Людям всегда необходимо было путешествовать по миру – находить еду, исследовать и завоевывать новые земли, торговать. Для того, чтобы добраться до требуемого пункта и вернуться назад в безопасности, требовалось умелое применение знаний для определения текущего местоположения и направления, в котором нужно двигаться. Раньше штурманы руководствовались ориентирами на местности, звездами или положением Солнца в полдень, но на незнакомой территории и при сильной облачности достаточно проблематично было определить, в каком направлении необходимо двигаться.
----------------------<cut>----------------------
Компас, как и бумагу, еще в глубокой древности изобрели китайцы.
В III веке до Р.Х. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса: он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно отполированной выпуклой частью.
Этой выпуклой частью ложка устанавливалась на столь же тщательно отполированной медной или деревянной пластине, так что черенок не касался пластины, а свободно висел над ней, и при этом ложка легко могла вращаться вокруг оси своего выпуклого основания. На пластине были нанесены обозначения стран света в виде циклических зодиакальных знаков. Подтолкнув черенок ложки, ее приводили во вращательное движение. Успокоившись, компас указывал черенком (который играл роль магнитной стрелки) точно на юг. Таким был самый древний прибор для определения сторон света.
В XI веке в Китае впервые появилась плавающая стрелка компаса, изготовленная из искусственного магнита. Обычно она делалась в форме рыбки. Эту рыбку опускали в сосуд с водой. Здесь она свободно плавала, указывая своей головой в ту сторону, где находился юг.
Несколько разновидностей компаса придумал в том же XI веке китайский ученый Шэнь Гуа, который много работал над исследованием свойств магнитной стрелки. Он предлагал, например, намагнитить о природный магнит обычную швейную иглу, затем прикрепить ее с помощью воска в центре корпуса к свободно висящей шелковой нити. Этот компас указывал направление более точно, чем плавающий, так как испытывал гораздо меньшее сопротивление при своем повороте.
Другая конструкция компаса, предложенная Шэнь Гуа, была еще ближе к современной: намагниченная иголка здесь насаживалась на шпильку. Во время своих опытов Шэнь Гуа установил, что стрелка компаса показывает не точно на юг, а с некоторым отклонением, и правильно объяснил причину этого явления тем, что магнитный и географический меридианы не совпадают между собой, а образуют угол.
Ученые, которые жили после Шэнь Гуа, уже умели вычислять этот угол (его называют магнитным склонением) для различных районов Китая. В XI веке многие китайские корабли были оснащены плавающими компасами. Они устанавливались обычно на носу и на корме кораблей, так что капитаны в любую погоду могли держать правильный курс, сообразуясь с их указаниями.
В таком виде китайский компас в XII веке заимствовали арабы. В начале XIII века "плавающая игла" стала известна европейцам. Первыми ее переняли у арабов итальянские моряки. От них компас перешел к испанцам, португальцам и французам, а позднее — к немцам и англичанам.
Поначалу компас состоял из намагниченной иголки и кусочка дерева (пробки), плававшего в сосуде с водой. Вскоре догадались закрывать этот сосуд стеклом, чтобы защитить поплавок от действия ветра. В середине XIV века придумали помещать магнитную стрелку на острие в середине бумажного круга (картушки). Затем итальянец Флавио Джойя усовершенствовал компас, снабдив его картушкой, разделенной на 16 частей (румбов) по четыре на каждую часть света.
Это нехитрое приспособление стало большим шагом в усовершенствовании компаса. Позже круг был разделен на 32 равных сектора. В XVI веке для уменьшения воздействия качки стрелку стали крепить на кардановый подвес, а век спустя компас снабдили вращающейся линейкой с визирами на концах, что позволило точнее отсчитывать направления.
