Назначение, устройство и принцип действия секстана

Секстан - угломерный инструмент отражательного типа для измерения высот небесных светил и углов (вертикальных и горизонтальных) на земной поверхности.

Идея устройства секстана принадлежит И.Ньютону (1699г.) и основана на измерении угла между плоскостью истинного горизонта и направлением на светило с использованием зеркал.

Устройство секстана СНО-М отечественного производства изображено на рус. 217, Практически все типы секстанов, в т.ч. и зарубежного производства, очень схожи и отличаются друг от друга только конструкцией отдельных деталей.

Измеренный секстаном угол показывается в градусах индексом алидады (10), а минуты снимаются с отсчетного барабана (13), десятые доли минуты при этом определяются на глаз. Деления лимба и барабана покрыты светящимся составом. Секстан - точный прибор, хранится в специальном футляре с зажимом, его следует оберегать от ударов, толчков, сырости и резких колебаний температуры воздуха. При работе секстан берется только за рукоятку (2) или раму (9), а ставится только на ножки (14).

Для каждого секстана изготовителем предоставляется формуляр, в котором приводится таблица значений инструментальных поправок для учета при измерении углов. Эти поправки с течением времени изменяются, поэтому рекомендуется не реже одного раза в три года сдавать секстан на переаттестацию. В судовых условиях необходимо не реже чем раз в три месяца проверять параллельность оси трубы (8) плоскости лимба (11), не реже раза в неделю проверять перпендикулярность зеркал (4,7) плоскости лимба (11).

Техника измерения вертикального угла ивысоты светила. Для измерения вертикального угла секстан берется в правую руку и в вертикальном положении направляется трубой на основание предмета (маяк, судно, заводская труба, знак и т.д.). Затем стопором (12) передвигается алидада (10) так, чтобы подвести дважды отраженное изображение верхней части предмета к его основанию. После чего снимается в градусах отсчет (рис. 218) по индексу алидады (10) в соответствии с делением лимба (11), а минутыи ихдесятые доли - с отсчетного барабана (13). Снятый отсчет исправляют поправкой индекса секстана и полученный результат будет соответствовать величине вертикального угла на данный предмет.

Чтобы измерить горизонтальный угол между двумя ориентирами (маяками) секстан располагается горизонтально так, чтобы через трубу в поле зрения судоводителя наблюдались оба ориентира. Затем с помощью передвижения алидады и вращения барабана эти ориентиры совмещаются, и снимается отсчет, который исправляется поправкой индекса.

Для измерения высоты светила алидада устанавливается на нулевое деление лимба и труба секстана в вертикальном положении наводится на светило так, чтобы оно было видно дважды отраженным в малом зеркале. Затем, медленно опуская трубу секстана вниз (одновременно двигая левой рукой алидаду вперед, чтобы не упустить из поля зрения трубы дважды отраженное светило) до появления линии горизонта, вращением отсчетного барабана с одновременным плавным покачиванием секстана вокруг оси, необходимо совместить эту линию со звездой либо с верхним или нижним краем диска Луны или Солнца. Отсчет снимается в ранее указанном порядке.

Измерение высоты светила рекомендуется повторить и вывести среднее значение, что гарантирует повышенную точность измерения.

Время в момент окончания измерения вертикального угла или высоты светила как можно точнее засекается по хронометру. Если это затруднено, то используется секундомер, который включается в указанный момент, а затем, после его выключения с одновременным фиксированием времени хронометра, из этого времени вычитаются показания секундомера.

Измеренная высота исправляется поправкой индекса и рядом других поправок, исключающих искривление и преломление световых лучей в неоднородной атмосфере. Измерение высот светил на маломерных судах практически не осуществляется, за исключением морских прогулочных судов, которые осуществляют плавание в открытом море и управляются профессиональными судоводителями.

Поправка индекса. Из-за ослабления винтов, которые крепят малое зеркало, нарушается параллельность зеркал и место нуля не совпадает с отметкой 0" (360") шкалы лимба.

