Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Как работает компас

Как пользоваться компасом

Современные модели компасов позволяют не только узнать направление на север и юг, но и измерять азимут на объект либо определять направление на местности по известному азимуту.

Для того, чтобы определить направления сторон света, нужно расположить компас горизонтально, привести стрелки в рабочее положение (если она была зафиксирована тормозом) и дождаться, когда колебания стрелки успокоятся. Северный конец стрелки укажет на север, южный — на юг. Зная эти стороны света, можно легко определить другие, о чем мы рассказывали в этой статье.

По сути, с точки зрения физики северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным магнитным полюсом, ведь именно к нему тянется северная часть стрелки магнитного компаса (противоположные полюса магнитов притягиваются). Та же самая «беда» и с южным магнитным полюсом, который по сути является северным полюсом магнита. Такое «перекручивание» было сделано для удобства, поскольку в противном случае северный географический полюс соответствовал бы южному магнитному, а южный географический — северному магнитному, что не очень удобно с практической точки зрения.

Если с помощью компаса нужно измерить азимут на объект (ориентир), то тут алгоритм действий будет зависеть от того, какой моделью мы пользуемся. Рассмотрим два основных варианта и способы ориентирования с их помощью.

Вариант №1. Измерение азимута с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

  1. Компас располагается в горизонтальной плоскости.
  2. Целик и мушка визируются на нужный ориентир.
  3. При фиксированном положении компаса его шкала (лимб) вращается до тех пор, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале. Теперь указатель компаса показывает значение на шкале, соответствующее магнитному азимуту на ориентир. О том, как переводить магнитный азимут в истинный, можно почитать в отдельной статье.

Вариант №2. Измерение азимута с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

  1. Компас располагается горизонтально.
  2. Целик и мушка наводятся на объект, на который измеряется азимут.
  3. Выжидается время, пока шкала и стрелка повернутся и остановятся. Указатель покажет цифру на шкале, соответствующую измеряемому магнитному азимуту.

Теперь рассмотрим, как определить направление по известному азимуту. Рассматривать также будем для двух моделей.

Вариант №1. Определение направления с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

  1. Компас располагается горизонтально.
  2. Лимб поворачивают до тех пор, пока указатель не укажет на цифру на шкале, соответствующую заданному азимуту, по которому определяется направление.
  3. Компас поворачивается в горизонтальной плоскости, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале.
  4. Компас удерживается в таком положении. Теперь мушка и целик укажут искомое направление.

Вариант №2. Определение направления с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

  1. Компас удерживается в горизонтальной плоскости.
  2. Прибор вращается в горизонтальной плоскости до тех пор, пока указатель не укажет на шкале лимба цифру, соответствующую заданному азимуту.
  3. Компас неподвижно фиксируется, а через мушки и целик отслеживается искомое направление.

Мы рассмотрели, как работать с компасом на местности, а о том, как производить измерения с помощью компаса по карте и как использовать этот инструмент для хождения по азимутам, можно почитать в отдельной статье.

Кроме работы с компасом стоит также сказать об общих правилах эксплуатации его, которые помогут сохранить работоспособность прибора на более продолжительный срок.

Нужна ли подсветка?

А вот этот вопрос уже посерьезнее. Действительно, некоторые гражданские и армейские жидкостные компасы имеют подсветку. Нажав кнопку, пользователь включает светодиод, позволяющий ориентироваться даже в абсолютной темноте, когда фонарем или спичками пользоваться нельзя или же их просто нет под рукой. Светодиод довольно слабый, поэтому с нескольких десятков метров заметить его уже нельзя. Зато направление стрелки он позволяет заметить.

Единственный минус – возможность неожиданной разрядки батарейки. Например, на морозе она разряжается очень быстро и всегда не вовремя. Поэтому зимой желательно носить такой компас во внутреннем кармане, ближе к телу, чтобы этого не произошло. Сам светодиод максимально надежен и прост, поэтому практически никогда не выходит из строя.