Компас произвел такой же переворот в мореплавании, какой порох — в военном деле, а переделочный процесс — в металлургии. Он был первым навигационным прибором, позволившим прокладывать курс в открытом море. Вооружившись компасом, испанские и португальские моряки в конце XV века отважились на далекие плавания. Они оставили морские берега (к которым мореплавание было привязано на протяжении нескольких тысячелетий) и пустились в плавание через океан.
Более подробно о работе компаса, магнитных полях Земли Вы можeте прочитать тут.
Необходимо зарегистрироваться чтобы прочитать текст или скачать файлыtxapela.ru
Компас, как и бумагу, еще в глубокой древности изобрели китайцы. В III веке до Р.Х. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса: он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно отполированной выпуклой частью. Этой выпуклой частью ложка устанавливалась на столь же тщательно отполированной медной или деревянной пластине, так что черенок не касался пластины, а свободно висел над ней, и при этом ложка легко могла вращаться вокруг оси своего выпуклого основания. На пластине были нанесены обозначения стран света в виде циклических зодиакальных знаков. Подтолкнув черенок ложки, ее приводили во вращательное движение. Успокоившись, компас указывал черенком (который играл роль магнитной стрелки) точно на юг. Таким был самый древний прибор для определения сторон света.
В XI веке в Китае впервые появилась плавающая стрелка компаса, изготовленная из искусственного магнита. Обычно она делалась в форме рыбки. Эту рыбку опускали в сосуд с водой. Здесь она свободно плавала, указывая своей головой в ту сторону, где находился юг. Несколько разновидностей компаса придумал в том же XI веке китайский ученый Шэнь Гуа, который много работал над исследованием свойств магнитной стрелки. Он предлагал, например, намагнитить о природный магнит обычную швейную иглу, затем прикрепить ее с помощью воска в центре корпуса к свободно висящей шелковой нити. Этот компас указывал направление более точно, чем плавающий, так как испытывал гораздо меньшее сопротивление при своем повороте. Другая конструкция компаса, предложенная Шэнь Гуа, была еще ближе к современной: намагниченная иголка здесь насаживалась на шпильку. Во время своих опытов Шэнь Гуа установил, что стрелка компаса показывает не точно на юг, а с некоторым отклонением, и правильно объяснил причину этого явления тем, что магнитный и географический меридианы не совпадают между собой, а образуют угол. Ученые, которые жили после Шэнь Гуа, уже умели вычислять этот угол (его называют магнитным склонением) для различных районов Китая. В XI веке многие китайские корабли были оснащены плавающими компасами. Они устанавливались обычно на носу и на корме кораблей, так что капитаны в любую погоду могли держать правильный курс, сообразуясь с их указаниями.
КомпасВ таком виде китайский компас в XII веке заимствовали арабы. В начале XIII века «плавающая игла» стала известна европейцам. Первыми ее переняли у арабов итальянские моряки. От них компас перешел к испанцам, португальцам и французам, а позднее — к немцам и англичанам. Поначалу компас состоял из намагниченной иголки и кусочка дерева (пробки), плававшего в сосуде с водой. Вскоре догадались закрывать этот сосуд стеклом, чтобы защитить поплавок от действия ветра. В середине XIV века придумали помещать магнитную стрелку на острие в середине бумажного круга (картушки). Затем итальянец Флавио Джойя усовершенствовал компас, снабдив его картушкой, разделенной на 16 частей (румбов) по четыре на каждую часть света. Это нехитрое приспособление стало большим шагом в усовершенствовании компаса. Позже круг был разделен на 32 равных сектора. В XVI веке для уменьшения воздействия качки стрелку стали крепить на кардановый подвес, а век спустя компас снабдили вращающейся линейкой с визирами на концах, что позволило точнее отсчитывать направления.
Компас произвел такой же переворот в мореплавании, какой порох — в военном деле, а переделочный процесс — в металлургии. Он был первым навигационным прибором, позволившим прокладывать курс в открытом море. Вооружившись компасом, испанские и португальские моряки в конце XV века отважились на далекие плавания. Они оставили морские берега (к которым мореплавание было привязано на протяжении нескольких тысячелетий) и пустились в плавание через океан.
