ВЭ/ВТ/Компас

∗КОМПАС, инструмент для определения направления магнит. меридиана. Свойство магнит. стрелки становиться по напр-нию магнит. меридиана б. открыто китайцами, а затем через арабов стало известно и в Европе. Во время 1-го крестов. похода уже употребляли К. в виде плававшей в сосуде с водой зеленой лягушки из дерева или из пробки, к к-рой прикреплена б. магнит. стрелка. В нач. XIV ст. К. б. усовершенствован итал-цем Флавио Джойо, к-рый надел стрелку на вертик. шпильку и наклеил на нее бумаж. круг (картушку), разбитый по окруж-сти на 16 частей — румбов (от слова «ромб»). В таком виде К. сделался удобным мореход. инстр-том. Дальнейшие усоверш-ния К. (деление на 32 румба, приспособление для пеленгования и т. п.) относятся к XV ст. и б. сделаны португ-цами. В 1492 г. Колумб открыл «склонение» К. (см. это слово), а в нач. XIX ст. б. замечены неправильности в показаниях К., происходящие от влияния судов. железа (см. Девиация); дальнейшее соверш-ние К. тесно связано с развитием теории девиации. Самым крупн. шагом в этом отношении является замена в 70-х гг. длин. магнит. стрелок (лорд Кельвин в Англии и И. П. де-Колонг в России) короткими, что позволило точно и для всех мест земн. шара уничтожать четвертную девиацию и дало возм-сть для измерения магнит. сил употребить такой прибор, как дефлектор. В разл. флотах приняты разл. системы К., но разница между ними лишь в деталях. У нас в наст. время приняты 2 глав. типа К.: К. сухой и К. в жидкости. Главн. частью каждого К. является картушка (фиг. 1 на табл.); в сухом К. она состоит из 6 магнит. стрелок, укрепленных в алюмин. рамке, составляющей одно целое с алюм. же радиусами и ободком; на ободок наклеивается тонкий бумаж. кружок, разбитый делениями по час. стрелке на 360° (еще не вышли из употребления картушки, разбитые на румбы и на четверти по 90° в каждой); в точке пересечения радиусов укрепляется топка — небольшой полый конус, к-рым картушка надевается на шпильку; в вершину этого конуса вставляется тверд. камень (агат и сапфир) с вышлифован. углублением; вес картушки ок. 3 зол., благодаря чему шпилька долго не тупится, и картушка чувствует самые незначит. отклонения (до 5′). Таблица компасов № I. Шпилька, стальн. игла с иридиевым острием, ввинчивается в дно медн. котелка (фиг. 2), на внутр. пов-сти к-раго наносится вертик. черта — след вертик. плос-ти, парал-ной диаметрал. плос-ти к-бля; тогда деление картушки, приходящееся против этой черты, покажет напр-ние носа к-бля, т. е. компасный курс (см. Курс корабля). Котелок сверху закрывается стеклян. крышкой с азимутал. кругом, разбитым по час. стрелке на 360°; сверх этого на крышку надевается алидада с глазной и предметной мишенями, служащими для пеленгования предметов; пеленги (направления) можно брать, замечая отчет по азимут. кругу или по картушке, для чего к глазной мишени привинчена небольшая призма, позволяющая видеть одновр-но с нитью предметной мишени и деления картушки. Котелок своими цапфами входит в гнезда Кардановского привеса, укрепленного с помощью медн. рессорн. пружин на нактоузе. Нактоуз представляет дерев. шкафик (фиг. 3), прочно прикрепленный к палубе к-бля. Внутри его по оси установлена вертик. латун. трубка со шкалой, по к-рой ходят 2 магнитодержателя продол. и попереч. магнитов, помещаемых сюда для уничтожения полукруговой девиации; внутри же трубы м. перемещаться вертик. магнит, уничтожающий креновую девиацию. К нактоузу сбоку привинчиваются медн. полки для помещения шаров или брусков легкого железа, служащих для уничтожения четвертной девиации. Сверху, для защиты К., на нактоуз надевается медн. колпак с 2 дверцами, позволяющими пользоваться пеленгатором, с гнездами для 2 маслян. ламп и с приспособлением для электр. освещения картушки. Но при тряске от удара гребн. винта и в особ-сти при арт. стрельбе картушка так дрожит, что следить за показаниями К. бывает иногда оч. трудно. На воен. судах в послед. время пользуются, гл. обр., К-ми в жидкости, менее чувствит-ными к сотрясениям к-са к-бля и качке; всё отличие их от вышеописан. типа — в конструкции котелка и картушки. Котелок, наполненный смесью воды и спирта, сверху герметически закрыт стеклян. крышкой с азимут. кругом, а снизу имеет добавочную каморку; последняя сообщается с внутр. полостью котелка небольш. каналами, а снаружи ограничена эластич. медн. диском, назначение коего — принимать на себя избыток жидкости, расширяющейся при повышении темп-ры. Картушка этого К. вся построена из алюминия и имеет поплавок, дающий ей такую силу поддержания, что шпилька испытывает самое ничтожное давление. По месту своей установки К. называются главными (на верхних мостиках), путевыми (у штурвалов) и боевыми (в боев. рубках, в центр. постах); кроме того, для шлюпок изготовляются упрощенные шлюпочные К. Необходимой принадлеж-тью К. является измеритель магнит. сил — дефлектор (фиг. 4), предложенный в 70-х гг. И. П. де Колонгом; он представляет собою вертикальную, разбитую на деления, колонку, по к-рой м. передвигаться магнит; для измерения горизонт. силы, действующей на магнит. стрелку, дефлектор