Также многих людей отпугивает более высокая цена по сравнению с обычными компасами

Но тут уж каждый должен решить для себя, является ли подсветка важной функцией или же ею можно пренебречь

Лучшие армейские компасы

Военным приходится решать множество задач: кроме определения траектории движения на местности, необходимо рассчитывать расстояние до объекта, узнать точный наклон линии рельефа и т. д. Все это предусматривается в военных моделях, отличающихся высокой прочностью и функциональностью.

DC60-1A — многофункциональный прибор

Это лучший военный компас, оснащенный всем необходимым для местоопределения и других расчетов. Внутри имеется откидная шкала клинометра, помогающая вычислить наклон плоскости, и пузырьковый уровень, для самых точных показаний.

Прибор можно крепить к штативу на предусмотренную стандартную резьбу. Корпус очень прочный, потому что вылит из алюминия. Состоит он из двух половинок, соединяющихся мощным петлевым креплением.

Плюсы:

  • на крышке находится стекло, выполняющее роль смотрового окна, чтобы видеть показания стрелки не поднимая каждый раз верхнюю часть корпуса;
  • по бокам нарисована шкала в сантиметрах, что облегчает расчет маршрута по карте;
  • крышка надежно закрывается прижимной скобой;
  • циферблат имеет две шкалы в милах и градусах;
  • защита прибора от ударов и брызг;
  • демпфирующая жидкость внутри стабилизирует работу стрелки;
  • циферблат светится в темноте;
  • мелкое деление с шагом в 2 градуса позволяет составлять точные расчеты;
  • на обратной стороне корпуса расположена таблица масштабирования, помогающая определить расстояние до объекта;
  • угломерная шкала встроена в дополнительную крышку;
  • окрашен в зеленый цвет, чтобы не выбиваться из камуфляжного стиля;
  • в комплекте поставляется нейлоновый чехол.

Минусы:

  • масса 200 г уже чувствуется в кармане;
  • неудобно носить на шее;
  • крупные размеры 85х64х32 мм;
  • стоимость от 1950 рублей.

DC602A — для самых суровых условий

Это лучший армейский компас, который рассчитан на самые суровые условия. Его корпус выдерживает температуру от -30 до +70 градусов. Он вылит из алюминия и покрыт зеленой краской. Модель является копией дорогого компаса М73 Francis Barker.

На верхней крышке предусмотрено стеклянное окошко с решеткой, поэтому смотреть на показания можно не открывая прибор. Фиксация крышки осуществляется мощной скобой. Стрелка выполнена в виде диска с четырьмя сторонами света, и она фиксируется боковой кнопкой для облегчения навигации.

Плюсы:

  • ударопрочный корпус из алюминия и латуни;
  • фиксатор магнитной стрелки;
  • два шага шкалы на лимбе (1 и 5 градусов);
  • демпфирующая жидкость внутри стабилизирует положение стрелки;
  • прицельная призматическая линза в комплекте, с функцией мушки и целика в раскрытом положении корпуса;
  • вращение стрелки на высококачественном подшипнике обеспечивает быстрое реагирование на магнитное поле и длительную работу;
  • оливковый цвет гармонирует с армейским камуфляжем;
  • нейлоновый чехол снабжен липучкой и креплением на ремень.

Минусы:

  • стоимость от 2300 рублей;
  • масса 230 г;
  • крупные габариты 90х60х35 мм.

Компас туристический

Ознакомившись с современными спортивными моделями жидкостных компасов, мы постепенно перешли, к другой своеобразной нише жидкостных компасов, к туристическим компасам.

Что же собой представляют компас туристический? В чём их отличие от других?

Для того чтобы ответить на этот вопрос давайте вспомним, какую главную функцию должен выполнять компас, вне зависимости от его специализации. Конечно же, показывать на Север. Естественно, с этой функцией, справляются любые компаса, как на воздушной основе, так и настоящие спортивные жидкостные компаса. Разница заключается лишь в скорости становления магнитной стрелки, и её стабильности.

