Не сбиться с курса. История развития и технологии современных компасов
Одно из четырех великих китайских изобретений: компасы, которые изобрели еще в III веке до нашей эры сегодня – сложные и высокоточные устройства. Часто их связывают с развитием мореплавания: действительно, прибор для определения сторон света сыграл решающую роль в путешествиях по морям и океанам, хотя исследователи склоняются к тому, что первые компасы использовали для ориентации в пустынях.
Фото: fotoskala.ru
Первые компасы выглядели как разливательные ложки из магнетита с шарообразной «чашкой» и тонким легким черенком. Выпуклую часть устанавливали на тщательно отполированную пластину так, чтобы черенок оставался в воздухе. При этом ложка свободно вращалась вокруг свой оси – после того, как устройство раскручивали, оно останавливалось так, что черенок всегда указывал на юг.
Позже, в XII – XIII веках, появилась плавающая стрелка компаса.
Намагниченную иголку укрепляли на пробке и опускали в сосуд с водой. В отличие от первых устройств, намагниченный указатель не терся о поверхность, а значит и повысилась точность приборов.
Древнекитайский прообраз компаса
Фото: anashina.com
Устройство усовершенствовал итальянец Флавио Джойя. Он привел его практически к тому виду, в котором компасы известны сегодня: магнитную стрелку он насадил на шпильку, чтобы не было необходимости опускать ее в воду. И прикрепил размеченный на 16 секторов диск. В XVI веке картушку разделили уже на 32 сектора, а устройство со стрелкой начали помещать в кардановом подвесе, чтобы устранить влияние корабельной качки на точность прибора.
Классический вид
Компас Адрианова
Фото: spec-voentorg.ru
Белая шкала градусов в корпусе под стеклом, фосфоресцирующие метки на указаниях сторон света и магнитной стрелке, фиксатор – арретир, чтобы стрелку фиксировать.
Сегодня магнитные компасы в разы точнее предшественников и различаются в зависимости от задач, для которых их используют. Жидкостной компас, предшественником которого и была намагниченная иголка в сосуде с водой – тоже разновидность магнитного компаса. При этом, отчасти превосходящая конструкции на жесткой основе. Привычная магнитная стрелка запаяна в герметичную колбу с незамерзающей смесью. Вязкая жидкость быстрее останавливает стрелку и уменьшает ее колебания и вибрации. Часто такие компасы используют спортсмены.
Сложнее туристических аналогов устроены геологические или горные компасы. Вдобавок к классической шкале, в геологических компасах установлен клинометр – устройство для измерения вертикальных углов. А круговая шкала градусов, в отличие от классических аналогов, размечена не по, а против часовой стрелки.
Гирокомпас
Гирокомпасы точнее приборов с намагниченной стрелкой. Часто их устанавливают на судах для определения курса и азимута и используют в ракетной технике. Гирокомпасы указывают не на магнитный полюс, который является условной точкой, в которой магнитное поле Земли направлено под углом 90° к поверхности, а на истинный географический: точку, через которую проходит ось вращения Земли. Кроме того на точность гироскопических компасов не влияют намагниченные части судна.
Гироскоп способен реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором он установлен. Это свойство и используется в конструкции гирокомпаса. Вращающийся ротор, установленный в кардановом подвесе, способен свободно ориентироваться в пространстве.
В современных устройствах кардановый подвес заменяют камерами, которые снижают сопротивление при вращении гироскопа. Например, это герметичные сферы, заполненные водородом, в которых соприкосновение камеры с дном сосуда и крышкой регулируют с помощью водной струи.
Минусом гирокомпасов называют сложность устройства, а также определенную инерционность. То есть при резких маневрах судна гирокомпасу требуется время, чтобы восстановить показания.
Гирокомпас
Фото: kazagrandy.livejournal.com
Электронный и электромагнитный спутниковый
Спутниковый компас состоит из двух или трех антенн для приема сигналов спутниковой системы. На экран может выводиться информация о курсе и позиции судна относительно дна, скорость и координаты.
При этом спутниковые компасы быстро предоставляют информацию после включения, в отличие от магнитных и гироскопических приборов им не нужно время на остановку инерции.
Спутниковые компасы определяют курс с точностью до десятых градуса, вне зависимости от качки на судне или маневров.
По материалам из открытых источников
Фото на главной странице: fotoskala.ru и kirasir74.ru
Кто придумал компас?. Кто есть кто в мире открытий и изобретений
Кто придумал компас?. Кто есть кто в мире открытий и изобретенийВикиЧтение
Кто есть кто в мире открытий и изобретений
Ситников Виталий Павлович
Содержание
Кто придумал компас?
Самая простая форма компаса – это магнитная стрелка, укрепленная на стержне так, чтобы она могла свободно вращаться во все стороны. Стрелка такого примитивного компаса указывает на «север», под которым имеется в виду Северный магнитный полюс Земли.