помещают на алидаду прибора для пеленгования, установив ее предвар-но по напр-нию компас. мередиана (т. е. под призмой наблюдатель д. видеть 180-е деление картушки); передвигая магнит вверх и вниз, находят такое его положение, когда сила, посылаемая им на стрелку, уравновесит силу земного магнитизма; для обнаружения этого в нижн. коробке дефлектора помещается слабый перпенд-ный магнит, и картушка, находящаяся в безразл. положении, д. стать по напр-нию этого магнита (наблюдатель под призмой увидит отсчет 270° картушки, т. е. West). Для измерения вертик-ной силы, действующей на компас. стрелку, дефлекторный магнит поворачивают вертик-но (в сев. полушарии южн. концом вниз), а в котелок помещают картушку бар. Штемпеля, в к-рой все 6 магнит. стрелок подвешены за свой центр тяжести и поэтому в сев. полушарии их N-ные концы наклонены вниз; перемещая магнит дефлектора надо добиться на глаз того, чтобы стрелки заняли горизонт. положение; отсчеты вертик. и горизонт. сил, полученные т. обр. в «дефлекторных единицах», м. в случае надобности перевести в единицы системы CGS с помощью переводного множителя. Наконец, в самое послед. время на к-блях появляется жироскопический К., построенный на след. основаниях: если мы возьмем вращающийся жироскоп (волчек) и внутр. кольцо его (фиг. 5) закрепим под углом в 90° к наружн. кольцу, то уравнение движения такого жироскопа (считая переменной величиной угол S, составляемый наружн. кольцом с меридианом места) будет совершенно аналогично уравнению движения маятника, т. е. жироскоп будет совершать затухающие колебания по обе стороны от меридиана и через нек-рый промежуток времени д. установиться в плос-ти этого меридиана; но в выражение вращат. момента этого колебат. движения входит угл. ск-сть вращения земли, т. е. величина оч. малая, и потому всякого рода трение и сотрясения будут оказывать на жироскоп большое возмущающее действие. Кроме того, период колебания оси такого жироскопа (5—20 сек.) близко подходит к периоду собствен. колебаний к-бля, и, т. обр., даже небол. качка может сильно раскачать К. Благодаря этим недостаткам К., построенные на жироскоп. принципе (напр., K. Dubois для подвод. лодок в 70-х гг.), не получили практич. применения. Таблица компасов № II. Но в нач. XX ст. фирма Anschütz в Киле и америк. инж. Sperry предложили свои К., устройство к-рых отличалось от выше изложенного тем, что внутр. кольцо не б. наглухо закреплено под углом 90°, а могло совершать небол. колебания вокруг этого положения. Благодаря этому в выражении для периода колебания жироскопа ок. меридиана появляется член, зависящий от квадрата угл. ск-сти вращения жироскопа, т. е. величина оч. большая; на такой К. качка, рыскливость и даже циркуляция судна уже не д. оказывать значит. влияния (на практике при переменах курса К. уходит на неск. градусов от направления меридиана и возвращается к нему мин. через 10). В 1904 г. К. Аншютца б. испытан на крейсере Hertha и затем принят для всех крупн. судов герм. флота, как боевой К. Главн. дост-во его по сравнению с магнит. К. заключается в том, что на него не оказывают влияния изменения магнит. состояния к-бля. В общих чертах устр-во этого К., заключается в след.: к прочно и неподвижно укрепленному кольцу на венке спирал. пружин подвешен котелок, наполненный ртутью, в к-рой плавает полый стальной поплавок с нанесенными сверху делениями в румбах и градусах; в этом же поплавке в особых подшипниках вращается (20.000 об. в мин.) жироскоп; вращение последнего достигается тем, что подшипники его сконструированы на подобие электромагнитов в двигателях (в них пускается 3-фазный ток), а сам жироскоп заменяет якорь. Т. обр., поплавок, свободно вращающийся в горизонт. плос-ти, играет роль наружн. кольца; в то же время, плавая в ртути, он м. получать небол. крен, т. е. осуществляется колебание внутр. кольца ок. его положения под углом 90° к наружн. кольцу. Самые колебания оси жироскопа около меридиана сделаны апериодическими; выведенный из положения равновесия на большое число градусов (напр., при пускании в ход прибора), К. приходит в меридиан минут чер. 30—45 и уже сохраняет это положение во всё время действия прибора. При перемещении к-бля по дуге больш. круга, кроме вращения жироскопа вокруг своей оси и суточного вращения земли, появляется еще вращение к-бля вокруг нек-рой оси, проходящей через центр земли; от этого м. получиться девиация (до 3°), зависящая от курса, ск-сти и широты места, но она легко принимается во внимание, т. к. не зависит от свойств к-бля и не изменяется со временем (имеются таблички). К-с Sperry построен на тех же основаниях, отличаясь лишь в конструктивном отношении. За последн. время делаются попытки построить К. электро-магнитный (напр. K. Dunoyé), где земное магнитное поле искусственно увеличивается, чтобы получить более значит. направляющую силу. (Гр. Ридигер и Оглоблинский, Рук-ство по девиации К.; Н. Н. Оглоблинский, Лекции в Ник. мор. ак-мии; А. Н. Крылов, Лекции по механике в инст. пут. сообщ., глава о жироскопах; спец. статьи в «Мор. Сб.», «Marine-Rundschau», «Revue Maritime» и др.).