В целом при занятиях туризмом, в условиях туристического похода, скорость установки магнитной стрелки, и её стабильность не являются определяющими факторами.

Для туриста нет острой необходимости требовать от своего компаса высокой стабильности при беге, или же установки стрелки в течение 2-х секунд, турист не борется за секунды, у него другие цели.

В связи с чем, можно говорить, что сегмент туристических компасов по своей сути является надуманным и искусственным явлением.

Лучший компас для туризма, это спортивный компас, но так как в целом скоростные характеристики спортивного компаса являются не важными для туриста, то вполне разумным решением будет приобретение более дешёвого аналога спортивной модели.

Но всё же при выборе компаса для похода, следует обратить внимание на несколько нюансов. Прежде всего, для использования компаса в качестве туристического стоит брать модели с градусным лимбом, а платы для этих компасов желательно иметь классического вида, с линейкой

Прежде всего, для использования компаса в качестве туристического стоит брать модели с градусным лимбом, а платы для этих компасов желательно иметь классического вида, с линейкой.

Наличие этих двух элементов может пригодиться во время похода или путешествия.

Туристы достаточно часто используют градусные вычисления и азимутальные расчёты, для чего наличие линейки и тем более градусного лимба на компасе просто необходимы.

Компания Мoscompass выпускает две модели, входящие в так называемую категорию компасов для туризма.

По своей сути эти компаса являются теми же спортивными моделями, но со слегка  заниженными характеристиками, что позволила в достаточной степени снизить их стоимость, но в тоже время, благодаря их высокому качеству, всё равно остаться на голову сильней всех возможных конкурентов (особенно Китайских).

Наиболее низшей из этих двух моделей является Модель 11, так называемый Турист, более высокий статус имеет модель 22 – Универсал.

Данные модели широко используются в качестве основных спортивных компасов для детей, которые занимаются спортивным ориентированием на местности.

Как и чисто, спортивные модели, Турист и Универсал могут комплектоваться с любой из предоставленных Мoscompass плат, причём вы можете приобрести сразу две платы, к примеру одна на палец для соревнований, а вторая классическая для туризма.

Гирокомпас

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, причём скорость его перемещения должна быть пренебрежимо мала по сравнению со скоростью суточного вращения Земли на данной широте.

История создания

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 надёжностью и удобнее в эксплуатации.

Устройство

Простейший гирокомпас 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.

Принцип действия

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 надёжный 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.

Электронный компас в системе навигации NAVSTAR

Старый корабельный компас.

Советы по выбору удобной модели

Самый главный консультация для путешественника, планирующего исследовать удаленные от цивилизации территории, престижно так: всегда нужно иметь запасной план. У мотоцикла или автомобиля может отправиться к праотцам бензин и перестать работать электронный прибор для ориентирования. Общая портулан местности не поможет, если путешественник заблудился. Неожиданные сложности могут проступить у каждого.

Важно! Всегда нужно иметь под рукой запасный аварийный комплект в виде подробных карт местности и точного, не привязанного к источникам энергии, инструмента ориентирования

Автомобили и мотоциклы

Экстремальные мотоциклисты и автомобилисты, путешествующие в соответствии с неизведанным территориям, могут отдать предпочтение электронному прибору. Он самый ясный, а у транспортного средства есть достаточно энергии для его работы. Далее этого, электронный компас никак не реагирует на обилие металла окрест, корпус машины или раму мотоцикла.

Велосипедисты

Велосипедные прогулки, в фолиант числе прокладка трасс для соревнований, обычно происходят вблизи ото существующей инфраструктуры, дорог и населенных пунктов. Поэтому спортсменам стоит ввести компас для спортивного ориентирования жидкостного типа или удобную компактную муляж с классической магнитной механикой. Такой прибор, подвешенный на шейный путлище или зафиксированный на запястье, не отвлекает от движения. Буде не планируется кататься долго, можно взять с собой в дорогу и осуществление электронного типа.