Современный компас
Кто изобрел компас?Современные приборы получили много новых функций, а их внешний вид мало напоминает древних собратьев. Их принцип работы основан уже не на магнитной стрелке, а на сложных электронных схемах, при помощи которых определяется магнитное поле Земли. Многие приборы ориентируются через спутники. Сейчас даже в простых моделях телефонов присутствуют GPS-приемники, которые через спутник определяют точное местонахождение человека с точностью до градуса.
Идея создания спутниковой навигации возникла еще в 50-е годы прошлого века сразу же после запуска первых искусственных спутников. Но реализовать на практике эту мысль удалось только в 1973 году. Изначально, система спутниковой навигации GPS разрабатывалась исключительно для военных. Но постепенно она пришла и в гражданскую жизнь. Современные системы навигации в мореплавании и авиации немыслимы без систем спутниковой связи и ориентации. Такие системы применяют и в других областях. Например, в геодезии и картографии.
qna.center
Древний китайский компас.
Мы уже рассказали о трёх великих китайских изобретениях, изменивших наш мир. Это бумага, порох и книгопечатание. И теперь пришло время поговорить о четвёртом – изобретении компаса.
Возможно, если бы китайскими императорами не проводилась политика государственной изоляции, о которой ещё будет сказано, то, возможно, в Америке сейчас все говорили бы по-китайски. Ибо китайские мореплаватели получили компас, а с ним и возможность совершать далёкие морские путешествия, за много веков до европейцев.
Когда создали первый компас, неизвестно. Известно только, когда о нём впервые упомянул в своих записях китайский философ Хэнь Фэй-цзы, а случилось это аж в III веке до н.э. Тот компас представлял собой подобие магнитной ложки с узким черенком и шарообразной выпуклой частью, которой он крепился на отполированную доску или медную пластину. На этой пластине (или доске) были обозначены стороны света. Черенок же оставался в воздухе, а ложка вращалась, приведённая в движение толчком. Получалось что-то вроде рулетки, стрелка которой всегда останавливалась, указывая на юг.
В XI веке в Китае появился уже более гламурный вариант – в виде рыбки из искусственного магнита. К слову сказать, в Англии научились делать искусственные магниты (намагничивая куски железа) только в XVIII веке. Так вот, эта магнитная рыбка плавала в сосуде с водой, также указывая головой на юг. Этот вариант компаса получил большое признание среди китайских моряков.
Но вскоре появились менее красивые, но более эффективные модели. Так китайский ученый Шэнь Гуа придумал намагничивать не фигуру рыбки, а швейную иглу. Её подвешивали на нитке, или в другом варианте, насаживали на шпильку. Это значительно увеличивало точность компаса, так как снижалось сопротивление при повороте иглы. Со временем, игла трансформировалась в магнитную стрелку, и компас принял знакомые нам формы.
В XII веке компас в виде рыбки заимствовали арабы. Позже, в XIII веке они же заимствовали магнитную стрелку и вскоре, как и со всеми остальными подобными изобретениями, оно попало в Европу. Правда, там он появился в более дешёвом, зато комбинированном варианте – магнитная иголка, воткнутая в пробку, плавающая в миске.
И вот с помощью этой иголки, пробки, миски и некоторого количества кораблей, Англия и несколько католических стран Европы поделили между собой большую часть нашего мира.
