Alates sellest, kui laevad – inimkäte looming – hakkasid merd ja ookeane kündma, on navigaatorid seisnud silmitsi ülesandega ise oma asukoht määrata. Tohutud lained, tuisk ja vajadus manööverdada tiibadel, vastutuult kursi hoidmine, keerulised mitmepäevased reisid ning muistsetel meremeestel ei piisanud kompassist. Tänapäeval, kui laeva asukoht määratakse tänu GLONASSile automaatselt, on raske ette kujutada kapteni asukohta, kelle käsutuses on vaid lihtsad seadmed tähtede järgi orienteerumiseks. Sellegipoolest kuuluvad tänapäeval kõik need seadmed kesk- ja kõrgkoolide lõpetajatele.
Mere asukoha määramise põhimeetodid
Laeva kahe koordinaadiga määramine (asukohas) toimub seitsmel viisil, sealhulgas:
- Vanim on visuaalne.
- Hiljem, kuid mitte palju, on astronoomiline.
- Topograafiline-arvutuslik ehk meetod laeva täieliku teekonna kaardile kandmiseks, kursimuutuste punktide näitamiseks ja läbitud vahemaa arvutamiseks kiiruse ajaga korrutamisega. See leiutati umbes samal ajal kui astronoomiline meetod ja seda kasutatakse sageli koos kahe eelmise meetodiga. Tänapäeval teevad rutiinset tööd automaatsed kalkulaatorid;
- Radar, mis võimaldab kombineerida radariekraanil olevat pilti merekaardiga.
- Raadio suuna leidmine. Saadaval juhtudel, kui kaldal on signaaliallikad.
- Raadionavigatsioon, kasutades sidevahendeid, mille kaudu navigaator saab vajaliku teabe.
- Satelliitnavigatsiooni meetod.
Kõik meetodid, välja arvatud kolm esimest, olid 20. sajandil toimunud tehnoloogilise revolutsiooni tagajärg. Need oleksid olnud võimatud ilma inimkonna avastuste ja leiutisteta raadiotehnika, elektroonika, küberneetika ja läbimurreteta kosmosesektoris. Tänapäeval pole keeruline arvutada välja, millises punktis ookeanis laev asub, selle koordinaatide määramine võtab aega sekundite küsimus ja reeglina jälgitakse neid pidevalt. Ligikaudu samu tehnoloogiaid kasutatakse lennunavigatsioonis ja isegi sellises “ilmalikus” valdkonnas nagu autojuhtimine.
Laiuskraad
Nagu teate, pole maa tasane, sellel on mõnevõrra lameda palli kuju. Näib, et kolmemõõtmelise kujundi punkte tuleks kirjeldada kolme Eukleidilise koordinaadiga, kuid geograafidele ja navigaatoritele piisab kahest. Laeva topograafilise identifitseerimise tegemiseks peate nimetama ainult kaks numbrit, millele on lisatud sõnad "põhja" (või "lõuna") (lühendatult N või S) ja lääne- või idapikkuskraad (muidu - W. d. või v.d.). Neid väärtusi mõõdetakse kraadides. See on väga lihtne. Laiuskraade arvutatakse ekvaatorist (0°) poolusteni (90°), näidates, mis suunas: kui Antarktikale lähemal, siis näidatakse lõunalaiust ja kui Arktika poole, siis põhjalaiust. Sama laiuskraadi punktid moodustavad ringid, mida nimetatakse paralleelideks. Igaühel neist on erinev läbimõõt - alates suurimast ekvaatoril (umbes 40 tuhat kilomeetrit) kuni nullini poolusel.
Pikkus- ja pikkusmõõtmised
Laeva asukoha määramine on ühe koordinaadi abil võimatu, seega on olemas teine. Pikkuskraad on meridiaani kokkuleppeline arv, mis näitab jällegi suunda, milles loendus tehakse. Ring on jagatud 360°, selle kaks poolt on vastavalt 180. Greenwichi meridiaani, mis läbib kuulsat Briti observatooriumi, loetakse nulliks. Teisel pool planeeti on selle antipood - 180. Mõlemad koordinaadid (0° ja 180°) on näidatud ilma pikkuskraadi nimeta.
Lisaks kraadidele on ka minutid – need näitavad objektide asukohta 60 korda suurema täpsusega. Kuna kõik meridiaanid on võrdse pikkusega, sai neist meremeeste pikkuse mõõt. Üks vastab ühele minutile mis tahes meridiaanist ja on võrdne 1,852 km-ga. Mõõdikusüsteem võeti kasutusele palju hiljem, nii et laevajuhid kasutavad vana head inglise miili. Kasutatavad on ka sellised ühikud nagu kaablid – see on võrdne 1/10 miiliga. Mis on üllatav, sest enne lugesid britid sageli pigem kümnetes kui kümnetes.
Visuaalne meetod
Nagu nimigi ütleb, põhineb meetod sellel, mida näevad navigaator ja kapten, aga ka teised tekil või taglases olevad meeskonnaliikmed. Varem asus purjelaevastiku päevil selle meremehe post, mis asus peamasti - klotiku - spetsiaalselt aiaga piiratud kohas. Vaade oli sealt parem. Laeva asukoha määramine rannikuobjektide järgi sarnaneb jalakäija lihtsaima meetodiga, kes teab, et tal on vaja näiteks maja Staroportofrankovskaja tänaval nr 12 ja täpsuse huvides on veel üks otsingukriteerium - vastas asuv apteek. Meremeeste jaoks on aga orientiiriks teised objektid: tuletornid, mäed, saared või mis tahes muud silmatorkavad maastikudetailid, kuid põhimõte on sama. Peate mõõtma kahte või enamat asimuuti (see on nurk kompassi nõela ja orientiiri suuna vahel), kandma need kaardile ja hankima koordinaadid nende ristumispunktis. Loomulikult on selline alus või õigemini selle asukoht rakendatav ainult ranniku nähtavuse tsoonis ja seejärel selge ilmaga. Udus saab liigelda tuletorni sireeni heli järgi ja pinnamärkide puudumisel madalas vees madaliku poole keerata, mõõtes sügavust paljuga.
Astronoomia mereväeteenistuses
Kõige romantilisem asukoha meetod. Umbes 18. sajandil leiutasid meremehed koos astronoomidega sekstandi (mõnikord nimetatakse seda ka sekstandiks, see on ka õige) – seadme, millega saab valgustite asukoha põhjal laeval üsna täpselt määrata kahe koordinaadi. taevas. Selle disain on esmapilgul keeruline, kuid tegelikkuses saate selle kasutamise selgeks üsna kiiresti. Selle disain sisaldab optilist süsteemi, mis peaks olema suunatud Päikesele või mis tahes tähele pärast seadme esmast paigaldamist rangelt horisontaalselt. Täpseks juhtimiseks on kaks peeglit (suur ja väike) ning valgusti nurkkõrgus määratakse skaalade abil. Seadme suuna määrab kompass.
Seadme loojad võtsid arvesse iidsete navigaatorite sajanditepikkust kogemust, kes toetusid vaid tähtede, kuu ja päikese valgusele, kuid lõid süsteemi, mis lihtsustab nii navigeerimise õppimist kui ka asukoha määramise protsessi ennast.
Arvutamine
Teades alguspunkti (väljasõidusadama) koordinaate, sõiduaega ja kiirust, saab kogu trajektoori kaardile kanda, märkides, millal ja mitme kraadi võrra kurssi muudeti. See meetod võib olla ideaalne, kui suund ja kiirus ei sõltu voolust ja tuulest. Kursuse ebatasasused ja vead viivitusnäidikus mõjutavad ka saadud koordinaatide täpsust. Navigaatori käsutuses on spetsiaalne joonlaud paralleelsete joonte joonistamiseks kaardile. Merelaeva manööverdatavate elementide määramine toimub kompassi abil. Tavaliselt tehakse suunamuutuspunktis tegelik asukoht kindlaks muude olemasolevate meetoditega ja kuna see reeglina ei kattu arvutatuga, siis joonistub kahe punkti vahele omamoodi vingerpuss, mis ähmaselt meenutab tigu ja seda nimetatakse "lahknevuseks".
Praegu on enamiku laevade pardale paigaldatud automaatarvutid, mis sisendkiirust ja suunda arvestades teostavad integratsiooni ajamuutuja lõikes.