Пешие прогулки

В пешие прогулки, не предусматривающие значительного удаления ото цивилизации, можно взять любой магнитный компас. Даже если предстоит этап по заранее размеченным маршрутам в парке, детская наручная модель способен отличным развлечением для ребенка.

Спорт

Спортивное ориентирование требует специального оснащения. Тут. Ant. там без жидкостного приспособления не обойтись. Именно он позволит лишних слов) проводить изменения и строить маршрут. Кроме этого, устроители спортивных соревнований предумышленно запрещают использование электронных устройств, развивая в участниках способности к ориентированию бери местности.

Как работать с компасом

С помощью компаса можно решать ряд задач. В частности, он нужен для того, чтобы:

  • определить стороны света;
  • сориентировать карту;
  • определить азимут на объект, что очень удобно в горной или просто холмистой местности;
  • найти направление по заданному азимуту;
  • определить свое местоположение;
  • определить магнитное склонение.

Порядок решения некоторых этих задач показан в видео:

Однако, при работе с компасом не следует забывать про правила корректной работы с этим навигационным прибором. В частности:

  • нельзя использовать неисправный компас (компас должен быть рабочий и его нужно периодически проверять на исправность);
  • нельзя использовать компас в транспорте, возле железной дороги, вблизи линии электропередач;
  • во время работы с компасом нужно убрать в сторону ножи, лопаты, пилы, мобильные телефоны, рации и все то, что способно вызвать магнитные девиации (отклонения магнитной стрелки);
  • нельзя использовать два компаса, находящихся в непосредственной близости один от другого;
  • при необходимости проведения точных измерений обязательно нужно делать поправки на магнитное склонение.

Пренебрегая хотя бы одним из этих правил, можно получить неверные результаты измерений, что в некоторых случаях значительно повышает вероятность возникновения чрезвычайной ситуации.

Еще меньше «торговых» ограничений при импорте и экспорте

Хочу заметить, что список читаемых форматов системой КОМПАС пополняется от версии к версии. Например, 16­я версия в свое время научилась читать файлы семейства форматов Parasolid, в более ранних версиях это была долгожданная возможность записи в *.pdf и *.3dpdf.

Рис. 22

Рис. 23

Сравнивая v16 с «другой популярной САПР», я назвал недостатком КОМПАС­3D, что импорт одного из основных форматов для прототипирования *.stl все еще был невозможен. V17 позволяет открывать файлы и этого формата. Для примера можно посмотреть результаты успешного импорта отсканированной поверхности модели автомобиля (рис. 23) и чтения моделей из формата *.stl (рис. 24).

Рис. 24

Что касается экспорта, то новый КОМПАС­3D позволяет записывать файлы в одноименном формате ядра *.c3d компании АСКОН.

В качестве преимущества КОМПАС я называл ранее возможность сохранения всех файлов в формат двух предыдущих версий и одной из самых первых версий — 5.11. Конечно же, эта возможность сохранилась и в v17. Многие сомневались в том, что это вообще можно назвать преимуществом — дескать, другая популярная САПР позволяет открывать файлы последующих версий. В том­то и дело, что при сохранении в КОМПАС в формат предыдущих версий система позволяет не только просмотреть файлы (просмотреть ведь можно и с помощью бесплатно распространяемого приложения для просмотра свежей версии), а полноценно их отредактировать! Справедливости ради скажу, что при сохранении в версию 5.11 большое число моделей сохраняется без истории построения, но это обусловлено слишком явным разрывом в функциональности. С моей точки зрения, это преимущество особенно заметно при работе с файлами чертежей. Например, модели были созданы в 16­й версии КОМПАСа, затем переданы для оформления чертежей другому конструктору, у которого установлена 17­я версия. После оформления он их, разумеется, должен передать обратно. Так вот: в этом случае, при сохранении в более раннюю версию, чертежи открываются с сохранением ассоциативности к моделям и являются редактируемыми. Точно так же дело обстоит и с моделями в целом. Я в этом ключе провел много экспериментов, пересохраняя файлы в текущую, пока еще актуальную, версию КОМПАС­3D v16.1, так как хотелось и с новым КОМПАСом ознакомиться вплотную, и делать это не в ущерб работе.

