§ 10. Основные сведения о створах

Створ — это вертикальная плоскость, проходящая через ка­кие-либо две точки на земной поверхности. Знаки, установленные для обозначения створа и служащие для указания определенного направления в прибрежных районах, называются створными зна­ками. Их устанавливают обычно на берегу, а иногда и в море на подводном основании. Створ на плоскости истинного горизонта показан на рис. 24.

Створный знак, расположен­ный ближе к наблюдателю, на­ходящемуся со стороны моря, называется передним (А), а ра­сположенный дальше от наблю- ^Рис- ²⁴- ^СтвоР ^{и ег0} элементы, дателя — задним (В), причем задний знак ставят выше.перед­него. В качестве створных знаков могут использоваться и коло­кольни, заводские трубы, а также и естественные ориентиры — горные пики, отдельные скалы.

След створа на плоскости истинного горизонта называется створной линией, или осью створа (см. рис. 24, линия А В).

Створ называется ведущим, когда знаки установлены так, что­бы по ним можно было вести судно по определенному фарватеру, т. е. по проходу, свободному от подводных опасностей. Часть оси створа, на протяжении которой расположен фарватер, называется ходовой частью створа.

Створ называется секущим, когда он пересекает линию веду­щего створа или фарватера, что дает возможность отметить грани­цу какого-либо участка или точку поворота судна на очередной курс.

Задний знак ставят выше переднего. Поэтому, если створные знаки или ориентиры усматриваются наблюдателем на одной вер­тикальной линии, это значит, что он находится в их створе.

Наименьший угол между двумя направлениями, различаемый глазом (в данном случае угол а между знаками, когда они раство­рены), приблизительно равен 1 дуговой мин. Соответствующая этому величина W перемещения наблюдателя в направлении, пер­пендикулярном оси створа, называется линейной или боковой чувст­вительностью створа.

Чем меньше расстояние D от наблюдателя до переднего знака и чем больше расстояние d между знаками (так называемый разнос знаков), тем выше чувствительность створа, иначе говоря, тем скорее заметит наблюдатель отклонение от оси створа.

Линейная чувствительность створа выражается формулой

D(D + d) D(D-t-d)

W= ^к Т tga = ' 7 tg 1. d d

Так как угол а незначителен, тангенс его можно заменить самим углом, выраженным в радианной мере и равным V₃₄₃₈. Тогда при­веденная формула примет вид

D(D + d)

№= -

3438d

Пример. Определить линейную чувствительность створа, если D — 7 милям, ad — 0,5 мнлм. Ответ. W = 0,3 кб.

Глава II. Определение направлений на море

§ 11. Значение компаса. Понятие о земном магнетизме

Вблизи берегов судовождение можно осуществлять с помощью специально установленных для этого наземных и плавучих зна­ков, в частности створных, а также, если позволяют условия види­мости, по естественным приметным местам.

В море, чтобы следовать заданным курсом, а также определять место судна по пеленгам береговых ориентиров, надо иметь воз­можность ориентироваться относительно плоскости истинного ме­ридиана наблюдателя. В северном полушарии для этой цели может служить Полярная звезда, всегда находящаяся приблизительно в плоскости истинного меридиана данного места. Но Полярная звезда видна только ночью при хорошей видимости и ориентиро­ваться по ней удобно лишь в малых широтах, где она располагает­ся невысоко над горизонтом.

Поэтому для судовождения необходимы приборы, указываю­щие положение плоскости истинного меридиана наблюдателя и позволяющие определять направления относительно нее при лю­бых обстоятельствах. К таким приборам относится магнитный ком­пас. В современном судовождении основным прибором для многих морских судов является гироскопический компас. Магнитный ком­пас остается резервным прибором.

Магнитная стрелка, свободно подвешенная за центр тяжести или поддерживаемая поплавком в жидкости, располагается своей продольной осью под определенным углом к плоскости истинного меридиана в данном месте. Если скрепить с магнитной стрелкой, уравновешенной горизонтально, небольшой диск, разграфленный на румбы или градусы, то последний явится как бы плоскостью истинного горизонта в миниатюре, а все устройство в целом пред­ставит собой магнитный компас (рис. 25).

Магнитная стрелка будет называться в этом случае компасной I стрелкой, а диск с обозначенными на нем направлениями — компас- ' ной картушкой. Картушка современного компаса показана на рис. 26.

Свойство магнитной, или компасной, стрелки располагаться в

определенном направлении основано на действии сил земного маг­нетизма. Земля обладает собственным магнитным полем и пред­ставляет собой как бы огромный магнит (рис. 27). Точки наиболь­шего сосредоточения сил земного магнетизма, т. е. магнитные по­люсы Земли Р^м и Psm, не совпадают с географическими, находясь

ле Земли.

Рис. 26. Компасная картушка.

Рис. 27. Магнитное по-

от них на расстоянии более 1 тыс. миль, и располагаются на не­котором углублении в толще земного шара.

Местоположение магнитных полюсов, вернее их проекций на земную поверхность, впервые были определены для северного маг­нитного полюса Амундсеном (1903—1906 гг.) и для южного — Шекльтоном (1907—1909 гг.). Исследования показали, что поло­жение магнитных полюсов медленно изменяется — приблизитель­но на 200 км за 100 лет. В 1970 г. координаты проекций маг­нитных полюсов на земной поверхности были следующие: север­ного ф=75°,5'Л/' и А, = 10Г,5'№ (у острова Принца Уэльского в Канадском арктическом архипелаге) и южного ф=65°,5'5 и 1 = = 140°,3'СИ (берег Короля Георга у моря Дюрвиля).