Radari kasutamine
Nüüd pole merekaartidel enam ühtegi tühja kohta jäänud ja kogenud navigaator ranniku piirjooni nähes saab kohe aru, kus tema hoolde usaldatud veesõiduk asub. Näiteks märgates isegi udus silmapiiril tuletorni valgust ja kuuldes selle sireeni summutatud heli, ütleb ta kohe midagi sellist: "Oleme Vorontsovi tulekahju traversil, kahe miili kaugusel." See tähendab, et laev asub määratud kaugusel joont, mis ühendab täisnurga all kurssi ja risti suunda tuletorniga, mille koordinaadid on teada.
Kuid sageli juhtub, et kallas on kaugel ja maamärke pole näha. Varem, purjelaevastiku päevil, pandi laev "triivi", kogudes vahel purjeid, kui oli teada valitsevate tuulte kapriissus ja põhja ettearvamatus (rifid, madalikud jne); siis jäid nad ankrusse ja “ootasid merel ilma”, see tähendab selginemist. Nüüd pole sellist ajakaotust enam vaja ja navigaator näeb rannajoont lokaatoriekraani vaadates. Laeva tuvastamine radari abil ei ole keeruline ülesanne, kui teil on kvalifikatsioon. Piisab navigatsiooniseadmes oleva pildi ja vastava ala kaardi kombineerimisest ning kõik saab kohe selgeks.
Suuna leidmine ja raadionavigatsiooni meetod
On olemas selline amatöörraadiomäng - “Fox Hunt”. Kasutades omatehtud seadmed selle osalejad otsivad põõsastesse või puude taha peidetud “rebast” – mängijat, kellel on töötav vähese võimsusega raadiojaam. Samamoodi, st suunda võttes, tuvastavad vastuluureteenistused välisriikide luureteenistuste elanikke (vähemalt nii oli see varem) ajal, mil nad spiooniteateid saatsid. Asukoha jaoks on vaja vähemalt kahte asukohapunktis ristuvat suunda, kuid enamasti on neid rohkem. Kuna näitudes on alati mingi hajumine ja absoluutset täpsust on võimatu saavutada, siis laagrid ei koondu ühes punktis, vaid moodustavad omamoodi mitmepoolse kujundi, mille geomeetrilises keskpunktis peaks olema suure täpsusastmega. tõenäosus, oletame oma asukohta. Maamärgid võivad olla spetsiaalselt kaldal loodud pilootsignaalid (näiteks tuletornides) või raadiojaamade emissioonid, mille koordinaadid on teada (need kantakse kaardile).
Ranniku kursi korrigeerimine raadioside abil on samuti laialdaselt rakendatav.
Satelliitide abil
Tänapäeval on peaaegu võimatu ookeanis või meres ära eksida. Liikuvate objektide liikumist merel, õhus ja maal jälgivad Venemaa Cospas ja rahvusvaheline Sarsat. Need töötavad Doppleri põhimõttel. Laevale on vaja paigaldada spetsiaalne majakas, kuid ohutus ja kindlus reisi eduka tulemuse vastu on sellele kulutatud raha väärt. Suunaotsijad asuvad geostatsionaarsetel ("rippuvad" maapinna fikseeritud punkti kohal) satelliitidel, mis moodustavad süsteemi. See teenus on tasuta ja lisaks päästefunktsioonile teostab laeva asukoha navigatsiooniotsingut. Satelliitnavigatsiooni meetod annab kõige täpsemad koordinaadid, selle kasutamine ei tekita raskusi ning meie tehnikaajastul kasutavad seda kõige sagedamini navigaatorid.
Lisaparameeter - allalaadimine
Laeva sõidukõlblikkust ja võimalikku kursi mõjutab oluliselt selle süvis. Reeglina, mida suurem osa kerest on vette kastetud, seda kõrgem on selle hüdrodünaamilise takistuse tase. Siiski on erandeid, näiteks tuumaallveelaevadel ületab veealune kiirus pinnakiirust ja spetsiaalne vööri "pirn", kui see on täielikult süvistatud, loob parema voolujoonelisuse efekti. Nii või teisiti mõjutab liikumiskiirust (takti) lasti (lasti) mass trümmides või tankides. Selle väärtuse hindamiseks kasutavad meremehed spetsiaalseid märgistusi, millel on märgid laevakere vööris, ahtris ja külgmistes osades (vähemalt kuus skaalat). Neid märke rakendatakse individuaalselt, igal alusel on oma, ühtset standardit pole. Laeva pardal oleva lasti kaalu määramise tehnika, mida nimetatakse süviseülevaatuseks, põhineb süvisemärkide kasutamisel ja seda kasutatakse paljudel eesmärkidel, eriti navigeerimiseks. Põhja sügavus ei võimalda laeval alati konkreetsel faarvaatril liigelda ja navigaator peab seda tegurit arvestama.
Jääb üle soovida vähemalt reisile minejatele.
GPS
astrolaab
rööbastee, kvadrant Ja sekstant
read
Navigaatorite kaaslased
Iga laeva jaoks on kõige olulisem teada oma täpset asukohta merel. Igal ajal. Sellest sõltub nii laeva enda, lasti kui ka kogu meeskonna ohutus. Ma ei avastaks Ameerikat, kui ütleksin, et laeva juhib praegu arvuti. Inimene kontrollib ainult seda protsessi. Selles artiklis räägin mereabilistest - satelliitnavigatsioonisüsteemidest, mis aitavad laevadel saada oma asukoha täpsed koordinaadid. Samuti räägin teile, milliseid instrumente muistsed meremehed kasutasid. Praegu on kõik laevad varustatud GPS-vastuvõtjatega – globaalse positsioneerimissüsteemiga. Meie planeedil ringi lennates saadavad navigatsioonisatelliidid sellele pidevalt raadiosignaale. Need satelliidid kuuluvad USA mereväe navigatsioonisatelliitide süsteemi (NMNSS) ja hiljuti ka USA globaalsesse positsioneerimissüsteemi (GPS või GPS). GPS). Mõlemad süsteemid võimaldavad päeval ja öösel merel viibivatel laevadel oma koordinaate suure täpsusega määrata. Peaaegu kuni meeter.
Nii VMNSSi kui ka GSM-i tööpõhimõte põhineb sellel, et laeva pardal püüab spetsiaalne GPS-vastuvõtja kinni navigatsioonisatelliitide saadetavad raadiolained teatud sagedustel. Vastuvõtja signaale saadetakse pidevalt arvutisse. Arvuti töötleb neid, täiendades neid teabega iga signaali edastusaja ja navigatsioonisatelliidi asukoha kohta orbiidil. (Selline teave jõuab VMNSS-i satelliitideni maapealsetest jälgimisjaamadest ning GSM-satelliitidel on pardal aja- ja orbiidiinstrumendid). Seejärel määrab laeval olev navigatsiooniarvuti nende ja taevas lendava satelliidi vahelise kauguse. Arvuti kordab neid arvutusi teatud ajavahemike järel ja saab lõpuks andmeid laius- ja pikkuskraadi, st selle koordinaatide kohta.
Kuidas määrasid muistsed meremehed laeva asukoha merel? Ammu enne satelliitide ja arvutite tulekut aitasid meremeestel ookeanidel navigeerida mitmesugused "kavalad" seadmed. Üks iidsemaid - astrolaab- laenati araabia astronoomidelt ja lihtsustati sellega merel töötamiseks. Selle seadme ketaste ja käte abil oli võimalik mõõta horisondi ja päikese või teiste taevakehade vahelisi nurki. Ja siis teisendati need nurgad Maa laiuskraadi väärtusteks.
Järk-järgult asendus astrolaab lihtsamate ja täpsemate instrumentidega. Need on keskaja ja renessansi vahel leiutatud põikisuunalised risttalad. rööbastee, kvadrant Ja sekstant. Juba 11. sajandil peaaegu moodsa välimuse saanud kompassid, millele oli märgitud vaheseinad, võimaldasid meremeestel laeva ettenähtud kursil otse juhtida.
15. sajandi alguseks hakati kasutama “pimedat arvestust”. Selleks viskasid nad nende trosside külge seotud palgid üle parda - read. Köitele seoti teatud vahemaa tagant sõlmed. Nööri lahtikerimise aeg märgiti üles päikesekella või liivakella abil. Nad jagasid pikkuse ajaga ja said, muidugi väga ebatäpselt, laeva kiiruse.
