После того, как начал работать по контрактам, довольно часто доставали некоторые методики, принятые во всем мире, но совсем непохожие на методики бывшего Союза. Одна из таких методик – это определение поправки компаса. Знать поправку компаса – это как международное требование, так зачастую и требование компании, причем, как никакая нация не может претендовать на гениальность, так никакая нация не застрахована и от дурости. Был в такой компании, в которой требовалось определять поправку компаса каждую вахту, а если этого сделать не удалось, то должна была быть обязательная запись в журнал о причине неудачи.

Никто не спорит, что самый эффективный метод определения поправки компаса по створам. Но что делать в открытом море? По сути, остаются только астрономические методы.

На мысль как-то усовершенствовать процесс определения поправки компаса меня натолкнул мой третий, который регулярно приходил ко мне на вахту и занимался снятием пеленгов восхода и захода солнца. После этого он около получаса маялся над какими-то дикими расчетами. Пришлось в ближайшем порту искать пароход, на котором бы сохранились забытые таблицы МТ-75. Сделал ксерокопии нужных страниц и объяснил, как ими пользоваться филиппинцу, который был у нас третьим штурманом. Его благодарность не знала границ.

Может кто-то помнит, в МТ-75 к каждой таблице даны пояснения с формулами, по которой данная таблица рассчитывалась. Поэтому вторым этапом моей деятельности в данном направлении явился перевод таблицы определения поправок компаса в электронную форму, а именно в EXCEL. Все-таки проще на контракт таскать один ноутбук, а не кучу бумаги. После прихода на пароход я эти таблицы распечатывал и уже дальше использовал бумажную копию.

Но оставались различные рутинные действия, которые увеличивали время расчетов. Например, при расчетах, для входа в таблицу используются градусы с долями, а не градусы и минуты. Казалось бы, чего проще разделить минуты на 60 – получишь доли градуса. Но все это опять таки лишнее действие, а значит – и лишнее затраченное время. Более сложный этап – интерполяция между соседними значениями таблицы, которая занимает уже гораздо больше времени, и при которой значительно увеличивается вероятность допустить ошибку. Зачем все это делать, если электронные таблицы EXCEL все это сделают за Вас сами? Поэтому вторым этапом моей автоматизации явилось программирование всех этих рутинных действий.

Возможен и третий этап автоматизации – это когда автоматически будет рассчитываться склонение Солнца. Но данный этап слишком сложный, чтобы реализовать его на практике, да и совсем он не нужный, т.к. на любом пароходе без проблем можно найти морской астрономический ежегодник (МАЕ), потому что его наличие на борту судна – это также международное требование. Это может быть как самостоятельное издание, так и часть какой-то другой книги. Например, МАЕ входит в Brown’s Almanac.

Итак, если Вы заинтересовались данной методикой, то порядок расчетов следующий:

Снять пеленг верхнего края солнца в момент захода/восхода

Записать данный пеленг, широту и время

Время преобразовать в Гринвичское и по нему из МАЕ определить склонение Солнца

Ввести необходимые данные в электронную таблицу и получить результат

Например, у меня весь этот расчет занимает меньше минуты. Только необходимо помнить, что таблицы МТ-75 рассчитывались для предопределенных значений, т.е. стандартной рефракции, дальности видимости горизонта и т.д., но в большинстве случаев погрешность расчетов не превышает 0.1 градуса, что намного меньше, чем погрешность снятия пеленга. А кому нужна особая точность? Главное – что, если Вы пользуетесь данным методом регулярно и получаете примерно одинаковую поправку компаса и вдруг получили какое-то невероятное значение, то вариантов довольно немного. Либо Вы ввели неправильные данные, либо что-то с природой случилось, либо Ваш компас вот-вот накроется.

Предлагаю Вашему вниманию очень интересный и полезный пост. Обратите внимание на имя автора. Думаю, мы его ещё услышим!

Каждый штурман ежедневно сталкивается с «Compass Observation Book». Давайте ка разберемся, ЧТО это такое и ЗАЧЕМ это нужно?

Compass Observation Book – это журнал учета поправок магнитного и гиро компасов. Возникает вполне закономерный вопрос: «Как часто нужно заполнять этот журнал? И вообще, что там писать?»