Как-то, случайно стал журналистом. Правда, любителем, потому что пишу ради удовольствия, без материального вознаграждения. Потом так же случайно стал блогером. А сейчас пишу для newsps.ru, благо редакция позволяет проявлять свободу творчества.
www.newsps.ru
История компаса начинается в Китае. В III веке до н.э. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса, который назывался сынань, что означает "ведающий югом”: он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно отполированной выпуклой частью. Этой выпуклой частью ложка устанавливалась на столь же тщательно отполированной медной или деревянной пластине, так что черенок не касался пластины, а свободно висел над ней, и при этом ложка легко могла вращаться вокруг оси своего выпуклого основания. На пластине были нанесены обозначения стран света в виде циклических зодиакальных знаков. Подтолкнув черенок ложки, ее приводили во вращательное движение. Успокоившись, компас указывал черенком (который играл роль магнитной стрелки) точно на юг. Форма ковшика была выбрана не случайно. Она копировала форму созвездия Большой Медведицы, называемого в Китае "Небесным Ковшом” (Тянь доу). Таким был самый древний прибор для определения сторон света. Недостатком такого компаса было то, что магнетит плохо обрабатывается и очень непрочен. К тому же "ведающий югом” был недостаточно точен, по причине сильного трения между ковшиком и поверхностью доски.В XI веке в Китае появилась плавающая стрелка компаса, изготовленная из искусственного магнита. Китайцы обнаружили, что эффект намагничивания наблюдается как при соприкосновении железа с магнитом, так и при охлаждении разогретого до красноты железного куска. Изготавливался намагниченный компас в виде железной рыбки. Она нагревалась докрасна и опускалась в сосуд с водой. . Здесь она свободно плавала, указывая своей головой в ту сторону, где находился юг. При вторичном нагревании рыбка теряла свои магнитные свойства. Упоминание о таком компасе имеется в трактате "Основы военного дела” ("У цзинь цзуняо”), написанном в 1044 г.
Несколько разновидностей компаса придумал в том же XI веке китайский ученый Шэнь Гуа (1030-1094), который много работал над исследованием свойств магнитной стрелки. Он предлагал, например, намагнитить о природный магнит обычную швейную иглу, затем прикрепить ее с помощью воска в центре корпуса к свободно висящей шелковой нити. Этот компас указывал направление более точно, чем плавающий, так как испытывал гораздо меньшее сопротивление при своем повороте. Другая конструкция компаса, предложенная Шэнь Гуа, была еще ближе к современной: намагниченная иголка здесь насаживалась на шпильку. Во время своих опытов Шэнь Гуа установил, что стрелка компаса показывает не точно на юг, а с некоторым отклонением, и правильно объяснил причину этого явления тем, что магнитный и географический меридианы не совпадают между собой, а образуют угол. Ученые, которые жили после Шэнь Гуа, уже умели вычислять этот угол (его называют магнитным склонением) для различных районов Китая. В Европе явление магнитного склонения было впервые подмечено Колумбом во время его плавания через Атлантический океан, т.е. на четыре столетия позже, чем его описал Шэнь Гуа.
В XI веке многие китайские корабли были оснащены плавающими компасами. Они устанавливались обычно на носу и на корме кораблей, так что капитаны в любую погоду могли держать правильный курс, сообразуясь с их указаниями.
В таком виде китайский компас в XII веке заимствовали арабы. В начале XIII века "плавающая игла" стала известна европейцам. Первыми ее переняли у арабов итальянские моряки. От них компас перешел к испанцам, португальцам и французам, а позднее - к немцам и англичанам. Поначалу компас состоял из намагниченной иголки и кусочка дерева (пробки), плававшего в сосуде с водой. Вскоре догадались закрывать этот сосуд стеклом, чтобы защитить поплавок от действия ветра.
В середине XIV века придумали помещать магнитную стрелку на острие в середине бумажного круга (картушки). Затем итальянец Флавио Джулио усовершенствовал компас, снабдив его картушкой, разделенной на 16 частей (румбов) по четыре на каждую часть света. Это нехитрое приспособление стало большим шагом в усовершенствовании компаса. Позже круг был разделен на 32 равных сектора. В XVI веке для уменьшения воздействия качки стрелку стали крепить на кардановый подвес, а век спустя компас снабдили вращающейся линейкой с визирами на концах, что позволило точнее отсчитывать направления. Компас произвел такой же переворот в мореплавании, какой порох - в военном деле, а переделочный процесс - в металлургии. Он был первым навигационным прибором, позволившим прокладывать курс в открытом море. Вооружившись компасом, испанские и португальские моряки в конце XV века отважились на далекие плавания. Они оставили морские берега (к которым мореплавание было привязано на протяжении нескольких тысячелетий) и пустились в плавание через океан.