Поскольку местоположение его известно, все точки на земле, на суше и воде, наносятся на карту в соответствии с ним. Таким образом, компас может быть путеводителем для путешественника повсюду на Земле.
Никто не знает, как и когда было впервые обнаружено, что намагниченная железная стрелка, свободно вращающаяся по кругу, всегда показывает северное направление. Одно время считалось, что это открытие сделали китайцы около 4500 лет тому назад, но сейчас эта версия подвергается сомнению. В любом случае китайцы были среди самых первых людей, знавших принцип компаса.
Арабские купцы от них узнали о компасе и познакомили с ним Европу. Точно известно, что в течение XII века компас стал уже хорошо известен в Европе. Вероятно, самый ранний тип компаса состоял из намагниченной стрелки, вдетой в деревянную планку и плавающей в чаше с водой.
Следующим этапом было использование иглы, надетой на ось, торчащую со дна чаши.
Целью первых компасов было определение только направления север – юг, и чашу поворачивали так, что северный конец стрелки находился над обозначением севера, нанесенным на чашу.
В более поздних приборах к самой стрелке стали прикреплять карточку со всеми нанесенными частями света.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Кто придумал компас?
Кто придумал компас? Самая простая форма компаса — это магнитная стрелка, укрепленная на стержне так, чтобы она могла свободно вращаться во все стороны. Стрелка такого так называемого компаса указывает на «север», под которым имеется в виду Северный магнитный полюс
21. КОМПАС
21. КОМПАС Компас, как и бумагу, еще в глубокой древности изобрели китайцы. В III веке до Р.Х. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса: он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно
31.
Золотой компас указывает на юг (цзинжэнь жинан)31. Золотой компас указывает на юг (цзинжэнь жинан) Компас — это прибор, указывающий правильное направление. Данная позиция указывает способ правильного завершения формы; в то же время это важная часть практики.31.1. Сомкнутые рукиПоследовательность движенийСогните локти,
Морской компас
Морской компас Морской компас работает по тому же принципу, что и обычный туристический, где стрелка всегда становится по линии север-юг.Главное различие между этими двумя компасами состоит в том, что в морском компасе есть несколько стрелок, прикрепленных к картушке
Какому кораблю принадлежали корма, киль, паруса и компас, ставшие одноименными созвездиями?
Какому кораблю принадлежали корма, киль, паруса и компас, ставшие одноименными созвездиями?
Созвездия Корма, Киль, Паруса и Компас образовались в XVIII столетии в результате «расчленения» аббатом Лакайлем созвездия Корабля Арго.
Профессиональное чтение как источник и компас вашего творчества
Профессиональное чтение как источник и компас вашего творчества Если хотите быть писателем, вам прежде всего нужно делать две вещи: много читать и много писать. Каждая взятая вами в руки книга дает свой урок или уроки, и очень часто плохая книга может научить большему,
Какому кораблю принадлежали корма, киль, паруса и компас, ставшие одноименными созвездиями?
Какому кораблю принадлежали корма, киль, паруса и компас, ставшие одноименными созвездиями? Созвездия Корма, Киль, Паруса и Компас образовались в XVIII столетии в результате «расчленения» аббатом Лакайлем созвездия Корабля Арго. Описанное еще Клавдием Птолемеем в 150 году
Как сделать компас своими руками
Любой здравомыслящий джентльмен дважды проверит и перепроверит свой походный инвентарь, чтобы убедиться, что он взял все карты, которые только могут ему понадобиться, а также компас для ориентации наКто изобрел компас? — Журнал ЛИДАР
Фред Родер, LS03.21.2009
Приписывание изобретения какому-либо конкретному лицу имеет свои подводные камни. Большинство, если не все изобретения в той или иной степени основаны на работе, уже проделанной кем-то другим. Затем возникает вопрос, что является действительно новой идеей, а что является лишь усовершенствованием того, что уже известно о существовании. Когда дело доходит до присвоения древних изобретений, возникает дополнительная трудность определения того, когда что-то было впервые использовано. У нас есть доступ только к небольшой части книг и записей, которые когда-либо были написаны, и часто это случайное упоминание или, возможно, старая картина или гравюра на дереве, которые свидетельствуют о существовании предмета.
Так и с магнитным компасом.
В итальянском порту Амальфи, примерно в двадцати пяти милях к юго-востоку от Неаполя, стоит памятник Флавио Джоя, который в 1302 году изобрел компас. По крайней мере, так написано на его статуе, и неважно, что историки не нашли доказательств того, что такой человек когда-либо существовал. Не говоря уже о том, что столетием ранее английский монах-августинец по имени Александр Неккам (1157–1217) написал книгу, которую он назвал De naturis rerum, в которой он упомянул, что моряки использовали магнитную стрелку для навигации в море.
