На бескрайних просторах океана судам необходимы точные навигационные приборы, чтобы не заблудиться.

Компас — важнейший навигационный прибор, служащий «путеводным маяком» корабля.

Сегодня мы рассмотрим четыре основных типа компасов, используемых в морской навигации: магнитный компас, гирокомпас, волоконно-оптический компас и спутниковый компас.

Магнитный компас

Магнитный компас — это традиционное навигационное устройство, которое использует магнитное поле Земли для указания географической ориентации и курса судна. Он состоит из двух основных компонентов: чаши компаса и корпуса компаса.

В зависимости от своей конструкции магнитный компас подразделяется на жидкостный и сухой типы. Жидкостный компас с его системой указания, погруженной в смесь спирта и дистиллированной воды, обеспечивает превосходную направленность и стабильность.

Напротив, сухой компас, в котором отсутствует система погружения в жидкость, имеет худшую направленность и постепенно выводится из эксплуатации.

Магнитный компас также можно классифицировать на основе места его установки и сферы использования. Стандартный компас обычно устанавливается в главном положении руля судна, предоставляя точную информацию о курсе. Рулевой компас помогает в навигации и обычно располагается около руля. Аварийный компас действует как резервный, когда основной компас выходит из строя. Наконец, спасательный компас устанавливается на спасательных шлюпках для обеспечения точной навигации в чрезвычайных ситуациях.

Гирокомпас

Гирокомпас, также известный как электрически управляемый гирокомпас, применяет гироскопические принципы для навигации судна.

Когда ротор гироскопа вращается с высокой скоростью без внешнего крутящего момента, его ось вращения остается стабильной в инерциальном пространстве, эта характеристика известна как неподвижная ось гироскопа. Если внешний крутящий момент приложен к другой оси, направление вращения гироскопа становится перпендикулярным направлению крутящего момента, это свойство называется прецессией.

Используя неподвижную ось гироскопа и прецессию, ось вращения гирокомпаса может точно отслеживать плоскость меридиана Земли, всегда указывая на географический Северный полюс и, таким образом, определяя курс судна.

По сравнению с магнитным компасом гирокомпас обеспечивает более высокую точность и стабильность, особенно в районах с сильными помехами магнитного поля.

Волоконно-оптический компас

Появившийся в конце 1990-х годов, волоконно-оптический компас использует оптические волокна, намотанные в гирокомпас. Это современное устройство имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными гирокомпасами: быстрый запуск, компактный размер, малый вес, минимальная быстрая ошибка рулевого управления, отсутствие ошибки поворота и широкий географический диапазон эксплуатации.

Волоконно-оптический компас не требует специальной среды установки и прост в настройке. Отсутствие движущихся частей делает его простым в эксплуатации и обслуживании с меньшими затратами, что делает его подходящим для различных типов судов.

Однако указание курса волоконно-оптического компаса тесно связано с точной долготой и широтой его местоположения. Поэтому для получения точных географических данных требуется интеграция с сигналами спутникового позиционирования (GNSS) или сигналами одометра.

Спутниковый компас

Спутниковый компас состоит из антенного блока, блока отображения и блока обработки. Его работа включает два спутниковых приемника позиционирования, которые захватывают информацию о радиоволнах с одного и того же спутника.

Извлекая параметры псевдодальности и фазы, главный блок обработки вычисляет разницу расстояний между спутником и двумя приемниками. Эти данные определяют базовое направление, соединяющее два приемника, в конечном итоге обеспечивая курс судна.

Спутниковые компасы предлагают несколько преимуществ: сверхбыстрый запуск, быстрое отслеживание, отсутствие механических частей, работа без обслуживания и отсутствие повторяющихся затрат. Несмотря на эти преимущества, спутниковые компасы и волоконно-оптические компасы пока не могут полностью заменить магнитные и гирокомпасы.

Их зависимость от внешнего входного сигнала, а не от внутренних механизмов, для получения точной информации о курсе ограничивает их автономную функциональность в морской навигации.

Разнообразные функции магнитных, гироскопических, волоконно-оптических и спутниковых компасов дополняют друг друга, предоставляя комплексные решения для морской навигации.

В заключение

Понимая и используя эти различные типы компасов, корабли могут безопасно и эффективно перемещаться по обширным океанам, сводя к минимуму риск заблудиться.

Интеграция традиционных и современных навигационных инструментов гарантирует, что корабли смогут поддерживать точные курсы независимо от внешних условий или технологических зависимостей.