Хотя в наши дни на многих военных и торговых судах магнитные компасы заменены на гирокомпасы и электронные компасы, старый добрый магнитный компас по-прежнему широко применяется рыбаками, яхтсменами, байдарочниками, каякерами, любителями пеших походов и альпинистами, не потерял он своего значения и в топографии, геологии, морской и летной практике.
theorphysics.info
Древняя китайская легенда гласит: чтобы войти во дворец императора Цинь Шихуанди, путник должен был пройти через ворота, состоящие из двух магнитных дверей. Именно магниты помогали гарантировать, что под полами своей одежды визитер не припрятал меч или кинжал. Этот предвестник современной системы контроля безопасности, впервые использованный в 200 г. до н.э., ясно показывает, насколько император опасался за свою жизнь, а также насколько широкими и глубокими знаниями о явлениях магнетизма обладали китайские ученые в те времена. Самые древние из сохранившихся китайских компасов относятся к периоду Сражающихся царств (475–221 гг. до н.э.). Такие компасы состояли из плоской основы, к которой крепилась сделанная из магнитной руды стрелка, по форме напоминающая ложечку. Стрелка сама выравнивалась по оси Север-Юг. Такого рода компасы назывались «чжи нань чжэнь» (指南针), что в переводе означает «южный указатель».
В древние времена компасы применялись для навигации отнюдь не так часто, как можно подумать. В основном компасы были инструментом мастеров фэнь-шуй, учения о пространстве, цель которого — установление гармонии между человеком и окружающей средой. Согласно принципам фэнь-шуй, части света влияют на все аспекты жизни людей, включая даже здоровье и успешность. Специальный компас «лопань» (罗盘) был изобретен в помощь мастерам фэн-шуй. Этот прибор имел дополнительные возможности, включая информацию о пяти основных стихиях и астрологии. Другой компас, который отлично себя зарекомендовал, имел форму рыбы и был изобретен во времена династии Сун (960–1129). Компас был деревянным со встроенным в него магнитным элементом. Когда такой компас помещали в сосуд с водой, он держался на поверхности и поворачивался к югу. Тот же принцип использовался и при создании компасов в форме черепахи, который также помещали в воду или клали на специальную платформу. Компасами в форме рыбы и черепахи пользовались в армии, так как для войска было жизненно необходимо следовать верным курсом и не сбиваться с пути.
Во времена династии Северная Сун (960–1127) жил выдающийся Шэнь Ко (Shen Kuo), по многогранности талантов сопоставимый лишь с выдающимися универсалистами эпохи Возрождения. Именно он изобрел морской компас. Шэнь Ко был настоящим гением, которому были подвластны все области науки и искусства. Он владел принципами астрономии, литературы, физики, химии, геологии, астрологии, метеорологии и медицины. К тому же он сделал карьеру в вооруженных силах, где заведовал финансами, а также служил руководителем имперской обсерватории. После того как Шэнь понял, что уже достаточно повидал на своем веку, он решил уединиться. В этой добровольной изоляции он написал книгу «Записки о ручье снов» (梦溪笔谈), в которой собрал всю свою мудрость. До сих пор этот труд считается одним из самых важных научных трудов Китая. Он был переведен на множество языков. Шэнь Ко усовершенствовал существующие модели компаса и применил новые методы по разработке более точных и достоверных механизмов ориентирования. К тому же, он первым высказал идею истинного (географического) севера, что явилось невероятно полезным открытием для мореплавателей. Вслед за усовершенствованием компаса, как известно, последовала эпоха межконтинентальных морских путешествий. Китайцы тоже активно исследовали земной шар, использую свой флот. А морские пути, проложенные в ходе экспедиций с использованием компаса, стали называться «чжэнь лу» (针路), то есть «путь стрелки». Существуют подозрения, что изначальные знания, собранные европейцами о компасах, могли быть почерпнуты из Китая. Впрочем, китайская версия компаса была значительно усовершенствована после того, как прибор попал в Европу. Эти преобразования сделали навигацию еще более точной, что подстегнуло интерес к экспедициям к новым далеким землям.