Магнитная, или компасная, стрелка северным концом (полю­сом) устанавливается в направлении северного магнитного полюса Земли, а южным — в направлении южного. Любые магниты при­тягиваются разноименными полюсами и отталкиваются одноимен­

ными, но земные магнитные полюсы для удобства имеют наимено­вание ближайших к ним географических. При этом условно счи­тают, что в северном магнитном полюсе Земли сосредоточен магне­тизм южного наименования, и наоборот. Соответственно и силовые линии земного магнитного поля на рис. 27 показаны как выходя­щие из южного магнитного полюса и входящие в северный.

Прямая, соединяющая земные полюсы, называется магнитной осью Земли. Она не проходит через центр земного шара и состав­ляет с земной осью угол около 11°5'.

Интенсивность магнитного поля характеризуется его напря­женностью. Величина напряженности земного магнитного поля в какой-либо точке земной поверхности или над ней изображается вектором Т, касательным к силовой линии в данной точке О (см. рис. 27). Напряженность магнитного поля Земли принято выра­жать в эрстедах. Напряженность земного магнитного поля явля­ется относительно слабой и составляет в среднем, в частности в мо­рях, омывающих Европу, около 0,5 эрстеда (или около 500 милли- эрстедов).

Единица напряженности магнитного поля 1 эрстед — это та­кая напряженность, которой обладает магнитное поле, действую­щее на единицу магнетизма, содержащуюся в полюсе какого-либо магнита с силой в 1 дин. Единицей магнетизма считается такое его количество в полюсе магнита, которое действует на равное себе в полюсе другого магнита на расстоянии 1 см с силой также в 1

дин. Так, в полюсе стальной вязальной спицы, намагниченной до насыщения, со­держится около 12 магнитных единиц.

Известно, что магнитные поля сущест­вуют всегда совместно с электрическим то­ком, образуясь вокруг проводника, несу­щего ток. Это позволяет установить дру­гое определение единицы напряженности, т. е. 1 эрстед — это напряженность маг­нитного поля на расстоянии 2 см от пря­молинейного длинного проводника, по ко­торому протекает ток величиной в 10 А.

Хотя напряженность магнитного поля Земли сравнительно невелика, энергия его, занимающего огромное пространство, значи­тельна. Такой энергией обладал бы пропускаемый в проводнике вокруг экватора ток, величиной в 660 млн. А.

Рис. 28. Магнитный ме­ридиан, склонение и на­клонение.

Напряженность магнитного поля Земли, выражаемая вектором Т, называется также полной силой земного магнетизма. Вертикаль­ная плоскость, в которой действует вектор Т полной силы земно­го магнетизма, называется плоскостью магнитного меридиана, а след ее на земной поверхности (или на плоскости истинного горизонта) — магнитным меридианом данной точки (рис. 28) или наблюдателя. Точки на земной поверхности, в которых

силы земного магнетизма горизонтальны, образуют вокруг зем­ного шара изогнутую замкнутую линию, называемую магнит­ным экватором (см. рис. 27, пунктирная кривая e_Mq_u).

В общем случае силы земного магнетизма не горизонтальны, т. е. вектор Т располагается под некоторым углом к плоскости истинного горизонта. Этот угол 0 называется магнитным на­клонением. На магнитном экваторе маг­нитное наклонение равно нулю и по ме­ре приближения к магнитньщ полюсам увеличивается. В районе Черного моря величина 0 составляет около 62°, на юге Баренцева моря — 77°, а над магнитны­ми полюсами достигает 90°. Величина магнитного наклонения характеризует так называемую магнитную широту дан­ного места.

Мореплавателю важно знать степень действия сил земного магнетизма в гори­зонтальной плоскости, так как в ней должна располагаться компасная стрел­ка, чтобы указывать направление маг­нитного меридиана. Поэтому рассмотрим действие, сил зем­ного магнетизма в обеих плоскостях—вертикальной и горизон­тальной. Для этого спроектируем вектор Т на горизонталь­ную плоскость и на отвесную линию (рис. 29). Проекция вектора Т на горизонтальную плоскость (вектор Я) называ­ется горизонтальной составляющей, а проекция вектора на отвесную линию (вектор Z) — вертикальной составляющей сил земного магнетизма.

На магнитном экваторе, где 0=0, вертикальная составляю­щая также равна 0, а горизонтальная составляющая обращает­ся в полную силу Т, т. е. там компасная стрелка будет удержи­ваться с наибольшей силой в плоскости магнитного меридиана. По мере удаления от магнитного экватора и приближения к магнитным полюсам, т. е. с увеличением магнитного наклоне­ния, составляющая Z увеличивается, а составляющая Н умень­шается, так что действие последней на компасную стрелку ослабевает.

Над магнитными полюсами, Р_пн или Р_ш, где 0=90°, состав­ляющая Z обратится в полную силу, а Н — в нуль. Следова­тельно, использовать магнитный компас в районе магнитных полюсов невозможно.

N.

Рис. 29. Элементы зем­ного магнетизма в про­странстве.

I I I

Плоскость магнитного меридиана в общем случае не совпа­дает с плоскостью меридиана истинного и отклонена от нее к O^si или к W на угол а, называемый магнитным склонением, или (на старых картах) склонением компаса. Величина магнит­ного склонения в районах развитых морских путей не превос­ходит 25°, вообще же может достигать нескольких десятков

градусов, а в районе магнитных полюсов доходит до 180°, что рассматривается ниже.

Полная сила земного магнетизма, ее горизонтальная и верти­кальная составляющие, магнитное наклонение и склонение на­зываются элементами земного магнетизма.

Величины Т, Н и Z связаны соотношениями:

T = V W + Z* , Н = Т cos в, Z = T sine.

Сила, с которой горизонтальная составляющая удерживает ком­пасную стрелку в плоскости магнитного меридиана, называется направляющей силой компаса.