И еще раз про магнитный компас
15.05.2020
И еще раз про магнитный компас
Предположительно, магнитный компас был изобретен в Китае при династии Сун и использовался для указания направления движения по пустыням.
В Европе изобретение компаса относят к XII—XIII вв., однако устройство его оставалось очень простым — магнитная стрелка была закреплена на пробке и опущена 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 легкий круг — картушку, разбитую по окружности на 16 румбов. В XVI в. ввели деление картушки на 32 румба и котелок со стрелкой стали помещать в кардановом подвесе, чтобы устранить влияние качки корабля на компас. В XVII в. компас снабдили пеленгатором. Казалось бы, идея дальнейшего совершенствования конструкции МК себя исчерпала.
Однако и в настоящее время выпускается большое количество моделей компасов, различающихся по конструкции. В современных судовых компасах также как и в VII в. применяется картушка с магниточувствительным элементом, положение которого, относительно корпуса и определяет магнитный курс судна. Однако все эти МК не приспособлены для работы в высоких широтах т.к. чувствительности их магнитной системы не достаточно для создания момента на картушке, что связано с малой горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Это физическое явление сильно ограничивает применение компасов в высоких широтах.
В соответствии с требованиями международной конвенции СОЛАС 74 магнитными компасами должны быть оборудованы все без исключения суда. А что же делать, если маршрут судна как раз и пролегает в высоких широтах? Активизация Российского присутствия в арктической зоне сделала актуальной задачу создания отечественного главного магнитного компаса, работающего в условиях широт выше 70 градусов в широком диапазоне температур.
Решение поставленной задачи потребовало новых идей и научных разработок. Схема работы новой системы коррекции магнитного компаса была предложена В.М. Зиненко. Она была закреплена патентом №2688900 и заключалась в оснащении компаса гироскопическим датчиком угловой скорости, позволяющим после интегрирования сигнала измерить угол рыскания судна. Таким образом, магнитный компас получил дополнительную систему коррекции, благодаря которой приобрел свойства гиромагнитного компаса. Кроме того, предложенное решение позволило уменьшить погрешность компаса на качке.
За основу конструкции нового компаса, получившего название «Азимут КМ–05Д», был взят серийно выпускаемый нашим предприятием магнитный компас «Азимут 125М».
С помощью специалистов завода штурманских приборов была переработана магнитная система компаса, ставшая боле чувствительной к магнитному полю. Переделана на отечественную элементную базу и сервисная электроника прибора, который теперь может в автоматическом режиме вводить поправку на магнитное склонение в зависимости от широты места судна. Эту информацию прибор получает от спутниковых систем GPS, ГЛОНАСС. Конструкция прибора упростилась, по сравнению с магнитным компасом «Азимут 125М».
Регулировка нового компаса потребовала создания специальных стендов и организации новых проверок, в том числе проверки работы системы коррекции. В конце 2018 года прошли первые конструкторские испытания, которые подтвердили адекватность принятых технических решений. А осенью 2019 года в акватории Ладожского озера на катере «Азимут» проведены первые натурные испытания, которые показали, что характеристики «Азимут КМ–05Д» соответствуют заданным в техническом задании. Наряду с этим были выявлены особенности работы системы коррекции, которые были учтены в программном обеспечении прибора по результатам первых испытаний.
В 2020 году получено свидетельство регистра о типовом одобрении прибора, что позволяет приступить к его серийному выпуску и поставкам на суда. Сегодня опытный образец изделия прошел все виды стендовых испытаний. Свой труд в создание этого прибора внесли многие сотрудники предприятия, однако основными разработчиками стали А.А. Молочников, И.В. Сергачёв, И.В. Короленко, Ю.В. Матвеев, С.В. Чередниченко. Учитывая особую важность в использовании главного компаса на судне, а также ответственность разработчиков перед моряками, принято решение о продолжении натурных испытаний в 2020 г.
Д.Г. Грязин,
главный конструктор компаса «Азимут КМ–05Д»
Возврат к списку
История компаса – кто и где изобрел, доклад об открытии изобретения (5 класс, география)
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 400.
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 400.
Учебник для 5 класса знакомит учеников с устройством компаса, рассказывает о его использовании.
В сообщении на тему «История открытия компаса» рассказывается, в какой стране изобрели этот прибор, его совершенствовании и использовании.
