Складно назвати більш поширений і популярний прилад навігації, ніж компас. З даним інструментом мандрівника багато знайомляться ще в дитинстві, здійснюючи перші в своєму житті походи. Але далеко не всі знайомі з його принципом роботи і технічними характеристиками. І хоча сьогодні з’являється все більше альтернативних пристроїв, зберігає свою затребуваність класичний магнітний компас, який використовують і геологи, і туристи, любителі екстремальних видів спорту.
Пристрій приладу
Функціональну основу будь-якого компаса такого типу складає чутливий елемент у вигляді картушки. Він являє собою магнітне пристрій з латунним поплавцем, топкою і ободним елементом, який фіксує панель з градусною шкалою. У латунні пази інтегруються стрілки магнітного компаса – система зазвичай формується шістьма елементами, які виставляються парами і симетрично відносно один одного. Центральну частину пристрою являє донна частина поплавця з конусом, вершина якого виступає базою для агатовою топки. Тут варто відзначити, що виконання магнітних систем можуть бути різними – рідинними і стрілочними, що обумовлює вже інші особливості конструкції.
Принцип роботи
У пристрої, яке призначене для вказівки полюси, що обов’язково передбачається базова спрямованість. Від неї беруть звіт всі інші напрямки. Покажчиком виступає лінія, яка з’єднує Південний і Північний полюси. Як раз з цього контуру і проходить магнітний стрижень. До речі, його можна розмістити в підвішеному стані і він за замовчуванням буде орієнтуватися саме на цю лінію. Пов’язано це з тим, що магнітне поле компаса в природному режимі управляється обертається парою магнітних сил Землі. В якості стрижня використовується стрілка, яка служить для наочного вимірювання напрямків за градусною шкалою.
Різновиди
Як вже говорилося, виділяють стрілочний і рідинний прилади, що працюють на магнітному підставі. Частіше використовуються моделі першого типу. Це ручні портативні пристрої, в яких застосовується магнітна тонка стрілка. Вона вільно розташовується в середній точці відносно вертикальної осі і без перешкод переміщається по горизонталі. Закінчення стрілки на північній частині має позначку, а в соосном сполученні з нею встановлюється котушка. У процесі вимірювання прилад можна тримати в руках або на спеціальній базі штатива.
Рідинний магнітний компас забезпечується плаваючим чутливим елементом. У нього більш точний принцип вимірювання порівняно зі стрілочним аналогом. Такі прилади називають також судновими, так як їх використовують мореплавці. Конструкції рідинних компасів різноманітні. Класичний варіант являє собою так званий «казанок» з алюмінієвої котушкою, зафіксованої на вертикальній осі. На різних сторонах щодо неї закріплюються пари магнітів, а в центральній частині – поплавок. Залежно від сил, компенсуючих тиск або температуру, рідина переходить в сполучену камеру, керуючи показаннями приладу.
Девіація компаса
На дію магнітного поля можуть впливати сторонні металеві елементи. Особливо це явище поширене на суднах, обшивка яких з моменту будівництва знаходить виражені магнітні властивості. Відповідно, навколишні компас конструкції можуть спотворювати його показання, що і забезпечить ефект девіації. Критичний вплив призводить до відхилення стрілки від меридіана. Це відбувається, якщо на прилад діють не тільки магнітні сили, але і електричний струм. Користувачі часто фіксують девіацію, яка проявляється у вигляді сформованого кута площини між справжнім горизонтом і зазначеним меридіаном. При цьому розрізняють кілька типів відхилень. Якщо спостерігається, що північна частина меридіана має відхилення від справжнього напрямку на схід, то, відповідно, девіація магнітного компаса буде називатися острівний. У разі відхилення до західній стороні – вістун. Істотне відхилення створює труднощі для штурмана, що обумовлює необхідність відновлення початкової працездатності приладу. Вирішується це завдання за допомогою штучного створення сил, компенсуючих девіацію. Для цього спочатку готуються металеві бруски, якими обкладається прилад.