Need on lihtsad instrumendid, mida mineviku meremehed kasutasid. Muide, praegustel laevadel on ka sekstant. Karbis, määrdeaines. Ja alati uus. Tõsi, seda seadet kasutab harva keegi. GPS-süsteemid ja arvutid on asendanud vanad, end tõestanud navigatsiooniseadmed. Ühest küljest on see normaalne nähtus. Edusammud. Teisalt... Mõnel kaptenil on lemmiklause: “Mida te teete, kolleegid laevaehitajad, kui satelliidid üles ütlevad ja kogu GPS-süsteem üles ütleb”? Me valdame sekstandi uuesti. Aga ma loodan, et sellist pahameelt ei juhtu. Sest ma tõesti ei tahaks leida end näiteks ühel õnnetul hommikul.
P.S. Fotod kuuluvad nende õigusjärgsetele omanikele. Aitäh teile, head inimesed.
Navigatsiooni ajalugu ja seega ka piraatlus on tihedalt seotud navigatsiooni ja kartograafia ajalooga. Navigatsiooni ajalugu ja seega ka piraatlus on tihedalt seotud navigatsiooni ja kartograafia ajalooga. Millal leiutati merekaardid? Kuidas inimesed muistsetel aegadel merel liikusid? Nendele küsimustele vastamine pole nii lihtne, kui esmapilgul võib tunduda.
Muidugi ei nõua mööda rannikut sõitmine kaarte ega mingeid erilisi orienteerumismeetodeid. Piisab rannajoone uurimisest. Muide, enamik iidseid meremehi tegid just seda, see lihtsustas oluliselt laeva varustust: ei olnud vaja märkimisväärset varu ja magevett. Ja kui nii, siis näib, et navigatsiooniseadmed oleksid pidanud ilmuma üsna hiljuti. Asi on aga selles, et pikad merereisid toimusid tuhandeid aastaid tagasi, samas kui esimene teave igasuguste navigatsiooniriistade kohta pärineb üsna hilisest ajast.
Kaasaegne teadus usub, et mõlema Ameerika mandri indiaanlased, aga ka Okeaania saarte paapualased, põlvnevad Siberi hõimudest, kes rändasid üle ookeani. Siberlased jätsid oma "jälje" kohtadesse, kus elasid maiad, inkad, asteegid ja muud hõimud. Sellega seoses on aga teisigi hüpoteese. Näiteks ei välista teadlased foiniiklaste või teiste Vahemerd asustanud rahvaste rännet üle Atlandi ookeani. Kuulus rändur ja teadlane Thor Heyerdahl korraldas selle oletuse kinnitamiseks mitu edukat ekspeditsiooni Kon-Tiki ja Ra juurde.
Olgu kuidas on, aga kindlasti räägime meresõidust üle ookeani, kaugel kallastest, kus ainsaks pidepunktiks võiks olla tähistaevas, päike ja kuu. Tänapäeval arvatakse, et esimesed navigaatorid kasutasid taevakehade abil entrete orienteerumist (st silma järgi). Ida ja lääne pool määrati päikesetõusu ja -loojangu järgi ning põhja ja lõuna asukoha järgi Põhjatäht või tähed Lõunaristi tähtkujust.
Muistsed meremehed võtsid sageli kaasa linnupuure.. Kui laev läks merele kaduma, lasid meremehed aeg-ajalt välja linnu (sageli musta ronka). Kui lind tagasi pöördus, polnud läheduses maad ja kui ta lendas kindlas suunas minema, järgnes laev talle, usaldades lindu täielikult: see tähendab, et lind lendas maale. See tehnika oli eriti populaarne skandinaavlaste seas.
Ptolemaiose kaart (2. sajand pKr) Tänu kaupmeeste ja meremeeste küsitlusele, samuti kõigi muistsete rändurite aruannete lugemisele õnnestus tal joonistada maailma kaart koonilise projektsioonina, paralleelide ja meridiaanidega.
See vist andis tõuke portolaanide ilmumisele, kuigi nende kaartide täpset sünniaega ei julgeks nimetada isegi umbkaudselt. Mis on portolanid?
Vahemere meremehed tundsid vajadust täpsete juhendite järele, mis aitaksid neil väga hästi kaupleda pikki vahemaid kodusadamatest. Tuulte muutlikkuse tõttu ei olnud alati võimalik Vahemere kaldalt eemalduda, kuna Vahemere kapriisne ilm muutis need reisid väga ohtlikuks. Isegi keskajal toimus suurem osa selles piirkonnas liikumisest ranniku lähedal.
Kreeta, foiniikia ja egiptuse meresõitjate ajal sõitis Vahemerel palju laevu, kuid kaldal püsimise vajaduse tõttu sai aastas teha vaid ühe reisi idast läände. Oktoobrist märtsini kaubavahetus praktiliselt lakkas ja mõned marsruudid põhjast lõunasse (Kreeka – Egiptus, Gallia – Põhja-Aafrika) koos vastutuulega kestsid terveid kuid.
Nii said esimesed kaardid muinasajal ja varakeskajal pigem sadamast sadamasse liikumise teejuhiks kui täpseteks rannikukirjeldusteks. Lendureid huvitasid pigem täpsed teadmised ranniku topograafiast, madalikute olemasolust, tuulte püsivusest ja sadamalinnade asukohast, mitte aga Maa pinna teaduslikust mõistmisest. Ilma kompassita laeva juhtimiseks, ilma laiuskraadide määramise vahenditeta (eriti kui pilved katsid taevast), jäi piloodil – olgu ta siis egiptlane, kreeklane, veneetslane või katalaan – vaid kaart joonistada! Tal oli vaja portolaani (itaalia keelest "portolano", see tähendab "portolaani juhendit"). Ehk siis nõuti juhendit, mis koondaks iidsetest aegadest navigatsioonispetsialistide kogutud infot rannikute, sadamate, tuulte, sügavuste ja hoovuste kohta, mille abil keskajal Vahemere sadamates kaubeldi.
Esimesed andmed Marin of Tire'i otseste merekaartide kohta pärinevad 2. sajandist eKr. e., kuigi üldiselt eksisteerisid kaardid juba iidsete polüneeslaste seas 5. sajandil eKr. e. ning need olid saari ja riffe kujutavatest taimedest kootud matid.
Selle perioodi kaardid erinesid vähe väga skemaatilistest plaanidest ja mida suuremad olid kujutatud territooriumid, seda vähem täpsed olid kaardid: Maa on ju ümmargune ja suuri alasid selle pinnast ei saa tasapinnal moonutusteta näidata!
Ühe lahenduse sellele probleemile leidis kaks tuhat aastat tagasi Eratosthenes (276–196 eKr), kes hakkas kaartide loomisel kasutama ruudukujulist võrdse kaugusega silindrilist projektsiooni. Muide, just Aleksandrias ja Aswanis päikese keskpäevast kõrgust jälgiv Erastophenes määras Maa raadiuse (6366,7 km) nii suure täpsusega, et inimesed imestavad selle üle siiani! Ja kaamel “toimis” mõõteriistana! Erastofen määras kahe punkti vahelise kauguse, arvutades välja keskmise sammude arvu, ja teades päikesevarju pikkuse erinevust, tegi lihtsad arvutused. Nüüd on see elementaarne geomeetriaülesanne kahe kolmnurga sarnasuse kohta, kuid tol ajal oli see ime.
Kaardi paremaks lugemiseks on vaja navigeerimisjuhendit. Loots (hollandi keelest loodsen - laeva juhtima) - juhend teatud basseinis ujumiseks. üksikasjalik kirjeldus selle navigeerimisfunktsioonid. Vanim säilinud purjetamisjuht on kreeklaste Skilakaste oma (VI sajand eKr), mis kirjeldas üksikasjalikult sadamatevahelisi vahemaid, nende varustust, ankrukohti, navigatsiooniohte...