Первый компас
История компаса начинается с III века, когда он был описан китайским философом Хань Фей-цзы. К этому времени прибором пользовались моряки для ориентирования вдали от берегов.
Первый компас представлял собой ложку, выточенную из магнетитовой руды. Ложка имела особую форму и, благодаря тщательной обработке поверхностей, свободно вращалась на медной полированной пластине, ее ручка никогда не касалась пластины и указывала направление на юг.
Рис. 1. Первый китайский компас.На пластину наносились значки зодиакальных созвездий и обозначения сторон горизонта.
В IХ веке, устройство компаса изменилось – магнитная стрелка в виде рыбки свободно перемещалась в сосуде с водой, голова рыбки указывала на юг. Для защиты от ветра сосуд прикрывали стеклянной пластиной.
Итальянский вариант
Изобретение Флавио Джойя, шкипера из приморского городка Амальфи (провинция Салерно, Италия), настолько изменило компас, что он стал похож на современный.
Он поместил магнитную стрелку на острую иглу, закрепленную в центре круга, разбитого на 16 делений-румбов. Коробка закрывалась стеклом, круг изготавливался из бумаги или металла.
Это произошло в начале XIV века.
Дальнейшие изменения
В XVI веке иглу со стрелкой закрепили на кардановом подвесе, который был универсальной шарнирной опорой, позволяющей компенсировать резкие движения компаса. Подвес был спрятан в металлический корпус, предохраняющий конструкцию от ударов. Так появился компас для морских судов, на который не действовала качка.
Рис. 2. Старинный морской компас.Следующее столетие подарило прибору линейку и визирное устройство.
Современный компас
Последующие совершенствования не внесли существенных изменений в прибор. Патент на современный вариант компаса был получен в 1908 году. С этого времени начался массовый выпуск.
Сегодня существует несколько разновидностей компаса: горный для геологов, гирокомпас для морских судов и ракетной техники, электронный, имеющий связь со спутниками.
С помощью горного компаса можно ориентироваться на местности, измерять вертикальные углы, определять превышения точек в рельефе.
Рис. 3. Горный компас.Что мы узнали?
В докладе сообщается кратко о том, кто изобрел первый компас, как прибор изменялся впоследствии и когда приобрел современный вид. Родина компаса – Китай.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Август Мандаринский
5/5
Rusu Daria
5/5
Оценка доклада
4.6
Средняя оценка: 4.6
Всего получено оценок: 400.
А какая ваша оценка?
Компас
Компас — это устройство, указывающее направление. Это один из важнейших инструментов навигации.
Магнитные компасы являются наиболее известным типом компасов. Они стали настолько популярными, что термин «компас» почти всегда относится к магнитному компасу.
Хотя дизайн и конструкция этого типа компаса значительно изменились за столетия, принцип его работы остался прежним. Магнитные компасы состоят из намагниченной стрелки, которая может вращаться так, чтобы она совпадала с магнитным полем Земли. Концы указывают на то, что известно как магнитный север и магнитный юг.
Ученые и историки не знают, когда были открыты принципы работы магнитных компасов. Древние греки понимали магнетизм. Еще 2000 лет назад китайские ученые, возможно, знали, что трение железного стержня (например, иглы) с естественным магнитом, называемым магнитом, временно намагнитит иглу так, чтобы она указывала на север и юг.
Самые ранние компасы были сделаны из намагниченной иглы, прикрепленной к куску дерева или пробки, который свободно плавал в блюде с водой. Когда стрелка осядет, отмеченный конец укажет на магнитный север.
По мере того, как инженеры и ученые узнавали больше о магнетизме, стрелка компаса была установлена и помещена в середину карты, показывающей стороны света — север, юг, восток и запад.
Острие и буква Т, обозначающая латинское название Северного Ветра, Tramontana , означали север. Эта комбинация превратилась в дизайн геральдической лилии, который можно увидеть и сегодня. В итоге на карточку компаса были добавлены все 32 точки направления.
Историки считают, что Китай, возможно, был первой цивилизацией, разработавшей магнитный компас, который можно было использовать для навигации. Китайские ученые, возможно, разработали навигационные компасы еще в 11 или 12 веке. Западные европейцы вскоре последовали в конце 12 века.
В самом начале своего использования компасы, скорее всего, использовались в качестве подстраховки, когда нельзя было увидеть солнце, звезды или другие ориентиры. В конце концов, когда компасы стали более надежными и все больше исследователей поняли, как их читать, устройства стали важным навигационным инструментом.