Що таке магнітне схилення?
Частково пов’язане з девіацією відхилення від правдивих показань компаса, при якому відзначається кутова різниця між вказаними та цим нордом. Виникає схиляння з тієї причини, що магнітний полюс в північній частині зміщений на 2100 км щодо дійсного географічного. Ступінь відхилення може змінюватися в залежності від часу і положення точки на земній поверхні. Практичні дослідження цього явища на даний момент дозволили сформувати карту, на якій позначені величини корекції у вигляді ізотонічних ліній. З іншого боку, магнітне схилення компаса має орієнтуватися і на агонические контури, які показують справжні північні полюси.
Поправка приладу
Не у всіх випадках вдається виключити і навіть мінімізувати негативні впливи на компас, що зумовлюють різного роду відхилення. Тому виходом стає поправка роботи компаса, в якій робиться штучна компенсація з урахуванням величини відхилення. Головне завдання користувача якраз полягає у визначенні ступеня спотворення. Універсальна ж поправка магнітного компаса в разі відміни робиться з плюсовій і мінусовій корекцією. Перший варіант застосовується, якщо мова йде про відхилення до сходу, а другий спосіб поправки – якщо має місце вестовое відмінювання.
Техобслуговування приладу
Якщо сторонніх перешкод не спостерігається і немає підстав для усунення відхилення, то некоректна робота пристрою може свідчити про його несправність. У цьому випадку необхідно провести комплексне обстеження конструкції приладу, виконати чистку його робочих елементів і перевірити рідинний наповнювач. Особлива увага приділяється зовнішнім частинам і казанку. Їх слід протирати ганчіркою з м’яким ворсом при мінімальних коливаннях для чутливої начинки. Якщо планується залишати магнітний компас на тривалий час зберігання, то його поверхні покриваються захисною змазкою для консервації. Також перевіряється і якість роботи освітлювальних елементів, якщо вони передбачені конструкцією. Якщо до приладу підведені електротехнічні з’єднання для живлення допоміжних робочих компонентів, потрібно оцінити і якість ізоляції проводки.
Переваги магнітних моделей компаса
Незважаючи на застарілий принцип дії, такі прилади продовжують використовуватися в тому ж морському транспорті. До їх сильних сторін відносять не тільки високу точність, але і надійність. До того ж, сучасні версії приладів знаходять все нові властивості поліпшуються в базових експлуатаційних якостях. Це в першу чергу відноситься до техніко-конструкційної частини, що орієнтується на багаторічну експлуатацію. Звичайно, і електронні моделі забезпечуються високоміцними стійкими корпусами, а також мають компактні розміри. Але магнітний компас в процесі роботи не залежить від погодних явищ і енергозабезпечення. Єдина умова збереження належної працездатності зводиться до якісного виконання налаштування з поправкою і технічного обслуговування.
Висновок
Використання магніту як чутливого елемента в системах навігації не тільки не відходить в минуле, але і знаходить нові форми застосування. Компас як засіб обробки сигналів і демонстрації показань дійсно застаріває, але на зміну приходять цифрові прилади. Так, з допомогою магнітних датчиків та спеціальних додатків в сучасних смартфонах можна визначати частині світу навіть без Інтернету. У той же час компас без магнітного датчика в мобільному пристрої може працювати з підключеною супутниковим зв’язком GPS, але це вже зовсім інший принцип дії. Сам же фізичний корпус приладу продовжує зберігати актуальність в областях, де пред’являються високі вимоги до захисту пристрою. Кілька шарів ізоляції, ударостійке скло і прогумовані накладки для зручного хвату – першорядні якості, на які звертають увагу мандрівники, мисливці і штурмани. Очевидно, що у диких і суворих умовах експлуатації добротний класичний компас не може бути замінений ні смартфоном з датчиками, ні іншої навігаційної електронікою.