Üldiselt üritasid inimesed juba ammu enne keskaegseid kosmograafe kujutada Maad maakera kujul. Sellised olid juba mainitud Eratosthenes ja Marinus Tüürosest, samuti Ptolemaios: nad joonistasid julgelt enda arvutuste põhjal kaarte. Kui Palla Strozzi tõi Konstantinoopolisse Ptolemaiose "Geograafia" täieliku koopia, sai selle ladina keelde tõlge, nagu tänapäeval öeldakse, üks tärkava trükitööstuse "enimmüüdud"! Ptolemaios oli Aleksandriast pärit kreeka õpetlane, kes elas umbes aastatel 90–160 pKr. Tänu kaupmeeste ja meremeeste küsitlusele ning iidsete rändurite kõigi aruannete lugemisele õnnestus tal joonistada maailma kaart koonilise projektsioonina paralleelide ja meridiaanidega, see tähendab kraadides arvutatud koordinaatide ruudustikuga, kus laiuskraade mõõdeti ekvaatorist ja pikkuskraade tol ajal teadaoleva maailma läänepoolseimast punktist. Osaliselt ekslik, paljudes kohtades väga ebatäpne “Geograafia” kujutas siiski endast käegakatsutavat etappi maailma matemaatilises mõistmises.
Kvadrant on primitiivne instrument tähtede kõrguse mõõtmiseks ja laiuskraadide määramiseks.
Nagu juba selgunud, tekkisid geograafilise laius- ja pikkuskraadi mõisted asukoha ühemõtteliseks määramiseks Maa pinnal esmakordselt Vana-Kreekas. Päevasel ajal (keskpäeval) määrati laiuskraad päikese varju pikkuse järgi, öösel - teatud tähtede kõrgus horisondi kohal. Tänapäeval omistatakse peopesa laius- ja pikkuskraadi kasutamisel Nikaia Hipparkhosele (umbes 190–125 eKr), kes pakkus välja meetodi erinevate punktide pikkuskraadi määramiseks, mõõtes vaatluse ajal kohalikku aega. kuuvarjutus. Lisaks leiutas Hipparkhos astrolabi (kreeka keeles astron - "täht" ja silt - "haaramine") - goniomeetrilise instrumendi, mis oli iidsetest aegadest kuni 18. sajandi alguseni kasutatav taevakehade asukoha määramiseks. Varem kasutati samadel eesmärkidel kvadranti.
Aastal 1342 kirjeldas matemaatik Levi Ben Gershon esmakordselt seadet, mida hiljem nimetati "Levi pulgaks". Seda nimetatakse ka ristkaareks, see oli lihtne, kuid geniaalne seade, mille abil sai mõõta päikese suhtelist kõrgust seniidis horisondi suhtes. Tänu Zacuto ja Visigno (1465) tabelitele, mida kasutati samaaegselt, oli võimalik määrata oma asukoht ühe või kahe laiuskraadi täpsusega.
Levi võlukepp on keskaegne tööriist asukoha laiuskraadi määramiseks.
Euroopa kartograafia areng kuni 16. sajandini peegeldab hiiglaslikku kollektiivne töö maailmast ettekujutuse kujundamiseks, ammutades teavet portolaanide toorest empirismist. Seega saavad meremehed vähehaaval võimaluse nautida kõiki Maa teaduslike teadmiste vilju. Kirjelduste asemel on isegi üsna täpsed, kuid alati mittetäielikud kaardid, mis võivad anda meie planeedist geomeetriliselt õige ettekujutuse. Kuid selleks oli vaja vabaneda mütologiseeritud teadvuse eelarvamustest ja samal ajal omandada mõned navigatsiooni- ja topograafilised vahendid.
Võib pidada üheks esimeseks navigatsiooni "instrumentideks". solarstein (tõlkes vanapõhja keelest - "päikesekivi"). Selle abil oli võimalik määrata päikese asukohta udu ilmaga. Seda mainitakse mitu korda iidsetes viikingite tekstides. Eeldatakse, et jutt käib Islandi päevakivi (kordieriidi) kristallist, millel olid magnetilised omadused.
Magnetismi fenomeni märkasid inimesed iidsetel aegadel. Magnetismi ajalugu on rikas tähelepanekute ja faktide, erinevate vaadete ja ideede poolest.
Tänapäeval arvatakse, et magnetilise rauamaagi omadusi kirjeldas esmakordselt Thales Mileetosest 6. sajandil eKr. e. Need olid puhtalt teoreetilised arvutused, mida katsed ei kinnitanud. Thales andis magneti omadustele arusaamatu selgituse, omistades sellele "animatsiooni". Sajand pärast teda selgitas Empedocles raua külgetõmmet magneti poolt mõne immateriaalse aine teatud “väljavooluga” sellest. Hiljem esitati sarnane seletus täpsemal kujul Lucretiuse raamatus "Asjade olemusest". Magnetnähtuste kohta oli väiteid ka Platoni teostes, kus ta kirjeldas neid poeetilises vormis. Hilisema aja teadlastel - Descartes'il, Huygensil ja Euleril - oli ideid magnetiliste toimingute olemuse kohta ja need ideed ei erinenud mõnes mõttes liiga antiikfilosoofide ideedest.
Magnetnähtusi on meresõidus kasutatud juba varakeskajast. 12. sajandi lõpus kirjeldati inglase Nekam ja prantslase Guio de Provence'i töödes esmakordselt lihtsaimat kompassi (prantsuse boussole) - seadet, mis võimaldab määrata magnetilist asimuuti meres. Kuigi Hiinas kasutati kompassi navigeerimiseks juba enne meie ajastut. Euroopas sai see laialt levinud alles 13. sajandil.
Esimene eksperimenteerija, kes magneteid uuris, oli Peter Peregrin Maricourtist (13. sajand). Ta tegi eksperimentaalselt kindlaks magnetpooluste olemasolu, erinevate pooluste külgetõmbamise ja sarnaste pooluste tõrjumise. Magnetit lõigates avastas ta, et üht poolust teisest pole võimalik eraldada. Ta nikerdas magnetilisest rauamaagist sferoidi ja püüdis katseliselt näidata analoogiat selle sferoidi ja maa magnetilises suhtes. Gilbert kordas seda kogemust hiljem (aastal 1600) veelgi selgemalt.
Esimesed kompassid, mis leiutati üksteisest sõltumatult Aasias ja Skandinaavias 11. sajandi paiku, jõudsid Euroopa Vahemere rannikule 12. sajandil ja kujutasid endast veega täidetud kestas hõljuvat tahvlit. Selle ühe otsa külge oli kinnitatud kalamiiditükk, looduslike magnetiliste omadustega kivi, mis imporditi Kreekast Magneesiast, kus see on väga levinud. Selline kompass töötas hästi ainult väikese õõtsumisega laeval.
A). Üks esimesi kompasse, milleks oli veega täidetud kestas hõljuv laud. Selle ühe otsa külge kinnitati lodekivi tükk;
b). Tavaline kompass, mis koosnes terasest magnetnõelast, mis pöörles väikese ümmarguse või nelinurkse kasti (itaalia keeles "bossola") keskel asuvas punktis, oli kõige levinum varajaste karavellite pardal.
V). Sagra koolis täiustatud noolega kompass ehk kuivkompass valmistati papist kettast, millele oli joonistatud kompassiroos. Kompassiroosi põhjapunkti alla kinnitati väike magnetiseeritud terasriba. See on täpsem tööriist õigel kursil hoidmiseks.
Kas portolaanides sisalduv teave oli seega usaldusväärne? Ma arvan, et see sõltus neile pandud ülesannetest. Need sobisid üsna hästi "kohalike" rakendusprobleemide lahendamiseks - punktist A punkti B jõudmiseks. Vahemerel navigeerimist uuriti üsna hästi, kuna seda toetasid pidevalt suured lootsikoolid, nagu Genua, Veneetsia või Lagos. Portolanid olid kogu maailma mõistmiseks täiesti sobimatud, ajasid teadlasi rohkem segadusse kui aitasid neid.
Alles 13. sajandi lõpust alates ilmnesid esimesed ookeaninavigatsioonikatsed, aga ka kompassi laialdasem kasutamine, et rannikualade topograafia on reaalselt kuvatud tasasel paberilehel, mis näitab tuult ja põhikoordinaate. .
Pärast 14. sajandit on portolaanidega sageli kaasas umbkaudsed piirjooned Vahemere rannikust ja Lääne-Euroopa Atlandi ookeani rannikust. Tasapisi hakkavad täpsemate portolanide ja jooniste koostamise töösse sekkuma ka ookeanireisidele väljuvad laevad.
Kuskil 15. sajandi alguses ilmusid tõelised navigatsioonikaardid. Need kujutavad endast juba piloodi jaoks täielikku teavet: näidatud on ranniku topograafia, kauguste loend, laius- ja pikkuskraadid, maamärgid, sadamate ja kohalike elanike nimed, tuuled, hoovused ja meresügavused.
Kaart, iidsete inimeste omandatud matemaatiliste teadmiste pärija, üha täpsem teave astronoomia kohta ja tuhandete aastate pikkune kogemus sadamast sadamasse navigeerimisel, muutub avastajate teadusliku mõtte üheks peamiseks viljaks: nüüdsest alates, pikkade reiside ajal on vaja koostada aruandeid, mis on vajalikud maailma teadmiste täielikuks kuvamiseks. Ja mis veel, ilmusid esimesed laevapalgid! Muidugi on merereise varemgi kirjeldatud, aga nüüd hakkab see juba tavapäraseks muutuma. Infante Henry oli esimene, kes kehtestas oma karavellite kaptenitele kohustusliku laevapäeviku. Kaptenid pidid iga päev üles kirjutama teavet kallaste kohta, näidates ära koordinaadid - see oli äärmiselt kasulik ülesanne usaldusväärsete kaartide koostamiseks.
Vaatamata soovile selgitada ja kontrollida, mis ajendas kuulsamaid kartograafe (Fra Mauro väitis 1457. aastal, et ei suutnud oma kaardile mahutada kogu kogutud teavet), ümbritsesid fantaasiad, legendid ja väljamõeldised mis tahes kartograafilist tööd. omamoodi “folkloorne” aura: enamikel kaartidel, mis pärinevad enne 17. sajandit, näeme, kuidas vähetuntud või ebapiisavalt uuritud piirkondade asemele ilmuvad iidsetest ja varakristlikest mütoloogiatest pärit erinevate koletiste kujutised.
Üsna sageli kasutas koostaja kaugemate nurkade elanikke kirjeldades spekulatsioone. Uuritud ja Euroopa kuningate võimu alla antud alad märgiti vapi ja lippudega. Suurejooneliselt maalitud hiiglaslikest kompassroosidest ei saanud aga kasu olla, kui need olid valesti orienteeritud või märgistatud vigastesse “rombide” joontesse (primitiivne orientatsioonisüsteem, mis eelnes meridiaanide ja paralleelide süsteemile). Sageli sai kartograafi tööst tõeline kunstiteos. Kuningate õuedes vaadati planisfääre kui lõuendit, nende taga oli näha pikki rännakuid ette võtnud meremehi, värisesid tekitasid koletised, läbitud vahemaad ja lummatud intrigeerivad nimed. Kulus kaua aega, enne kui dekoratiivse kaardi valmistamise komme andis teed tõeliselt kasulikule kartograafiale, millel puudus igasugune ilukirjandus.
See seletab umbusaldust, millega suured meresõitjad ja ennekõike Christopher Columbus suhtusid 15. sajandi maalitud kaartidesse. Enamik meremehi eelistas ookeani avarustel navigeerimiseks usaldada oma teadmisi tuulte, põhja topograafia, hoovuste ja taevasfääri vaatluste kohta või kalaparvede või linnuparvede liikumise jälgimist.
Kahtlemata sai inimkond 15. sajandil tänu Portugali meresõitjatele ja seejärel Kolumbuse reisile ja lõpuks Magellani ümbermaailmareisile 1522. aastal iidsete kreeklaste arvutusi praktikas katsetada. ja ideid Maa sfäärilisuse kohta. Paljud navigaatorid said nüüd praktikas konkreetseid teadmisi, mis näitavad meie planeedi sfäärilisust. Kaarjas horisondijoon, tähtede suhtelise kõrguse nihe, temperatuuri tõus ekvaatorile lähenedes, tähtkujude muutus lõunapoolkeral – kõik see tegi ilmseks tõe, mis oli vastuolus kristliku dogmaga: Maa on kera. ! Ei jäänud muud üle, kui mõõta vahemaad, mis Indiasse jõudmiseks tuli läbida avamerel, lõuna suunas, nagu portugallased tegid 1498. aastal, või lääne suunas, nagu Kolumbus ületamatuga kokku puutudes näis. takistus tema teel aastal 1492. mõlema Ameerika nägu.
Kolumbus oli hästi kursis tolleaegse kosmograafilise kirjandusega. Tema vend oli Lissabonis kartograaf ja ta ise püüdis olemasolevate atlaste, kaasaegsete ja iidsete kosmograafiakäsitluste põhjal ehitada maakera. Ta tegi aga, järgides Pierre Aillyt ja tema “Imago Mundit” (1410), Portugali ja Aasia vahelise kauguse hindamisel jämeda vea, alahinnates seda (on hüpotees, et ta tegi seda meelega). Siiski võttis ta kuulda väljapaistvate kartograafide nagu Toscanelli nõuandeid (kes uskus meretee läänes), Piccolomini ( tulevane isa Pius II) ja Martin Behaim (hilisem üsna täpse maakera autor).
Alates 1435. aastast võtsid Portugali ja Itaalia meremehed reegliks purjetada Aafrika rannikust kaugel, et vältida ohtlikke tsoone ja muutlikke tuuli. Rannikuala, mis on täis riffe ja madalikke, kujutas endast tõepoolest ilmset laevahuku ohtu.
Selline märkimisväärne kaugus rannikust, et see silmist kaob, eeldab aga suutlikkust navigeerida avamerel tasasel, üksluisel alal ilma tuletornideta, mida piirab ainult horisondi joon. Ja 15. sajandi meremeestel puudusid teoreetilised teadmised matemaatikast ja geomeetriast, mis on vajalikud nende asukoha täpseks määramiseks. Mis puutub mõõteriistadesse, siis nendega oli asi veel hullem. Kuni 16. ja 17. sajandini polnud ükski neist selles tõeliselt hea. Kuigi kaartidel neid pidevalt uuendati, oli olulisi lünki.
Et hinnata nende meremeeste erakordset julgust, kes valdasid lähedase ja seejärel kauge Atlandi ookeani, peame meeles pidama, milliste haletsusväärsete vahenditega nad avamerel oma asukoha määrasid. Loetelu saab olema lühike: 15. sajandi meremeestel, sealhulgas Christopher Columbusel, polnud praktiliselt midagi, mis aitaks neil lahendada iga pikale reisile mineva navigaatori kolm põhiülesannet: hoida kurssi, mõõta läbitud vahemaad, täpselt teada nende praegust asukohta.
15. sajandi meremehe käsutuses oli vaid primitiivne kompass (erinevates variatsioonides), toores liivakell, vigadega kaardid, tähtede ligikaudsed deklinatsioonitabelid ja enamasti ekslikud ettekujutused meresuuruse ja kuju kohta. Maa! Neil päevil muutus igasugune ekspeditsioon üle ookeani ohtlikuks seikluseks, millel olid sageli saatuslikud tagajärjed.
1569. aastal koostas Mercator esimese kaardi konformses silindrilises projektsioonis ja hollandlane Luca Wagener tutvustas atlast. See oli suur samm navigatsiooni- ja kartograafiateaduses, sest ka tänapäeval, kahekümne esimesel sajandil, koostatakse tänapäevased merekaardid atlasteks ja tehakse Mercatori projektsioonis!
1530. aastal pakkus Hollandi astronoom Gemma Frisius (1508-1555) oma töös "Astronoomilise kosmograafia põhimõtted" välja meetodi pikkuskraadi määramiseks kronomeetri abil, kuid piisavalt täpsete ja kompaktsete kellade puudumine muutis selle meetodi puhtteoreetiliseks. kaua aega. Seda meetodit nimetati kronomeetriliseks. Miks jäi meetod teoreetiliseks, kuna kellad ilmusid palju varem?
Fakt on see, et nendel päevadel võisid kellad harva pidevalt 24 tundi töötada ja nende täpsus ei ületanud 12–15 minutit päevas. Ja tolleaegsed kellamehhanismid ei olnud kohandatud töötama mere liikumise, kõrge õhuniiskuse ja äkiliste temperatuurimuutuste tingimustes. Muidugi kasutati meresõidupraktikas pikka aega lisaks mehaanilistele ka liivakella ja päikesekella, kuid päikesekella täpsus ja kella “keeramise” aeg olid kronomeetrilise pikkuskraadi määramise meetodi rakendamiseks täiesti ebapiisavad.