Возможно проблема в определении. Насколько сложным должен быть рассматриваемый гаджет, чтобы его можно было назвать компасом. Является ли горизонтально сбалансированная магнитная стрелка, подвешенная на шелковой нити, компасом? Или его нужно запаковать в коробку? Должен ли он балансироваться на штифте над градуированным куском картона? Как насчет обычая мореплавателей вставлять намагниченный железный штифт в кусок соломы, чтобы плавать в чаше, наполненной водой, где он мог свободно выравниваться с магнитным полем Земли?
Компас на самом деле является союзом двух отдельных предметов, которые веками существовали бок о бок, не мешая друг другу, магнитной стрелки и розы ветров.
На протяжении более тысячелетия мореплаватели и географы использовали ветры как символы направления, указывая на то, откуда дуют ветры. Уже в 5 веке до н.э. небо было разделено на четыре части. В Библии мы читаем: И на Елам низведу четыре ветра с четырех сторон неба [Иеремия 49:36]. Аристотель разделил каждый ветер на три части, создав набор из двенадцати направлений, каждое из которых имело свое название. В более поздние времена розы ветров превратились в 32-конечные звезды и стали заметными и очень декоративными дополнениями к картам. Возможно, знаменитый мореплаватель Амальфи первым приклеил такую розу ветров на дно ящика, в центр которого установил поворотную магнитную стрелку.
Не то, чтобы претензии Италии на славу остались безнаказанными. Китайцы, греки, арабы, викинги, финны и другие утверждали, что первыми использовали компас. Не исключено, что разные народы в разных частях света изобрели его независимо. На международной конференции по магнетизму, проходившей в Пекине в июле 1992 г.
, участникам была вручена копия магнитного устройства, указывающего на юг (в Китае направлением отсчета является юг), использовавшегося китайцами еще в 200 г. до н.э. Он состоял из полированной ложки с глубокой чашей, вырезанной из магнетита (китайцы называли ее камнем любви). При размещении на полированной бронзовой пластине, где она могла свободно вращаться в ответ на магнитное поле Земли, ручка ложки указывала на юг, в то время как считалось, что форма самой ложки представляет собой созвездие Большой Медведицы. Магнитная ложка, по-видимому, использовалась только как амулет или инструмент для предсказания, поскольку нет никаких доказательств того, что китайцы использовали ее для навигации. В 19В 50-х годах ученый из Колумбийского университета по имени Ли Шу-Хуа сказал, что нашел китайский текст, датированный 1040 годом нашей эры, в котором описывается конструкция намагниченной железной черепахи, балансирующей на булавке.
Магнитные свойства черного оксида железа, называемого магнетитом (магнитным магнитом), были известны еще в древности.
Рассказы моряков гласили, что если они подплывут слишком близко к магнитной горе, которая, как считалось, где-то существует, все железные гвозди будут вырваны из корабля, а доски развалятся. Это то, что якобы случилось с небрежной командой арабов в «Сказках Шахерезады арабских ночей». Предусмотрительный корабел на всякий случай скрепил свои лодки деревянными колышками.
Железные иглы имели коэрцитивную силу (термин, описывающий постоянство магнита) настолько низкую, что их приходилось часто перемагничивать; Поэтому ношение магнита было столь же необходимо, как и сам компас. Средневековому уму магнетическое притяжение казалось волшебным, и суеверные моряки (в число которых входили почти все они) старались, чтобы в их дыхании не было лука или чеснока, пары которых, как считалось, разрушали магнитную силу, делая компас бесполезным. . Лондонский врач и ученый по имени Гилберт написал в 1600 году, что он проверил это заявление о чесноке, отрыгнув чесночные пары в компас, даже натер иглу чесночным соком; это никак не повлияло на свойства игл.
Потребовалось значительно больше времени, чтобы обнаружить, что намагниченная стрелка не указывает на истинный север. Хотя первая книга с перечнем вариаций компаса была напечатана в 1701 году, уже в 1757 году испанский ученый писал о магнитной вариации, в которую моряки не верили и не верят сейчас. Причина отклонения не была понята и часто объяснялась плохим качеством конкретного компаса. В журнале Колумба от 17 сентября 1492 г. говорится: «Прошлой ночью пилоты сняли показания Полярной звезды и обнаружили, что компасы отклонились к северо-западу на целую точку (11 градусов). Эта предполагаемая неравномерность так встревожила экипаж, что Колумб приказал снова зафиксировать север как раз перед восходом солнца, после чего объяснил, что сдвинулась Полярная звезда, а не компас (в 149 г.2 Полярная звезда находилась на 3 градуса 27 минут от полюса).
Тот факт, что магнетизм возникает из самой земли, возможно, был открыт в 1570-х годах английским мастером инструментов Робертом Норманом.