ru.gbtimes.com
Каждый человек, который впервые берет в руки компас, задает себе простой вопрос: "А компас кто изобрел?".
Давайте с вами дадим правильный ответ на такой простой вопрос.
Что собой представляет компас?
Простейшая форма компаса - это обычная, магнитная стрелка, которая крепится на стержне так, чтобы она могла свободно вращаться во все стороны света.
Сколько же видов компаса существует?
Перечисляем:
2. Электронный компас.
3 Гирокомпас.
Немного подробнее.
Итак, магнитный компас. Это прибор, который позволяет нам определить стороны света, с ориентацией на магнитное поле Земли.
Электромагнитный компас - это «развернутый» электрогенератор.
В таком генераторе магнитное поле Земли выступает роль статора, а рамки с обмотками - роль ротора. При этом, соотношение напряжений, которые наводится в обмотке при движении ротора в магнитном поле, показывают выбранный курс.
Гирокомпас - это прибор, который указывает нам направление на земной поверхности.
Вернемся к простому компасу.
Стрелка любого компаса всегда указывает на «север», то есть на Северный магнитный полюс Земли.
Поскольку местоположение его известно, все точки на Земле, на суше и воде наносятся на карту соответственно ему. Таким образом, изобретение компаса стало проводником для путешественников на всей Земле. Для пеших, для путешественников на велосипеде, машине, корабле, самолете.
Представьте, вы путешествуете на своем авто, вы едете на такси - и в дороге вам всегда нужен компас. Пусть он сейчас и назывется навигатор, но ведь на первых машина стоял именно компас!
История изобретения компаса умалчивает о том, как и когда было впервые выявлено, что намагниченная железная стрелка, которая свободно вращается по кругу, всегда показывает на север.
А вот на вопрос - где , в какой стране, в каком году изобрели компас - ответ есть.
Одно время считалось, что это открытие сделали китайцы около 4500 лет назад, но сейчас эта версия берется под сомнение. В любом случае китайцы были среди первых людей, которые знали принцип компаса.
И тут китайцы первые!
Арабские купцы от них узнали о компасе и познакомили с ним Европу. Истинно известно, что на протяжении XII столетия компас стал уже хорошо известный в Европе. Наверное, самый первый тип компаса состоял из намагниченной стрелки, вставленной в деревянную планку, которая плавала в чаше с водой.
Следующим этапом было использование иглы, одетой на ось, которая торчит из дна чаши.
Целью первых компасов было определение только направления север-юг, и чашу вращали так, чтобы северный конец стрелки находился над обозначением севера, нанесенным на чашу. В более поздних типах прибора к самой стрелке стали прикреплять карточку со всеми нанесенными частями мира- север, юг, запад, восток.
Как вы знаете, Северный магнитный полюс, и Северный полюс не совпадают. Северный магнитный полюс расположен в самой северной точке арктического берега Северной Америки, на полуострове Бутия. Стрелки всех компасов в Северном полушарии указывают на эту точку.
Древним народам не было известно отличие между Северным магнитным и Северным географическим полюсами. Они были далеко от обеих, и им казалось, что стрелка компаса всегда указывает на север. Моряки более поздних времен, которые рисковали отплыть далеко от дома, заметили это отличие и были сильно обескуражены данным открытием.
Можете себе представить удивление древних скандинавов, которые путешествуя по арктическим морям вокруг Гренландии, вдруг увидели, что в некоторых точках стрелка компаса указывает почти на запад! Это был шок, сравнимый с огнем первой спички!
Сейчас нам уже не важно, кто изобрел компас. Сейчас даже в мобильный телефонах есть компасы.
Это просто, удобно, а в экстренных случаях и полезно.
С уважением Алексей
| Следующая >Кто изобрел велосипед? |
znajko.ru
Ко́мпас (в профессиональной речи моряков: компа́с) — устройство, облегчающее ориентирование на местности. Существуют три принципиально различных вида компаса: магнитный компас, гирокомпас и электронный компас.
Предположительно, компас был изобретён в Китае при династии Сун и использовался для указания направления движения по пустыням (подробнее см. четыре великих изобретения). В Европе изобретение компаса относят к XII—XIII вв., однако устройство его оставалось очень простым — магнитная стрелка, укрепленная на пробке и опущенная в сосуд с водой. В воде пробка со стрелкой ориентировалась нужным образом. В начале XIV в. итальянец Флавио Джойя значительно усовершенствовал компас. Магнитную стрелку он надел на вертикальную шпильку, а к стрелке прикрепил лёгкий круг — картушку, разбитую по окружности на 16 румбов. В XVI в. ввели деление картушки на 32 румба, и коробку со стрелкой стали помещать в кардановом подвесе, чтобы устранить влияние качки корабля на компас. В XVII в. компас снабдили пеленгатором — вращающейся диаметральной линейкой с визирами на концах, укрепленной своим центром на крышке коробки над стрелкой.
Слово «компас», по-видимому, происходит от старинного английского слова compass, означавшего в XIII—XIV вв. «круг».
Рассмотрим для примера компас Адрианова. Компас Адрианова состоит из корпуса, в центре которого на острие иглы помещена магнитная стрелка 3. В разарретированном состоянии стрелки её северный конец устанавливается (не точно) в направлении на Северный магнитный полюс, а южный — на Южный магнитный полюс. В нерабочем состоянии стрелка закрепляется тормозом (арретиром) 6. Внутри корпуса компаса помещена круговая шкала (лимб) 2, разделенная на 120 делений. Цена одного деления составляет 3°, или 50 малых делений угломера (0-50). Шкала имеет двойную оцифровку. Внутренняя оцифровка нанесена по ходу часовой стрелки от 0 до 360° через 15° (5 делений шкалы). Внешняя оцифровка шкалы нанесена против хода часовой стрелки через 5 больших делений угломера (10 делений шкалы). Для визирования на местные предметы (ориентиры) и снятия отсчетов по шкале компаса на вращающемся кольце компаса закреплено визирное приспособление (мушка и целик) 4 и указатель отсчетов 5.
Принцип действия основан на взаимодействии поля постоянных магнитов компаса с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Свободно вращающаяся магнитная стрелка поворачивается вокруг оси, располагаясь вдоль силовых линий магнитного поля. Таким образом, стрелка всегда параллельна направлению линии магнитного поля.
Электромагнитный компас является «развёрнутым» электрогенератором, в котором магнитное поле Земли играет роль статора, а одна или несколько рамок с обмотками — ротора. Соотношение напряжений, наводимых в обмотках при движении в магнитном поле, показывает курс, либо одна обмотка устанавливается под заранее заданным углом к продольной оси самолёта или корабля, и для поддержания курса пилоту или рулевому следует рулём направления удерживать стрелку на нуле.
Преимущество электромагнитного компаса перед обычным магнитным — в отсутствии девиации от ферромагнитных деталей транспортного средства, так как они неподвижны относительно обмоток и не наводят в них токов.