Tänapäeval arvatakse, et esimesed täpsed kellad pani 1735. aastal kokku inglane John Harrison (1693-1776). Nende täpsus oli 4–6 sekundit päevas! Sel ajal oli see lihtsalt fantastiline täpsus! Veelgi enam, kell kohandati merereisideks!
Esivanemad uskusid naiivselt, et Maa pöörleb ühtlaselt, Kuu tabelites esines ebatäpsusi, kvadrandid ja astrolabid tõid sisse omad vead, nii et lõplikud vead koordinaatide arvutustes ulatusid kuni 2,5 kraadini, mis on umbes 150 meremiili, s.o peaaegu 250 km!
1731. aastal täiustas inglise optik John Hadley astrolabi. Uus seade, mida nimetatakse oktandiks, võimaldas lahendada liikuval laeval laiuskraadi mõõtmise probleemi, kuna nüüd võimaldasid kaks peeglit korraga näha nii horisondi joont kui ka päikest. Kuid oktant ei saanud astrolabi au: aasta varem oli Hadley konstrueerinud sekstandi – seadme, mis võimaldas väga suure täpsusega mõõta laeva asukohta.
Sekstandi, st peeglites objekti kahekordse peegelduse printsiipi kasutava seadme põhilise disaini töötas välja Newton, kuid see ununes ja alles 1730. aastal leiutas Hadley selle uuesti Newtonist sõltumatult.
Mere sekstant koosneb kahest peeglist: indekspeeglist ja fikseeritud poolläbipaistvast horisondipeeglist. Valgusti (tähe või planeedi) valgus langeb teisaldatavale peeglile ja peegeldub horisondipeeglile, millel on korraga näha nii valgusti kui ka horisont. Indekspeegli kaldenurk on valgusti kõrgus.
Kuna see sait räägib ajaloost, mitte navigeerimisest, ei hakka ma erinevate navigatsiooniriistade üksikasjadesse ja omadustesse laskuma, vaid tahan öelda paar sõna veel kahe instrumendi kohta. Need on lot (lotlin) ja lag (laglin).
Kokkuvõtteks tahaksin põgusalt peatuda mõnel arenguloo ajaloolisel daatumil navigeerimine Venemaal.
Aasta tuhat seitsesada üks on riigisiseses navigatsioonis võib-olla kõige olulisem kuupäev, kuna sel aastal andis keiser Peeter I välja määruse "Matemaatika- ja navigatsiooniteaduste, see tähendab merendus- ja kavalate õpetamisteaduste loomise kohta". esimese kodumaise navigatsioonikooli sünd.
Kaks aastat hiljem, 1703. aastal, koostas selle kooli õpetaja Magnitski õpiku “Aritmeetika”. Raamatu kolmas osa kannab pealkirja “Üldiselt maistest mõõtmetest ja sellest, mis samuti navigatsiooni juurde kuulub”.
1715. aastal muudeti vanem kool mereväeakadeemiaks.
1725. aasta on Peterburi Teaduste Akadeemia sünniaasta, kus õpetasid sellised teaduse tipptegijad nagu Leonhard Euler, Daniil Bernoulli, Mihhail Lomonosov (1711-1765). Näiteks olid Euleri astronoomilised vaatlused ja planeetide liikumise matemaatiline kirjeldus need, mis olid aluseks ülitäpsetele Kuutabelitele pikkuskraadide määramiseks. Bernoulli hüdrodünaamilised uuringud võimaldasid luua täiuslikke palke laeva kiiruse täpseks mõõtmiseks. Lomonossovi töö käsitles mitmete uute navigatsiooniriistade loomist, mille prototüübid on kasutusel tänaseni: kursiplotterid, salvestid, palgid, inklinomeetrid, baromeetrid, binoklid...
Laeva asukoha määramine
Räägime mitmest lihtsast, kuid väga vajalikust viisist jahi asukoha määramiseks merel. Ülesanne on lihtne, kuid teie ohutuse tagamiseks äärmiselt oluline. Selle võib jagada kaheks juhtumiks:
1. Purjetate jahti teie kaardile märgitud kallaste ja navigatsioonimärkide nägemisulatuses.
2. Purjetate jahiga avamerel orientiiride puudumisel.
Muide, kui kurss toimub ranniku lähedal, kuid piiratud nähtavuse tingimustes (näiteks öösel või tihedas udus), on asukoha määramise meetod tõenäoliselt seotud teise juhtumiga.
Niisiis, teeme rannareisi ja jaht ei kaota silmist maad (ega navigatsiooniolukorra märke). Meie jaoks on oluline, et oma asukoha määramise hetkel näeksime vajalikku arvu maamärke, mida suudame kaardil tuvastada.
Ja on veel üks teema, mida tuleb arutada. Elame 21. sajandil ja elektrooniliste navigatsioonivahendite areng on jõudnud fantastilistele kõrgustele. Ja kui loota ainult elektroonikale, pole navigeerimine keerulisem arvutimäng– peate lugema ainult seadmega kaasasolevaid juhiseid.
Kuid pöörake tähelepanu ühele asjaolule: mis tahes riigi seaduste kohaselt peavad kõik merele minevad laevad – kaubanduslikud, sõjalised ja sportlikud, purje- ja mootorlaevad – omama täielikku traditsiooniliste navigatsioonivahendite komplekti: paberkaartide komplekti. , paigaldustööriist, sekstant, purjetamisjuhised jne. Navigaatorid, kiprid ja kaptenid peavad iga meresõidu ajal navigeerima traditsioonilistel kaartidel. Pean ütlema, et olen selle tellimusega täiesti nõus. Tuleb mõista, et meri on inimesele vaenulik element ja ta on sellega üksi.
Kas tõesti on võimalik tingimusteta usaldada pardal viibivate inimeste elu, jahi elu ja saatus väikese elektroonilise täidisega plastkarbi kätte?! Mereõhk on väga agressiivne keskkond, mis varem või hiljem kahjustab õrna mikroelektroonikat; varem või hiljem unustate selle jaoks varuakude komplekti kaasa võtta; sisse GPS võib esineda merepihustust ja vihma; välk võib tabada masti ja hävitada kogu elektroonika - töökindlusteooria järgi võib ju iga seade ise üles öelda - mida siis teha?
Elu on näidanud, et teadmised navigatsioonist ja stabiilsed oskused laevajuhtimises traditsioonilised meetodid lihtsalt vajalik igale inimesele, kes läheb merele navigaatori, kipri või kaptenina.
Seetõttu liigume edasi laeva asukoha määramise meetodite juurde traditsiooniliste meetoditega.
1. Arvestus või Dead Reconning
Kujutage ette, et jaht sõidab avamerel ja seal pole ühtegi nähtavat maamärki. Meetodi põhimõtte mõistmiseks oletame, et kell 10.00 oli meie jaht punktis A, mille me kaardile kandsime. Jahi kiirus on 7 sõlme (loeme laeva logist), tegelik kurs on 045ºT (lugesime reisikompassist ja arvestasime magnetilist deklinatsiooni). Tahame kindlaks teha, kus jaht kell 11.30 on. Loomulikult sõidab jaht vastavalt meie ülesande tingimustele 10.00-11.30 kurssi muutmata (045ºT) ( vaata joon. 1), konstantsel kiirusel (7 knt). Läbitud vahemaa arvutatakse elementaarvalemi abil:
D = S X t, Kus
D– läbitud vahemaa miilides;
S– paadi kiirus sõlmedes;
t- aeg tundides.
D = 7knt x 1,5 = 10,5 n.m.
Riis. 2
Lihtsamal juhul on see meie jahi arvutuslik asukoht (tähistatud + märgi ja tähtedega D.R. ajatempliga).
Riis. 3
Kuid seda meetodit saab kasutada juhul, kui jahi eelmised koordinaadid on täpselt teada ( parandada), selle kiirus ja kurss ning tuule ja hoovustega ei kaasne triivi.
2.Eeldatav positsioon (EP)
Kui hoovuse suund ja kiirus on teada, saame lihtsa graafilise meetodi abil jahi asukoha kaardile kanda. Oletame, et DR-i arvutamisel sammus 1 ( vaata joon. 4) saime loodete hoovuste atlasest teada, et kell 10.00-11.30 oli purjetamisalal hoovus kiirusega 3 sõlme ja suunaga 110ºT. Pidage meeles, et erinevalt tuulest, mis puhub alati "määratud suunast", voolab vool alati määratud suunas.