Уверен, что в недалеком будущем и «другим популярным САПР» придется вновь научиться читать файлы других форматов. Непременно это будет формат *.c3d, возможно, также и *.m3d, *.a3d, но *.c3d — однозначно.

Лучший компас для туризма

Для туризма наиболее подходящими можно считать три варианта — магнитные, электронные и спутниковые компасы — из-за их компактности. Однако, давайте разберемся, какой же вариант наиболее подходит для многодневного пребывания в дикой природе в экстремальных условиях.

Электронные и спутниковые компасы используются в новейших средствах связи — мобильных телефонах, смартфонах, айфонах, планшетах, а также в часах, что делает их постоянными спутниками современного человека. А это значит, что с большой долей вероятности такой прибор окажется при владельце, если тот попадет в аварийную ситуацию вдали от цивилизации. В этом большой плюс таких устройств.

Из всех приборов, которые всегда под рукой у человека, первый — телефон, и зачастую на нем имеется и GPS с функцией компаса.

Однако электронный компас проигрывает обычному магнитному, ведь для определения тех же магнитных полюсов в электронном варианте нужен источник электроэнергии, а в случае поломки электрический компас вряд ли удастся починить в условиях дикой природы. В то же время простой магнитный компас не нуждается в питании электрическим током и его можно быстро сделать из подручных средств.

Ну, а спутниковый компас в современном средстве связи — хоть вещь и нужная, но все же менее удобная, чем навигатор. Лучше установить на телефон не компас, а навигатор, который не только сориентирует владельца по сторонам света, но и сможет указать точное местоположение его на карте.

Раз уж такое функциональное устройство есть под рукой, ограничиваться только функцией компаса на нем не рационально.

Тем не менее, и в этом случае такое средство навигации будет обладать тем же недостатком, что и электронный компас, — зависимостью от электроэнергии и невозможностью ремонта в случае поломки. А ведь поломка может наступить в том числе и от падения или намокания телефона, если только он не оснащен специальной защитой, которой на большинстве телефонов нет.

Плюс такого цифрового компаса заключается также в его миниатюрных размерах и устойчивости к магнитным девиациям.

Кроме того, сигнал от спутника в некоторых случаях попросту не дойдет до устройства-приемника, что может привести к возникновению чрезвычайной ситуации. Например, в пещерах или катакомбах, где можно легко потеряться, использовать спутниковый компас не получится: не будет сигнала от спутника.Поэтому из всего разнообразия компасов на первое место все же нужно вынести магнитный, благодаря простоте его устройства и независимости от электропитания.

Далее разберемся в работе магнитного компаса — наиболее универсального и популярного устройства навигации в среде туристов, охотников и других людей, чья деятельность связана с пребыванием в дикой природной среде.

Литература

  • Краснов В. Н. История навигационной техники: Зарождение и развитие технических средств кораблевождения / Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН.. — М.: Наука, 2001. — 312 с. — 420 экз. — ISBN 5-02-013119-9. (в пер.)
  • Коваленко А. П. Тайна «дьявольского» камня / Рецензент: канд. географ. наук А. В. Шумилов; Художник Т. В. Иваншина. — М.: Мысль, 1983. — 104,  с. — 50 000 экз. (обл.)
  • Коваленко А. П. Приключения путеводной стрелки. — Изд. 2-е. — М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. — 256 с. — 5000 экз. — ISBN 5-7846-0068-0. (обл.) (1-е изд. — М., 1991)
  • Крылов А. Н., Поленов Б. К. Компас // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации