Основы НАВИГАЦИЯ

1

Глава VII . НАВИГАЦИЯ

Навигация — основа науки о судовождении. Навигационный способ судовождения заключается в том, чтобы провести судно из одного места в другое наивыгоднейшим, кратчайшим и безопасным путем. Этот способ решает две задачи: как направить судно по избранному пути и как определять его место в море по элементам движения судна и наблюдениям береговых предметов с учетом воздействия на судно внешних сил — ветра и течения.

Чтобы быть уверенным в безопасности движения своего судна, необходимо знать место судна на карте, определяющее его положение относительно опасностей в данном района плавания.

Навигация занимается разработкой основ судовождения, она изучает:

—размеры и поверхность земли, способы изображения земной поверхности на картах;

—способы счисления и прокладки пути судна на морских картах;

—способы определения места судна на море по береговым предметам.

§19. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО НАВИГАЦИИ

1. Основные точки, круги, линии и плоскости

Наша земля имеет форму сфероида, у которого большая полуось ОЕ равна 6378 км, а малая полуось ОР 6356 км (рис. 37).

Рис. 37. Определение координат точки на земной поверхности

Практически, с некоторым допущением, землю можно считать шаром, вращающимся вокруг оси, занимающей определенное положение в пространстве.

3

меридианом места, или меридианом наблюдателя. Плоскость истинного меридиана пересекается с плоскостью истинного горизонта и дает на последней линию норд-зюйда NS . Линия OW , перпендикулярная линии истинного норд-зюйда, называется линией истинного оста и веста (востока и запада).

Таким образом, четыре основные точки истинного горизонта — север, юг, восток и запад

— занимают в любом месте на земле, кроме полюсов, вполне определенное положение, благодаря чему относительно этих точек можно определять различные направления по горизонту.

Направления N (север), S (юг), О (восток), W (запад) носят название главных румбов. Вся окружность горизонта делится на 360°. Деление производится от точки N по движению часовой стрелки.

Промежуточные направления между главными румбами называются четвертными румбами и носят наименование NO , SO , SW , NW . Главные и четвертные румбы имеют следующие значения в градусах:

Рис. 38. Истинный горизонт наблюдателя

4

3. Видимый горизонт, дальность видимого горизонта

Видимое с судна водное пространство ограничивается окружностью, образованной кажущимся пересечением небесного свода с поверхностью воды. Эта окружность называется видимым горизонтом наблюдателя. Дальность видимого горизонта зависит не только от высоты расположения глаз наблюдателя над водной поверхностью, но и от состояния атмосферы.

Рис 39. Дальность видимости предмета

Судоводитель всегда должен знать, как далеко он видит горизонт в разных положениях, например, стоя у штурвала, на палубе, сидя и т. п.

Дальность видимого горизонта определяется по формуле:

d = 2,08

или, приближенно, для высоты глаза наблюдателя менее 20 м по формуле:

d = 2 ,

где d — дальность видимого горизонта в милях;

h — высота глаза наблюдателя, м.

Пример. Если высота глаза наблюдателя h = 4 м, то дальность видимого горизонта 4 мили.

Дальность видимости наблюдаемого предмета (рис. 39), или, как ее называют, географическая даль ность D n , является суммой дальностей видимого горизонта с высоты этого предмета Н и высоты глаза наблюдателя А.

Наблюдатель А (рис. 39), находящийся на высоте h , со своего судна может видеть горизонт только на расстояние d 1 , т. е. до точки В водной поверхности. Если же поместить наблюдателя в точке В водной поверхности, то он мог бы видеть маяк С, расположенный от него па расстоянии d 2 ; поэтому наблю датель, находящийся в точке А, увидит маяк с расстояния, равного D n :

D n= d 1+d 2.

5

Дальность видимости предметов, расположенных выше уровня воды, можно определить по формуле:

D n = 2,08( + ).

Пример. Высота маяка H = 1б,8 м, высота глаза наблюдателя h = 4 м.

Решение. D n = l 2,6 мили, или 23,3 км.

Дальность видимости предмета определяется также приближенно по номограмме Струйского (рис. 40). Прикладывая линейку так, чтобы одной прямой были соединены высоты, соответствующие глазу наблюдателя и наблюдаемому предмету, получают на средней шкале дальность видимости.

Пример. Найти дальность видимости предмета высотой над уровнем моря в 26,2 м при высоте глаза наблюдателя над уровнем моря в 4,5 м.

Решение. D n = 15,1 мили (пунктирная линия на рис. 40).

На картах, лоциях, в навигационных пособиях, в описании знаков и огней дальность видимости дана для высоты глаза наблюдателя 5 ж от уровня воды. Так как на маломерном судне глаз наблюдателя расположен ниже 5 м, для него дальность видимости будет меньше обозначенной в пособиях или на карте (см. табл. 1).

Пример. На карте обозначена дальность видимости маяка в 16 миль. Это значит, что наблюдатель увидит этот маяк с расстояния 16 миль, если его глаз будет на высоте 5 м над уровнем моря. Если же глаз наблюдателя находится на высоте 3 м, то видимость соответственно уменьшится на разность дальности видимости горизонта для высот 5 и 3 м. Дальность видимости горизонта для высоты 5 м равна 4,7 мили; для высоты 3 м — 3,6 мили, разность 4,7 — 3,6=1,1 мили.

Следовательно, дальность видимости маяка будет равна не 16 милям, а только 16 — 1,1 = 14,9 мили.

7

ДАЛЬНОСТЬ ВИДИМОГО ГОРИЗОНТА В МИЛЯХ И КИЛОМЕТРАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЫСОТЫ ПРЕДМЕТА

4. Морские меры длины и скорости

На море за единицу расстояния принимается морская миля. Морская миля равна одной минуте дуги земного меридиана; величина этой минуты на меркаторской карте зависит от широты места. На карте линейная величина одной мили меняется пропорционально sec f (секансу широты).

Поэтому расстояние на карте рекомендуется измерять с помощью циркуля, прикладывая

его затем к вертикальным рамкам карты на той же широте, что и измеряемое расстояние. Для практических целей судовождения в СССР приняты: стандартная морская миля,

равная 1852 м; кабельтов — одна десятая морской мили (185,2 м); морская сажень — одна сотая кабельтова (1,85 м, или 6 футов). Сажени и футы употребляются для

измерения глубин в Англии и отчасти в США. В большинстве остальных стран употребляются метры (один фут равен 305 мм).

Километр — основная единица измерения расстояния па реках, озерах и водохранилищах. Он равен 1 000 м, или 0,54 морской мили. Скорость судна измеряется в узлах. Один узел соответствует скорости судна, при которой оно проходит одну милю за один час.

8

5. Истинные курс и пеленг, курсовой угол

Рис. 41. Графическое определение истинного курса судна и истинного пеленга на предмет

Истинный курс судна ИК — это угол, заключенный между северной частью истинного меридиана (линии NS ) и диаметральной плоскостью судна (направлением носа судна). Диаметральной плоскостью судна ДП называют продольную вертикальную плоскость, делящую судно на две симметричные равные части. Истинный курс отсчитывается по часовой стрелке от 0 до 360°.

Истинным пеленгом предмета ИП называют угол, отсчитываемый от нордовой части истинного меридиана по движению часовой стрелки до направления на предмет. Пеленг измеряется от 0 до 360° по часовой стрелке. На навигационных картах прокладываются только истинные курсы судна и истинные пеленги (рис. 41).

Для определения направлений на море, озере и водохранилище, т. е. для определения курсов судна и пеленгов различных предметов, служит компас. Компасы бывают гидроскопические и магнитные. Действие магнитного компаса основано на свойстве магнитной стрелки занимать определенное положение в земном магнитном поле, а именно: северный конец магнитной стрелки компаса указывает на северный магнитный полюс земли N M .

Магнитные и географические полюсы не совпадают. Направление, проходящее через ось магнитной стрелки, называется магнитным меридианом. Магнитный меридиан не совпадает с направлением истинного меридиана.