Разность между 0" (360") шкалы и отсчетом при данном положении зеркал называется

поправкой индекса - i.

Поправка индекса должна определяться перед каждым использованием секстана для измерения угла и высоты. Существует несколько способов определения поправки индекса: по Солнцу; по звезде; по видимому горизонту; по близким предметам (рис. 219).

Суть определения i заключается в следующем. Алидада устанавливается на отсчет близкий к О", а труба на резкость по глазу наблюдателя. После этого вращением отсчетного барабана совмещается прямовидное и дважды отраженное изображение объекта и по лимбу снимается отсчет индекса Oi. Поправка индекса рассчитывается по формуле:

i = 360°-0i

Поправка имеет знак "+", если О i, меньше 360°, или знак "-", если Оi больше 360".

Приборы для измерения времени

Измерение времени на судне необходимо для решения навигационных, астрономических, эксплуатационных, других задач и целей.

На судах морского и внутреннего водного транспорта используются следующие системы времени.

Гринвичское или всемирное время (Trp) - время нулевого меридиана.

Местное время (Тм) - время на данном меридиане.

Поясное время (Тп) - местное среднее время центрального меридиана данного часового пояса.

Московское время (Тмоск) - декретное время второго часового пояса, принятое в России при составлении расписаний транспорта.

Судовое время (Те) - время того часового пояса, по которому фактически поставлены судовые часы данный момент.

Для измерения времени применяются различные приборы.

Морской хронометр (рис. 220). Этот прибор служит для определения достаточно точного гринвичского времени, его часто называют хранителем всемирного времени. Высокая точность хода и его равно мерность обеспечиваются специальными регуляторами. Большой циферблат разбит на 12 часовых дел ний и имеет часовую и минутную стрелку. На одном из двух малых циферблатов стрелка отсчитывает с кунды, на другом - время, прошедшее с момента последнего завода хро­нометра. Хранится хронометр в специальном ящике на кардановом подвесе, который обеспечивает состояние покоя часовому механизму во время качки.

Заводится хронометр ежесуточно в одно и то же время (как правило в 8 часов).

Поправка хронометра (разность между Тгр и показанием хронометра) определяется по радиосигналам точного времени и каждые сутки фиксируется в специальном журнале.

Палубные часы. Устанавливаются по гринвичскому времени и при отсутствии на судне хронометра, выполняют его функцию.

Механизм часов имеет повышенную точность. Циферблат разбит на 12 делений и имеет часовую, минутную и центральную секундную стрелки.

Судовые или морские часы. Назначение судовых часов - показывать судовое время, по которому организуется служба и повседневная жизнь на судне. Их устанавливают в каютах и служебных помещениях. Часы имеют круглый циферблат, разбитый на 12 или 24 часовых деления, часовую, минутную и центральную секундную стрелки. Как правило, завод часов недельный.

Кроме указанных приборов на судах применяются наручные часы и секундомеры, назначение и устройство которых известно каждому.

Морские карты

Карта - это уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, выполненное по определенному способу и масштабу.

Учитывая, что Земля имеет сферическую форму, ее поверхность, изображенная" на плоскости, всегда будет иметь искажения. Если разрезать сферическую поверхность на части по меридианам и наложить эти части на плоскость, то изображение этой поверхности получится не только искаженной, но и будет иметь разрывы.

Для решения навигационных задач пользуются плоскими изображениями земной поверхности - картами, в которых искажения обусловлены определенным математическим законом.

Опуская теорию математических расчетов и построений различных картографических проекций, следует отметить, что еще в 1569 году голландским картографом Герардом Кремером, известным под именем Меркатора, была предложена проекция, которая отвечала всем требованиям, предъявляемым к морским навигационным картам. Эта проекция называется меркаторской и на ней: линия пути движения судна изображается прямой линией; величина измеренных с судна углов между ориентирами на местности соответствует величинам углов между теми же ориентирами на карте; масштаб в пределах карты изменяется плавно и в небольших пределах, что обеспечивает допустимые для безопасного судовождения искажения длин на карте, допустимых ошибок графических построений и измерений на карте, выполняемых с помощью прокладочного инструмента.