Коррекция и адаптация
К 15 веку исследователи поняли, что «север», указываемый компасом, не совпадает с истинным географическим севером Земли.
Это несоответствие между магнитным севером и истинным севером называется вариацией (моряками или лоцманами) или магнитным склонением (наземными навигаторами) и варьируется в зависимости от местоположения. Вариация незначительна при использовании магнитных компасов вблизи экватора, но ближе к Северному и Южному полюсам разница намного больше и может отклониться от курса на много километров. Навигаторы должны корректировать свои показания компаса с учетом изменений.
Со временем к магнитным компасам были внесены и другие модификации, особенно для их использования в морской навигации. Когда корабли превратились из деревянных в железные и стальные, магнетизм корабля повлиял на показания компаса. Эта разница называется отклонением. Такие корректировки, как размещение шариков из мягкого железа (называемых сферами Кельвина) и стержневых магнитов (называемых стержнями Флиндерса) рядом с компасом, помогли повысить точность показаний. Отклонение также необходимо учитывать на самолетах, использующих компасы, из-за металла в конструкции самолета.
Магнитные компасы бывают разных видов. Самыми простыми являются портативные компасы для случайных походов. Магнитные компасы могут иметь дополнительные функции, такие как лупы для использования с картами, призму или зеркало, которое позволяет вам видеть ландшафт, следуя показаниям компаса, или маркировку шрифтом Брайля для слабовидящих. Самые сложные компасы — это сложные устройства на кораблях или самолетах, которые могут рассчитывать и корректировать движение, изменение и отклонение.
Другие типы компасов
Некоторые компасы не используют магнетизм Земли для указания направления. Гирокомпас, изобретенный в начале 20-го века, использует вращающийся гироскоп, чтобы следовать за осью вращения Земли, чтобы указать на истинный север. Поскольку магнитный север не измеряется, отклонение не является проблемой. Как только гироскоп начнет вращаться, движение не будет ему мешать. Этот тип компаса часто используется на кораблях и самолетах.
Солнечный компас использует солнце в качестве навигационного инструмента.
Самый распространенный метод — использовать карту компаса и угол тени от солнца для указания направления.
Даже без карты компаса существуют методы, использующие солнце в качестве компаса. Один из способов — сделать теневую палочку. Теневая палка — это палка, вертикально воткнутая в землю. Камешки, надетые на палку, и кусок веревки, чтобы отслеживать тень от солнца по небу, помогают мореплавателю определять направления на восток и запад.
Другой тип солнечного компаса — старомодные аналоговые (не цифровые) часы. По стрелкам часов и по положению солнца можно определить север или юг. Просто держите часы параллельно земле (в руке) и направьте часовую стрелку в сторону солнца. Найдите угол между часовой стрелкой и отметкой 12 часов. Это линия север-юг. В Южном полушарии север будет направлением ближе к солнцу. В северном полушарии север будет направлением дальше от солнца.
Приемники глобальной системы позиционирования (GPS) начали заменять компасы. Приемник GPS координирует свои действия со спутниками, вращающимися вокруг Земли, и станциями мониторинга на Земле, чтобы точно определить местоположение приемника.
Приемники GPS могут отображать широту, долготу и высоту на карте. Если большие объекты не блокируют сигналы, точность показаний обычно составляет около 15 метров (50 футов).
Несмотря на успехи GPS, компас по-прежнему остается ценным инструментом. Многие самолеты и корабли до сих пор используют высокотехнологичные компасы в качестве навигационных инструментов. Для случайных наблюдений — для штурманов пешком или на небольшой лодке — карманный компас или обычный компас, закрепленный на приборной доске, остается практичным и портативным инструментом.
Краткий факт
Животные и компасы Многие животные, такие как некоторые виды муравьев, рыб и птиц, используют солнце в качестве компаса, чтобы найти направление. Они используют свои внутренние биологические часы, чтобы компенсировать смещение солнца по небу и сохранять прямой курс. Другие животные, например голуби, могут ориентироваться, используя собственное магнитное поле Земли. Их мозг функционирует как внутренний магнитный компас, следуя за магнитным полем Земли.