Угол, заключенный между северной частью истинного меридиана и северной частью магнитного меридиана, называется магнитным склонением d . Склонение отсчитывается от северной части истинного меридиана к востоку или западу от 0 до 180°. Восточному, или остовому, склонению присваивается знак плюс, западному, или вестовому, — знак минус. Магнитное склонение для данного места непостоянно, оно все время увеличивается или уменьшается на небольшую постоянную вели чину. Величина склонения в данном районе плавания, годовое его увеличение или уменьшение в год, к которому приведено склонение, указываются на навигационных картах.

9

Например, в заголовке карты указано: «Склонение компаса приведено к 1970 году, 10° остовое, годовое увеличение 3 дуговых минуты». Если любитель пользуется этой картой в 1972 году, то с 1970 до 1972 года склонение увеличилось на 6 дуговых минут, т. е. на 0,1°, и поэтому в 1972 году склонение будет не 10°, а 10,1°. Если на трассе, на различных участках по данным карт различия в склонении не имеется, то обрабатывают тем же способом все участки трассы.

Чтобы, зная магнитный курс МК или пеленг МП и склонение d компаса в данном районе плавания, найти истинный курс ИК и истинный пеленг ИП, необходимо к магнитному курсу или пеленгу алгебраически прибавить приведенное к году плавания склонение с его знаком:

1) ИК = МК + (± d )

2) ИП = МП + (± d )

Рис. 42. Определение истинного пеленга через курсовой угол или склонение

Курсовым углом КУ называется угол, заключенный между диаметральной плоскостью судна и направлением на предмет (рис. 42). Курсовой угол определяется при помощи пеленгатора и отсчитывается по азимутальному кругу магнитного компаса. Он может быть правого или левого борта, изменяясь от 0 до 180°.

10

Для того чтобы получить курсовой угол, необходимо запеленговать предмет при помощи пеленгатора и снять отсчет КУ по азимутальному кругу. Если предмет находится с левого борта, то отсчет курсового угла будет более 180°. Полученное в этом случае значение курсового угла необходимо вычесть из 360°.

Разность будет величиной курсового угла левого борта. Курсовой угол правого борта имеет знак плюс, курсовой угол левого борта — знак минус.

Истинный пеленг можно определить через курсовой угол по формуле:

ИП = ИК + КУ пр./б или ИП = ИК - КУ л/б.

Если в первом случае истинный пеленг более 360°, то из полученного результата нужно вычесть 360°. Если во втором случае истинный курс по своему значению меньше курсового угла, то к истинному курсу нужно прибавить 360° и из полученного результата вычесть величину угла.

На рис. 42 показано исправление магнитного пеленга МП склонением d или курсовым углом для получения величины истинного пеленга ИП на маяк М. Линия N М S М показывает направление магнитного меридиана, от которого отсчитывается магнитный пеленг. В данном примере он равен 280°. Склонение западное 10° со знаком минус, поэтому истинный пеленг будет равен:

1)ИП = МП + (— 10°), ИП = 280°+ (— 10°) = 270°

2)ИП = ИК + КУ п/б, ИП = 225°+ 45°= 270°.

6. Девиация магнитного компаса. Исправление и перевод румбов

Металлический корпус судна, различные металлические изделия, двигатели являются причиной отклонения магнитной стрелки компаса от магнитного меридиана, т. е. от направления, по которому должна расположиться магнитная стрелка на суше. Магнитные силовые линии земли, пересекая судовое железо, превращают его в магниты. Последние создают собственное магнитное поле, под влиянием которого магнитная стрелка на судне получает дополнительное отклонение от направления магнитного меридиана.

Отклонение стрелки под влиянием магнитных сил судового железа называется девиацией компаса. Угол, заключенный между нордовой частью магнитного меридиана N М и нордовой частью компасного меридиана N K , называется девиацией магнитного компаса

δ.

Девиация может быть как положительной — восточной, или остовой, так и отрицательной — западной, или вестовой. Девиация — величина переменная и меняется в зависимости от широты и курса судна, так как намагниченность судового железа зависит от его расположения относительно магнитных силовых линий земли.

Для расчета магнитного курса МК необходимо к величине компасного курса КК алгебраически прибавить величину девиации δ на данном курсе:

МК = КК + (±δ ) КК = МК — (±δ)