На рис. 221. изображено оформление рамок меркаторской карты с указанием географических координат.

Для измерения расстояния, а также разности широт, боковые рамки карты разбиты на участки в Г, т.е. на морские мили. Так как при построении карты меридианы вытягиваются не равномерно, то морские мили изображаются разными по длине участками, увеличивающимися по мере удаления от экватора (к N или к S).

При измерении расстояния в какой-либо широте следует пользоваться меркаторскими милями, взятыми с боковой рамки карты в той же широте.

Классификация морских карт

Морские карты предназначаются как для ведения навигационной прокладки, так и для получения су доводителями различных сведений о районе плавания.

Карты разделяются на две основные группы: навигационные; вспомогательные и справочные.

Навигационные карты в свою очередь подразделяются на морские, радионавигационные, навигационные промысловые и карты внутренних водных путей.

Морские навигационные карты составляют основную массу карт, используемых на судах, и на них нанесены рельеф дна, характер берега, навигационные опасности, фарватеры и рекомендованные курсы средства навигационного оборудования и другие элементы.

В зависимости от масштабов морские навигационные карты подразделяются на:

генеральные карты (масштаб 1:100000,0 - 1:5000000), которые используются при плавании в открытом море в значительном удалении от берегов;

путевые карты.(масштаб 1:100000 -1:500000) наиболее распространены и используются для обеспечения плавания в удалении от берегов (иногда вне видимости береговых ориентиров). Как правило, на этих картах ведется прокладка;

частные карты (масштаб 1:25000 - 1:50000) предназначаются для плавания в районах, сложных в навигационном отношении (при проходе узкостей, в шхерах и т.п.);

планы (масштаб 1:500 - 1:25000) предназначены для ориентировки при заходах судов на рейды, в порты, в бухты и т.п.. Отличием планов от карт является то, что на них рамки не разбиваются на градусы и минуты. Для измерения расстояний на планах помещаются линейные масштабы в метрах и кабельтовых.

Радионавигационные карты

предназначаются для определения места с помощью радионавигационных систем с нанесенными специальными сетками изолиний.

Промысловые навигационные карты (масштаб 1:100000 -1:500000) - это обычные навигационные карты, разбитые на промысловые квадраты и содержащие более подробные характеристики грунтов.

Карты внутренних водных рутей (масштаб 1:5000 -1:100000) предназначаются для плавания по рекам, озерам, водохранилищам и каналам.

Вспомогательные и справочные карты - это картографические издания, содержащие дополнительные сведения об условиях плавания в конкретных бассейнах.

Чтение карты

Учитывая, что степень подробности изображения местности зависит от масштаба карты, то из всех карт, имеющихся на данный район, всегда следует пользоваться картой самого крупного масштаба.

Чтение карты начинается с изучения ее заголовка, на котором указываются название изображенного района моря, масштаб, сведения о нуле глубины, принятые единицы для указания глубин и высот предметов, данные о магнитных склонениях. Затем следует ознакомиться с напечатанными на карте примечаниями и предупреждениями, с датами издания карты и внесения в нее последней корректуры.

В сложных для плавания районах рекомендуется "увеличить наглядность" карты путем выделения на ней наиболее важных элементов. Для этого карандашом наносятся дуги, соответствующие дальности видимости ориентиров, заштриховываются опасные секторы огней, проводятся линии опасных (ограждающих) пеленгов и т.д.. При плавании в малообследованных районах следует проявлять особую осторожность, т.к. на пути следования могут иметь место навигационные опасности (мели, банки, осыхающие камни и т.п.), которые не указаны на карте.