Riis. 4
Niisiis, kasutades koolifüüsika kursusest tuntud liikumiste sõltumatuse põhimõtet (see ütleb, et keha mis tahes liikumist saab esitada lihtsate lineaarsete nihete vektorsummana), alates punktist. D.R. 11.30 paneme plotteri abil kõrvale suuna 110ºT ( vaata joon. 5). Pange tähele, et vooluvektor on tähistatud täpselt nagu joonisel.
Riis. 5
Seejärel arvutame vektori pikkuse, jahi liikumisaja: 1,5 tundi = 90 min, voolukiirus - 3 sõlme ( knts). See tähendab, et liikumise ajal 10.00-11.30 nihkus jaht hoovuse mõjul 110ºT suunas: 3 sõlme x 1,5 tundi = 4,5 meremiili. Arvestiga lõigule eraldasime 4,5 n.m. ja saame punkti E.P. 11.30 (standardsümbol) ( vaata joon. 6). See on meie jahi arvutuslik asukoht kell 11.30, mis alates 10.00 punktist A liikus kursil 045ºT kiirusega 7 knt voolu mõjul, mille suund on 110ºT ja kiirus 3 knt. Punktist EP 11.30 peame tegema edasise rajajoonistuse. Täitsime ka ülesande – teame, kus jaht asub.
Riis. 6
3.PARANDA
Laeva konkreetset asukohta antud ajahetkel näitab ingliskeelne termin PARANDA. Selle defineerimiseks on palju viise. Vaatleme kõige laialdasemalt kasutatavat ja üldist meetodit: leidmine FIX-A kahel või enamal kompassi laagril (soovitavalt kolmel).
Oletame, et meie jaht suundub 0ºE (360º) kiirusega 7 sõlmed. Möödad ranniku lõigust, kus on selgelt ja selgelt näha tuletorn A, tuletorn IN ja väike saar KOOS. Kell on 10.15 ja viimane E.P. määrati kell 9.30 ( vaata joon. 7).
Riis. 7
Piirkonna kaardi poole pöördudes peate valitud maamärgid täiesti täpselt tuvastama A, B Ja KOOS nende kujutisega kaardil. (Kõik navigatsioonikaardil näidatud maismaaobjektid on merelt selgelt nähtavad (päev ja öö) ja neid saab kasutada navigeerimiseks.) Kaardid näitavad alati tuletornid, veetornid, kõrged, eraldiseisvad hooned, raadiotornid jne, mis on nähtavad meri.
Kasutades käeshoitavat suunamõõtja kompassi, viige valitud maamärkideni magnetlaagrid A, B Ja KOOS (vaata joon. 8). Me mõistame, et magnetilise laagri joonistamiseks kaardile peame selle teisendama tõeliseks laagriks, kasutades magnetilise deklinatsiooni korrektsiooni.
Riis. 8
Tuletagem meelde reeglit: liikudes magnetlaagrilt tõelisele, lahutatakse lääne deklinatsioon ja liidetakse idasuunaline deklinatsioon.
Oletame, et pärast viisime laagrid ükshaaval tuletorni A, tuletorn IN ja saare ja arvutades need ümber tõelisteks suundadeks, saime järgmised väärtused:
Tõeline suund tuletornile A– 045ºT
Tõeline suund tuletornile IN– 90ºT
Tõeline suund saarele KOOS– 135ºT
Kasutades plotterit, joonistame need tõelised laagrid meie objektide põhjal A, B, C, nagu näidatud riis. 9.
Riis. 9
Nagu näeme, ei ristunud laagrid ühes punktis, vaid moodustasid omamoodi kolmnurga ( müts). See juhtus väikeste vigade tõttu laagrite võtmisel. Aga võib öelda, et jaht on 10.15 kuskil selle kolmnurga sees. Meie eesmärkidel on selline täpsus täiesti piisav - leidsime PARANDA. Pidage meeles mõnda reeglit, mida peate selle saavutamiseks järgima PARANDA teie jaht oli võimalikult täpne:
1. vali lähimad, paremini nähtavad objektid, kuhu laagrid võtta;
2. püüdke tagada, et objektidevahelised nurgad ei oleks liiga teravad ega liiga nürid (optimaalsed nurgad on vahemikus 30–110º);
3. võtta laagreid võimalikult täpselt;
4. kui jahi kiirus on suur (näiteks mootorjaht), siis proovi võtta laagrid võimalikult lühikese aja jooksul, et vähendada selle aja jooksul jahi liikumisest tekkivat viga.
Muidugi on määramiseks palju rohkem võimalusi PARANDA nt radari kasutamine, sihtobjektide kasutamine, sekstandiga mõõdetud objektide kõrgused, astronoomilised meetodid jne. Need meetodid ei kuulu meie mannekeenide kursuse ulatusse.
Võib-olla on vaja kõige rohkem mainida lihtsal viisil võttes PARANDA kasutades GPS– sinu oma GPS see näitab teile lihtsalt laeva koordinaate – pange need õigesti kaardile ja määrake kellaaeg.
Mannekeenide navigeerimine. (4. õppetund)
Päästekruiisi laager
Üks väga kogenud purjetaja rääkis mulle kunagi, et aastaid tagasi sattus ta väikesel jahil Vahemerel viis päeva kestnud tormi kätte. Jahi elektriseadmed ütlesid teisel tormipäeval pikselöögi, taskuaku tõttu üles GPS nad ammendasid oma ressursi veidi hiljem, taevas oli pilves, nii et taevase navigatsiooni abil polnud võimalust midagi parandada ja kuidas saab kasutada sekstanti väikesel jahil (32 jalga), mille lainekõrgus on 5-6 meetrit ?! Viis päeva ja ööd möllas 8-9 tuul ja muutis mitu korda suunda ning jahi asukoha kohta sai kindlalt väita, et see asus kuskil Vahemeres.
Ja viiendal õhtul märkas kipper läbi vihma ja lainete pritsmete sädelevat punast tuld. Märganud tulekahju perioodi, tuvastas kapten tulede kataloogi abil tuletorni ja seejärel, hoolimata tugevatest lainetest, määras kruiisilaagri meetodil oma asukoha ühe meremiili täpsusega!
Seega on meil ainult üks nähtav objekt, mida saame kaardil usaldusväärselt tuvastada. Meie nähtavuse piires näiteks üks tuletorn või navigatsiooniolukorra märk või väike saar, neem, kivi, raadiomast.
Sel juhul saame jahi asukoha määramiseks kasutada meetodit nimega running fix ehk cruise bearing. Meetod põhineb sellel, et võtame ühele objektile eri aegadel kaks laagrit. Vajalik tingimus Selle meetodi rakendamine seisneb jahi kiiruse ja kursi säilitamises vähemalt aja jooksul, mis jääb esimese ja teise laagrisse antud objektile viimise vahele.
Vaatame, kuidas see praktikas välja näeb. Oletame, et meie jaht on kursil 080°T kiirusega 8 sõlme. Me näeme kivi selgelt ja selgelt ( kivi), märgitud meie kaardil. Suunaotsija kompassi kasutamine ( käsitsi kandev kompass) kell 0900 võtame selle kalju suuna ja, võttes arvesse magnetilist deklinatsiooni, arvutame selle ümber tõeseks ja joonistame selle kaardile. Pange tähele, et me kanname kurssi (080°T) kaardile suvalises kohas, kuna me ei tea veel, kus jaht asub.
Oletame, et esimene laager, mille võtsime kell 0900, on 45 °M. Määrame magnetiliseks deklinatsiooniks 07°30"W. Arvutame magnetilise laagri ümber tõeliseks: 045°M - 07°30"W = 37°30"T. Paneme selle kaardile. Jätkame kõndimist , ütleme, 30 minutit, püüdes hoida seda võimalikult täpselt kursis 080°T ja hoida kiirust 8 sõlme Kell 0930 võtame teise laagri selle kivi juurde. Arvutame selle ümber õige: 015° - 07°30"= 07°30"T ja pane see kaardile - vaata joonist 1.