Норман всегда тщательно балансировал свои стрелки компаса перед их намагничиванием и вскоре заметил, что последующее намагничивание выводит стрелку из равновесия. Чтобы подтвердить свое подозрение, он построил погружную иглу, которая была подвешена на горизонтальной оси и, таким образом, могла свободно указывать вниз, показывая земной источник магнетизма (или, точнее, его вертикальные компоненты).
На Земле существует магнитный экватор, неправильная, постоянно меняющаяся линия, где вертикальная составляющая магнитного поля равна нулю. В своих непрекращающихся поисках чепухи в ученых книгах я помню, как читал книгу об исследованиях Александра фон Гумбольдта, в которой автор утверждал, что, пересекая эту линию, Гумбольдт наблюдал, как стрелка его компаса вращалась с севера на юг. маковка; почему это должно быть? Если стрелка компаса сбалансирована на магнитном экваторе, ее северный конец будет опускаться ниже горизонтали при движении на север, а южный конец будет делать то же самое при движении на юг.
Даже в наш век систем глобального позиционирования магнитный компас сохранил свою полезность. Хотя как геодезический инструмент он выходит из употребления, он по-прежнему популярен среди охотников и туристов. В Европе некоторые отели бесплатно дарят своим арабским гостям небольшие компасы, помогающие им найти направление на Мекку для ежедневных молитв. Как и почти все остальные, эти люди не знают, что компас не указывает ни на какую точку, а только ориентируется на горизонтальную составляющую местного магнитного поля.
За отличным, энциклопедическим по охвату, но остроумным и интересным описанием магнитов и магнетизма я отсылаю читателя к книге Джеймса Д. Ливингстона «Движущая сила» (Harvard University Press, 1996, мягкая обложка, 311 стр.). Г-н Ливингстон преподает в Массачусетском технологическом институте, а также писал о генеральном инспекторе Нью-Мексико Уильяме Пелхэме, с которым у него есть семейные связи.
Об авторе
Фред Родер, LS
Фред Родер живет в Туларосе, штат Нью-Мексико.
Он эмигрировал в США из Германии в 1957 и провел большую часть своей геодезической карьеры на юго-западе, работая в Лесной службе США. Выйдя на пенсию, он начал вести регулярную колонку в информационном бюллетене профессиональных геодезистов Нью-Мексико в 1988 году. В 1994 году NMPS выпустила сборник его колонок Antepasados .
Многие геодезисты хорошо пишут, особенно по техническим или юридическим вопросам. Однако не часто мы встречаем геодезиста/рассказчика, который может представить исторические факты так, чтобы их было интересно читать. Фред Родер — именно такой писатель, и мы рады представить здесь более 80 его рассказов. Библиография — это список книг, которые Фред использовал в своих работах, а также пронумерованный указатель статей. Индекс — это список всех статей, которые Фред написал, и когда.
Выбор редактора: Король без титула
Связаться с Фредом Список статей ниже
Компас | Как это было изобретено?
Чему вы можете научиться благодаря изобретению компаса«Куда теперь?» Задолго до Google Maps и GPS путешественники должны были полагаться на компас, чтобы следовать правильному направлению.
И, несмотря на появление многих навигационных систем, этот инструмент используется и сегодня. Давайте посмотрим на историю его изобретения.Пытаясь предсказать будущее
Первый компас, инструмент для навигации и ориентирования, был создан более 2000 лет назад, во времена династии Хань в Китае. Он был сделан из магнитного камня, который выровнен в направлении север-юг.
Крупные залежи магнетита, прозванного магнитом, были обнаружены в районе Магнезии в Малой Азии. Отсюда и название минерала – магнетит. Эти камни притягивают железо и другие металлы.
У вас есть изобретение, с которым мы можем вам помочь? Отправить сейчас!
Первый компас представлял собой квадратную плиту с отметками сторон света и созвездий. Указательная игла представляла собой устройство в форме ложки из магнитного камня с ручкой, которая всегда указывала на юг. В 8 веке нашей эры, опять же в Китае, намагниченные иглы заменили ложкообразные магниты в качестве указателей направления.
Считается, но не подтверждено, что различные путешественники привезли компас в Европу из Китая примерно в 12 веке.
Изобретение компаса продолжается
Поскольку этот инструмент имел большое значение для Европы, поскольку они в значительной степени полагались на морскую торговлю и военные действия, они потратили больше времени, пытаясь усовершенствовать этот инструмент, чем китайцы. И именно в Европе продолжается история изобретения компаса.
Проблема с компасом теперь известна как магнитное склонение. В Википедии это объясняется так:
.Это угол в горизонтальной плоскости между магнитным севером (направлением, на которое указывает стрелка компаса) и истинным севером (направлением вдоль меридиана к географическому Северному полюсу).
Этот угол зависит от положения на поверхности Земли и меняется со временем. В Атлантическом океане эта вариация была значительной.