Техника - молодёжи 1982-01, страница 65

В 1576 году английский мореплаватель и инструментальщик Роберт Норман открыл (это установлено абсолютно точно) магнитное наклонение. Суть его заключается в том, что магнитная стрелка располагается в пространстве по касательной к силовой магнитной лннии, проходящей через точку подвеса ч. э. Поэтому на магнитном экваторе стрелка будет параллельна плоскости горизонта, а на полюсе стремится занять вертикальное положение.

После того как в XVII—XVIII веках на парусных судах появилась масса металлических предметов — гвозди, пушки, ядра, личное оружие и т. п., моряки обнаружили неприятное явление. Оказывается, все эти вещи со временем намагничиваются в поле Земли, и. вместо того чтобы показывать магнитный меридиан, компас начинает своевольничать, указывая какой-то «свой собственный». Угол между ними решили прозвать девиацией и обозначили буквой Кстати сказать, проблема влияния судового металла на работу компаса особую остроту приобрела с тех пор, как на смену деревянным парусникам пришли суда со стальными корпусами.

С тех пор и по сей день моряки обозначают буквой N истинный географический меридиан; Nm — магнитный меридиан; Кк — компасный меридиан; d — магнитное склонение; & — девиацию магнитного компаса. Кроме того, на рисунке 1 показаны: ИК — истинный курс; МК — магнитный курс; КК — компасный курс; ИП — истинный пеленг; МП — магнитный пеленг; КП — компасный пеленг; * — пеленгуемый объект.

Но вернемся к истории компаса. Известно, что в средние века простейшими компасами умело пользовались поморы, но возникновение точного приборостроения в России справедливо относят к эпохе основателя нашего флота — Петра Великого, который первым организовал регулярные мастерские и определил обязанности специалистов по компасам. Позже это учреждение не раз переживало всевозможные метаморфозы, его подчиняли различным ведомствам, н только в 1888 году все компасное дело было поручено Главному гидрографическому управлению. В его-то стенах 16 лет спустя были созданы два новых компаса Правда, один из них по разным причинам на флоте не прижился, зато другой — с котелком, заполненным смесью дистиллированной воды и спирта с небольшой примесью глицерина, в которой плавал шестистре-лочный ч. э. диаметром >127 мм, — казался не только весьма удачным, но и исключительно долговечным. Он неоднократно усовершенствовался — например, в 1932 году его

снабдили донным освещением, потом деревянный нактоуз заменили силу-миновым и т. д. Собственное магнитное поле судна подавлялось особыми магнитами-уничтожателями и брусками мягкого в магнитном отношении железа. Интересно отметить, что и сегодня 127-миллиметровый компас может с успехом конкурировать с лучшими приборами аналогичного назначения, изготовленными за рубежом в последние годы.

Несколько позже русские умельцы создали 75-миллиметровый магнитный компас (12), предназначенный в основном для малых судов. Диаметр его ч. э. составлял 75 мм, магнитная система представляла собой две стрелки, запаянные в медные пеналы. В отличие от 127-миллиметрового котелок этого компаса не имел донного освещения.

В последнее десятилетие на флоте обрел популярность компас КМО-Т (компас магнитный, оптический для транспортных судов) с оптикой, позволяющей транслировать показания в любое место, с которого управляют судном, — в ходовую рубку, мостик ит. п. Основные узлы КМО-Т (10) — ч. э., котелок, нактоуз, оптическая система и пеленгатор. Все цифры и буквенные обозначения румбов на диске картушки выполнены в виде сквозных отверстий. Сверху и снизу котелок герметично закрыт стеклянными крышками, причем внутренняя полость разделена пополам перегородкой, тоже стеклянной. Нактоуз, связывающий все узлы компаса, трубу оптической системы, выве-деиную в ходовую рубку, делают из немагнитного титанового сплава.

Своего рода «преемником» КМО-Т стал морской магнитный компас КМ-100, выпускающийся в трех вариантах — для судов любого тоннажа, катеров и шлюпок.

Итак, мы вкратце проследили историю компасов, в которых роль ч. э. играла — пусть даже в новом обличии — традиционная магнитная стрелка, появившаяся тысячелетия назад. Так неужели ее нельзя заменить чем-то более совершенным, более соответствующим духу высокотехничного XX века? Оказывается, можно! В частности, магнитонасы-щенным зондом (или щупом) (13). Представьте два параллельных пер-малоевых стержня, на которые уложены первичные обмотки, соединенные встречно. Поверх них расположена вторичная обмотка. Если расположить бруски по направлению силовых линий поля Земли, они намагнитятся до насыщения. После этого подадим переменный ток в первичные обмотки, и тогда один брусок перемагнитится противоположно полю тока, а второй останется в прежнем состоянии, ибо поля Земли и тока совпадут «по курсу».

Теперь прн нарушении взаимной компенсации магнитных полей брусков изменится и поле во вторичной обмотке.

При прохождении второго полупериода история повторяется, только бруски «поменяются местами»; во вторичной обмотке вновь возникает напряжение, и частота пульсирующего в ней тока окажется вдвое больше частоты в первичных обмотках, а амплитуда пульсаций в ней будет зависеть от направления осей брусков относительно поля Земли, Она максимальна, когда бруски расположены по линии север — юг, и практически равна нулю на лннии восток — запад. Так магнитонасы-щениый зонд «чувствует» магнитный меридиан. Откровенно говоря, в качестве ч. э. он не получил распространения у моряков в основном из-за того, что точность показаний щупа очень уж зависит от однородности окружающего поля (иа стальном судне добиться этого очень трудно), да н оказалось весьма сложно стабилизировать зонд относительно плоскости истинного горизонта на раскачивающемся судне.

Другое дело — трехфазный маг-нитонасыщенный зонд (15), который с успехом применяют в магнитном компасе «Сектор». Собирают его из трех однофазных, соединяя их первичные обмотки звездой или треугольником, а затем подают иа них напряжение 4—5 В частотой 1000 Гц. По той же схеме соединяют и вторичные обмотки. Трехфазный ток со вторичных обмоток поступает на усилитель, на выходе которого он приобретает те же характеристики, что и токи в цепи гирокомпасов «Курс» или «Амур». Значит, его можно подавать н на вход приборов, работающих от гирокомпаса, репитера, авторулевого, курсографа. Отсюда нетрудно сделать вывод, что при поломке гирокомпаса его функции с успехом может выполнять магнитный компас, где в качестве датчика показаний ч. э. применен маг-нитонасыщенный зонд.

Как устроен генератор, знает, пожалуй, каждый школьник. На всякий случай напомню: в магнитном поле некоего статора вращается якорь, в его обмотках индуцируется электрический ток. Это элементарная физика. А что, если роль статора «поручить» Земле? Очевидно, якорь, вращаясь в ее магнитном поле, обязательно почувствует магнитный меридиан. Так вот, на этом и основан принцип индукторного (или генераторного) ч. э., в котором якорем служит ротор с сердечником из немагнитного материала. Вращаясь в поле Земли, обмотка якоря пересекает силовые линии планеты, в результате чего в ней возникает электродвижущая сила, величина которой зависит от угла между осью якоря и на-

63