Riis. 1
30 minutiga (aeg esimese ja teise laagri võtmise vahel) läbis meie jaht 80°T kursiga 4 meremiili. Kursijoonel selle lõikepunktist esimese suunaga joonistame läbitud vahemaa (4 meremiili). Sellesse punkti viime esimese laagri endaga paralleelselt. Kell 0930 võetud laagri ja ülekantud laagri ristumispunkt on meie jahi asukoht 0930 ehk RF 0930 ( jooksev parandus), --vaata joon. 2 Ja riis. 3.
Riis. 2
Riis. 3
Selle meetodi täpsus sõltub sellest, kui täpselt suudate hoida oma kursi, kiirust ja muidugi sellest, kui täpselt te võtate kaks laagrit. Suhteliselt vaikses vees ja hästi kalibreeritud palgiga saab selle meetodi abil fikseerida peaaegu täpselt GPS.
Teisest küljest on oluline valida kõige tulusam tee ja sellest kinni pidada, jälgides pidevalt oma asukohta. Siin aitab inimesi navigeerimine.
Muistsed meremehed püüdsid purjetada ranniku lähedal ja määrasid laeva asukoha rannikumärkide järgi. Vaprad foiniiklased ja viikingid, kes purjetavad rannikust kaugel, päikese ja tähtede saatel. 11. sajandil ilmus kompass, kuid kõrgetel laiuskraadidel olev magnetnõel ei osutanud mitte geograafilisele põhjapoolusele, vaid magnetpoolusele, mis ei langenud kokku põhjapoolusega. See tähendab, et mida kõrgematel laiuskraadidel laevad sõitsid, seda suurem on viga kompassi näitudes. Kompass polnud kaugeltki universaalne orienteerumisvahend. 16. sajandi keskel. silmapaistev flaami kartograaf G. Mercator arvutas välja magnetpooluse koordinaadid ja tegi ettepaneku uus põhimõte kaartide koostamine konformses silindrilises projektsioonis. Sellest ajast alates on selles projektsioonis koostatud kõik merekaardid.
Praegu määratakse laeva liikumise suund magnetkompassi (võttes arvesse magnetilist deklinatsiooni) või gürokompassi abil. Gürokompass on konstrueeritud tipu põhimõttel ja seda pöörleb mootor sagedusega 300 000 pööret minutis. Nagu igal tipul, on ka sellel omadus säilitada ruumis etteantud teljeasend, näiteks suund põhjast lõunasse.
Kui laev on avamerel, kantakse selle kurss ja läbitud vahemaa pidevalt kaardile. Sellist vahetuskursi arvestamist nimetatakse noteerimiseks ja vahetuskurssi loetavaks. Navigaatori töö tulemust nimetatakse plottinguks (laeva kurss kaardil).
Ainult kalda lähedal, kasutades tuletorni või suunamõõtjat (seade nurksuundade määramiseks välistele orientiiridele: ranniku- või ujuvobjektid, taevakehad jne), saab navigaator täpselt nimetada laeva koordinaate. See määrab suuna kahele orientiirile, mille asukoht on kaardilt teada. Nendest orientiiridest joonistatakse kaardil jooned ja nende ristumispunktiks saab laeva asukoht merel.
Kaldast eemal kasutab navigaator navigatsiooniriistu. Laeva kiirust ja läbitud vahemaad mõõdetakse logi abil. Palgid võivad olla hüdrodünaamilised või hüdrostaatilised. Hüdrodünaamiline palk on vurr (kruvi), mis tõmmatakse laeva ahtri taha kaabli külge. Tavaliselt on palk ühendatud anuma põhja paigaldatud pöörete loenduriga. Mida kiiremini laev liigub, seda kiiremini logi pöörleb ja loendur näitab suuremat pöörete arvu ning selle sihverplaadil on näidatud laeva kiiruse väärtus.
Hüdrostaatiline palk neelab veesurve jõu. Otsast painutatud toru lastakse vette. Toru ava on suunatud ettepoole. Laevale voolav veevool tekitab survet. Mida suurem on kiirus, seda suurem on rõhk. Rõhu väärtus määrab laeva kiiruse.
Laeva kiiruse mõõtmine sõlmedes hõlmab esimese lihtsa palgi kasutamist, mis on sarnane ujukiga. Ta visati laevalt sõlmedega osadeks jagatud köiele. Poole minutiga laevalt “välja jooksnud” sõlmede arv vastas laeva poolt tunnis läbitud meremiilide (1111,852 km) arvule.
Samas ei anna logi aluse kiirusest väga täpset ettekujutust, sest ei saa arvesse võtta hoovuste kiirust ja suunda, tuult ning aluse triivi mõjutavaid tegureid. Madrused ei vaja mitte arvestatavat, vaid laeva tegelikku kursi, mistõttu korrigeeritakse arvestuslikku kursi astronoomiliste vaatlustega, kasutades sekstanti (või sekstanti) – goniomeetrilist peegel-peegeldavat instrumenti taevakehade kõrguste mõõtmiseks horisondi kohal või kaldal nähtavate objektide vahelised nurgad. Sekstandi ehitus on järgmine: teleskoop ja kaks peeglit (taevakeha valguskiiri peegeldamiseks) on kinnitatud pronkssektori külge, mis moodustab ligikaudu 1/6 ringist (seadme nimi pärineb ladina sõna sextantis - "kuues"). Nurgamõõtmiseks on sektoris jaotused - kraadid ja minutid.
Laeva või lennuki asukoha määramisel päikese või tähtede järgi mõõdetakse tavaliselt sekstandi abil mitme taevakeha kõrgust nähtava horisondi kohal. Seejärel tehakse saadud tulemusele mitmeid parandusi, võttes arvesse näiteks nähtava horisondi langetamist jne. Ja lõpuks määratakse numbriliste koordinaatide parandused (enamasti graafiliselt), kasutades merendusvalemeid. ja lennuastronoomia.
Raadiotehnoloogia arenedes tuli raadioside laevanavigatsioonile appi. Raadiomajakad, mille asukoht on täpselt teada, saadavad pidevalt raadiosignaale. Neid võtab vastu laeva raadiosuunamõõtja – spetsiaalne raadiovastuvõtja, mille abil määratakse laager – nurk meridiaani, millel laev asub, ja suuna vahel raadiolainete allikale. Laeva asukoha määramisel võetakse arvesse kahe raadiojaama (raadiomajaka) suunda.
Navigeerimise huvides kasutatakse ka radarit (vt Radar), mis võimaldab pimedas ja udus “näha”, määrata kaugust ja suunda kaldani või laevani, millega on vaja merel hajuda.
Aluse asukoha saab määrata ka kaardil näidatud põhja topograafia järgi. Selleks kasutatakse ultraheliseadet - kajaloodi (vt Akustika, akustikatehnoloogia). Mõõtes aega, mis kulub ultraheliimpulsi merepõhja ja tagasi liikumiseks, määrab seade sügavuse ja automaatsalvesti joonistab sügavuskõvera – põhja topograafia. Navigaator võrdleb kaardil olevat pilti kajaloodi näitudega.
Navigatsioonitehnoloogial on lennunduses oluline roll, mis aitab lennukeid juhtida. Piloodi ees armatuurlaual on paljude erinevate instrumentide seas navigatsiooniinstrumendid. See on kõrgusemõõtja, mille konstruktsioon põhineb samadel põhimõtetel nagu rõhumuutustele reageeriv baromeeter. Rõhk väheneb koos kõrgusega ja navigaator võrdleb rõhku maapinnale kõrgusmõõdiku näitudega. Nii saate teada ligikaudse lennukõrguse. Tegeliku lennukõrguse määrab raadiokõrgusemõõtja – väike radar. See saadab raadioimpulsse maapinnale ja võtab need tagasi. Raadiolaine kiirus on teada - 300 000 km/s ning lennukõrguse määrab seade aja järgi saatmise hetkest kuni impulsi tagasitulekuni. Kiirusmõõtur kõrgusel on manomeetriks, mis mõõdab vastutuleva õhuvoolu rõhku. Kõrguse tõustes see väheneb ja seade näitab madalamat kiirust. Kuid õhukiiruse näidik võtab seda muutust automaatselt arvesse ja selle tulemusena näitab selle nõel tegelikule kiirusele. Lennusuunda saab hinnata gürokompassi näitude järgi.
Laadimine...