Быстрый факт
Смена полюсов Если бы вы использовали компас 800 000 лет назад и смотрели на север, стрелка указывала бы на южный магнитный полюс. Почему? Несмотря на то, что Земля действует как гигантский магнит, она не стабильна. И северный, и южный магнитные полюса медленно смещаются. С тех пор как магнитный северный полюс был открыт в начале 19 века, он сместился на север более чем на 966 километров (600 миль) и продолжает двигаться со скоростью около 40 миль в год. Северный и южный магнитные полюса также много раз менялись местами в истории Земли.
Fast Fact
Духовное ориентирование
Китайцы впервые использовали компасы не для навигации, а в духовных целях. Они использовали магнитные устройства для организации зданий и других вещей в соответствии с фэн-шуй , древней практикой гармонизации окружающей среды в соответствии с «законами Неба».
Статьи и профили
Королевские музеи Гринвича: Магнитный компас
Видео
Обзор артиллерийских орудий: Как определить азимут по компасу со Стивом Бэкшеллом и Ordnance Survey
Веб-сайт
Природные ресурсы Канады: использование компаса
История компаса — кто изобрел компас?
HistoryOfCompass.
com — это место, где вы можете прочитать все об изобретении компаса, включая его историю, изобретателей, процесс изготовления, типы, интересные факты и другую информацию.
Люди знали о магните и его влиянии на железо за 600 лет до того, как его впервые использовали в качестве компаса. Даже тогда он использовался не для навигации, а для геомантии. 9Спустя 00 лет его использовали в астрономии и для ориентирования и для тех же целей используют до сих пор.
Циркули различаются по назначению, сложности, материалам и некоторым решениям, которые применялись для решения некоторых проблем, которые могли возникнуть при их использовании. Они тоже менялись на протяжении истории, с момента их изобретения.
Как бы это ни было просто, есть навык использования компаса, особенно когда он используется с другими инструментами и инструментами, и знание того, как он работает. По мере совершенствования компаса его использование усложнялось.
Краткая история
Компас — это инструмент для навигации и ориентирования.
Самые ранние компасы были сделаны из магнетита, особой формы минерала магнетита. Первый компас представлял собой кусок магнитного камня, привязанный к веревке и оставленный свободно висеть. Другие также были сделаны из магнитного камня, но имели форму ложки или ковша, ручка которого была направлена на юг. Где-то заставили работать, когда его оставили на земле, в то время как у другого была тарелка, на которой он стоял, и на которой были отмечены стороны света.
В 12 веке в Европе появился компас. Появились оба типа компаса: плавучий компас для астрономических целей и сухой компас для мореплавания. Это улучшило парусный спорт, который до этого зависел от ориентации по солнцу или звездам и был ограничен морскими путешествиями в период с октября по апрель. Теперь корабли могли плавать круглый год.
Исламский мир импортировал компас в 13 веке и использовал его для тех же целей, что и остальной мир: астрономии и мореплавания. Они также изобрели тип компаса для использования в молитвах. Они сделали сухой компас для использования в качестве «указателя Киблы (Каббы)», чтобы найти направление на Мекку для своих ежедневных молитв.
Компас используется и сегодня, но в его усовершенствованных формах, изготовленных из современных материалов.
- Первым компасом, использовавшимся на лодках и не имевшим жидкости, удерживающей его в горизонтальном положении, был сухой компас. Его основной частью был стандартный магнитный компас, который размещался на трехкольцевом подвесе, удерживавшем горизонтальное положение компаса во время волнения на море.
- Магнитный компас указывает не на географический полюс (так называемый истинный полюс), а на магнитный полюс. Поэтому перед определением истинного севера необходимо сделать некоторую поправку.
- Западный и арабский компас имеет 32 точки на розе ветров. У Восточной 24 и 48 очков.
- На старых розах ветров не было обозначено сторон света, а были названия ветров.
Избранные статьи
Типы компасов
Компасы можно разделить на те, которые указывают на магнитные полюса Земли, и те, которые указывают на истинные полюса Земли. Существуют также компасы, которые используются в профессиональных, любительских и даже религиозных целях. Узнайте больше о типах компасов.
Интересные факты о компасе
Знаете ли вы, как работают компасы, если их разместить на кораблях или самолетах, где много металла? Вы знаете, что бокс компаса? Вы думаете, что компас указывает на географический полюс? Читайте интересные факты о компасе.
История магнитного компаса
Магнитный компас сначала использовался как магический артефакт и инструмент для гадания. Потребовались столетия, чтобы его использовали по назначению и изменили мир, каким мы его знали.