицы девиации № 1 выбираем девиацию на КК = 15,0°δ = + 1,5°

3. КК = 15,0° 4. d₁₂ = + 1,5° 5. ОКП = 151,0°

+ + +

δ = + 1,5° δ = + 1,5° ΔМК = + 3,0°

МК = 16,5° ΔМК = + 3,0° ОИП = 154,0°

+d₁₂ = + 1,5° +

ИК = 18,0° 180,0°

ИП = 334,0°

N_и N_м N_к ДП

Δ МК

d δ

КК

МК

ИК ИП ОКП

Пример № 2. Рассчитать КК и КП, если ИК = 38,0°; ОИП = 159,0°; d₀₂ = + 1,0°; Δd = 12' уменьшение, плавание в 2012 Г. (таблица девиации № 1).

Решение. 1. Приводим магнитное склонение к году плавания:

d₁₂ = + 1,0° – 10(+12/60) = – 1,0° = 1,0°W.

2. ИК = 38,0°

–

d₁₂ = – 1,0°

МК = 39,0°

3. С магнитным курсом, равным 39,0° входим в таблицу девиации № 1 и находим δ = + 0,5°

4. МК = 39.0° 5. d₁₂ = – 1,0° 6. ОИП = 159,0°

– + –

δ = + 0,5° δ = + 0,5° ΔМК = – 0,5°

КК = 38,5° ΔМК = – 0,5° ОКП = 159,5°

+

180,0°

КП = 339,5°

N_м N_к N_и ДП

d

δ ΔМК

ИК

КК

МК ИП ОКП

1.13 Соотношения между направлениями по гирокомпасу и магнитному компасу.Переход от показаний по гирокомпасу к показаниям по магнитному компасу.

С одной стороны, ИК = ГКК + ΔГК и ИП = ГКП + ΔГК, а с другой:

ИК = КК + ΔМК и ИП = КП + ΔМК.

Если у двух уравнений равны левые части, то равны и правые, тогда :

ГКК + ΔГК = КК + ΔМК и

ГКП + ΔГК = КП + ΔМК. Отсюда следует, что:

ГКК = КК + ΔМК – ΔГК

КК = ГКК + ΔГК – ΔМК

ГКП = КП + ΔМК – ΔГК

КП = ГКП + ΔГК – ΔМК.

Следует, однако, помнить, что эти формулы алгебраические, т.е. ΔГК и ΔМК необходимо подставлять со своими знаками.