Для работы простого варианта электромагнитного компаса с индикатором в виде гальванометра требуется быстрое движение, поэтому первое применение электромагнитный компас нашёл в авиации. Был использован Чарльзом Линдбергом при перелёте через Атлантику в 1927 году. См. Earth Inductor Compass
Гирокомпас — прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов. Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс. Обычно гирокомпас применяется как опорное навигационное устройство в судовых рулевых системах с ручным или автоматическим управлением, а также при решении различных задач иного рода, например, для определения точного направления при наводке орудия боевого корабля. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжел; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг. Для нормальной работы гирокомпаса необходимо устойчивое основание, не испытывающее ускорений и фиксированное относительно земной поверхности, причем скорость его перемещения должна быть пренебрежимо мала по сравнению со скоростью суточного вращения Земли на данной широте.
Прототип современного гирокомпаса первым создал Герман Аншютц-Кэмпфе (запатентован в 1908), вскоре подобный прибор построил Э. Сперри (запатентован в 1911). В последующие годы разрабатывалось множество гирокомпасов различных модификаций, но наиболее удачные из них принципиально почти не отличались от устройств Аншютца и Сперри. Приборы современной конструкции значительно усовершенствованы по сравнению с первыми моделями; они отличаются высокой точностью и надежностью и удобнее в эксплуатации.
Простейший гирокомпас (не «гидро», так как гидрос — вода) состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна.
Предположим, что гирокомпас находится на экваторе, а ось вращения его гироскопа совпадает с направлением запад — восток; она сохраняет свою ориентацию в пространстве в отсутствие воздействия внешних сил. Но Земля вращается, совершая один оборот в сутки. Так как наблюдатель, находящийся рядом, вращается вместе с планетой, он видит, как восточный конец (E) оси гироскопа поднимается, а западный (W) опускается; при этом центр тяжести шара смещается к востоку и вверх (позиция б). Однако сила земного притяжения препятствует такому смещению центра тяжести, и в результате её воздействия ось гироскопа поворачивается так, чтобы совпасть с осью суточного вращения Земли, то есть с направлением север — юг (это вращательное движение оси гироскопа под действием внешней силы называется прецессией). Когда ось гироскопа совпадет с направлением север — юг (N — S, позиция в), центр тяжести окажется в нижнем положении на вертикали и причина прецессии исчезнет. Поставив метку «Север» (N) на то место шара, в которое упирается соответствующий конец оси гироскопа, и, соотнеся ей шкалу с нужными делениями, получают надежный компас. В реальном гирокомпасе предусмотрены компенсация девиации компаса и поправка на широту места. Действие гирокомпаса зависит от вращения Земли и особенностей взаимодействия ротора гироскопа с его подвесом.
Здесь рассматривается компас, построенный на принципе определения координат через спутниковые системы навигации. Существуют также компасы (так называемые цифровые), использующие в качестве датчика блок магниторезисторов или элементов Холла. Последние представляют собой микроэлектромеханические системы, способные определять своё относительное положение в магнитном поле Земли, в отличие от использующих спутниковый сигнал устройств, которые компасами в классическом смысле не являются, так как представляют собой лишь приборы с индикацией путевого угла в виде компаса.
История создания электронного компаса тесно связана с системами спутниковой навигации.
Принцип действия такого компаса весьма прост:
Ограничения:
Старый корабельный компас. Определение направлений на стороны горизонта по компасу выполняется следующим образом. Мушку визирного устройства ставят на нулевое деление шкалы, а компас — в горизонтальное положение. Затем отпускают тормоз магнитной стрелки и поворачивают компас так, чтобы северный её конец совпал с нулевым отсчетом. После этого, не меняя положения компаса, визированием через целик и мушку замечают удаленный ориентир, который и используется для указания направления на север. Направления на стороны горизонта взаимосвязаны между собой, и, если известно хотя бы одно из них, можно определить остальные. В противоположном направлении по отношению к северу будет юг, справа — восток, а слева — запад.
dic.academic.ru
|
|
|
|
|
|