Для лучшего восприятия информации, можно скачать: Compass Observation Book Azimuth calculation

Разберемся по порядку. Как часто? – На этот вопрос есть четкие указания в известном многим пособии – «Bridge Procedures Guide», сокращенно BPG (советский аналог – РШС – Рекомендации по организации штурманской службы на морских судах). Также подобные указания наверняка присутствуют в MASTER’S STANDING ORDERS и если хорошенько поискать, то найдете и в COMPANY SAFETY MANAGEMENT PROCEDURES в разделе Watch keeping или похожем по смыслу. Как видите, дело серьезное и рассчитывать поправку таки придется:). Чтобы не быть голословным, привожу пару цитат:

BPG Раздел 3. Duties of the officer of the watch. Пункт 3.2.5.2. Routine test and checks . Gyro and magnetic compass errors should be checked and recorded at least once a watch, where possible, and after any major course alternation.

BPG Раздел 4. Operation and maintenance of bridge equipment. Пункт 4.6.3. Compass errors . Magnetic and Gyro compass errors should be checked and recorded each watch, where possible, using either azimuth or transit bearings. [Цитаты из BPG 4-th edition 2007].

Попросту говоря, поправку штурман обязан рассчитывать и вносить в журнал минимум один раз за вахту, если предоставляется возможность. Особое внимание обращаю на оговорку « ». Именно здесь и начинаются первые ошибки. Очень часто встречал вместо поправки подобную запись: «Sky overcast». И аргумент у штурмана на первый взгляд железный « Ну тогда видно, что я пытался рассчитать, но не смог, т.к. тучки были». Так вот, подобный подход обречен на провал, т.к. в таком случае запись в журнал должна делаться каждую вахту каждым помощником (т.е. минимум 6 раз в сутки), что по правде говоря, я не встречал никогда. Чаще всего вы увидите по датам, что поправка то записана, то записано что «…были тучки…» или вовсе пару дней, а иногда и недель, нет никаких записей. И если Port State Control Officer или любой другой инспектор захочет к вам придраться, то сделает это с легкостью. Т.к. явно видно, что поправка не рассчитывается раз за вахту, а дай бог хотя бы раз в сутки. Более грамотно будет вносить в журнал лишь рассчитанные поправки. А если в какой-то период информация отсутствует, то вы с лёгкостью прикроетесь той самой оговоркой «…если предоставляется возможным » = «…where possible… ». А доказательством того, что не было возможности, служат ваши записи в Bridge Log Book о состоянии погоды, которые делаются каждую вахту. При таком подходе вам никто никогда не предъявит, что вы не следуете правилам заполнения «Compass Observation Book». Как однажды сказал мне компанейский аудитор во время внутреннего ISM audit – «…this is not weather log book.». Так что не создавайте доказательств против самих себя и пишите только, что нужно.

С вопросом как часто делать запись мы разобрались, давайте теперь разберемся, что ж именно нужно писать.

Внутри «Compass Observation Book» вы найдете следующую таблицу:

Колонки 1, 2, 3 . Записываем Гринвичское время и дату обсервации, а также позицию судна.

Колонка 4. Ship’s Head . Записываем курс, которым следовало судно на момент обсервации. 4.1 Gyro – гирокомпасный курс, 4.2 Standard – магнитный курс. 4.3 Steering – курс по тому компасу, по которому в данный момент следуете. К примеру, если идете на авторулевом по гирокомпасу, то записываете гирокомпасный курс, т.е. значение 4.3 = 4.1. Признаюсь, один раз мне попался коллега, который отчаянно доказывал мне, что есть на судне еще третий тип компаса, который и называется steering compass. Правда найти этот невиданный прибор и показать его мне он так и не смог. Наверно потому что его попросту не существует:). Внося данные в колонку 4, вы обозначаете, по какому из компасов вы следуете в данный момент: по магнитному или же по гиро.

Колонка 5. Bearing. 5.1 True – истинный пеленг на объект. Для его расчета вам потребуется небезызвестный Brown’s Nautical Almanac и Norie’s Nautical Tables. Как вариант можно еще посчитать поправочку по «Rapid Sight Reduction Tables for Navigation» правда, точность тогда сводится к целым градусам. Также можете увидеть, как коллеги считают поправку по программам (их множество, самая популярная, пожалуй, – sky mate). Если вам лень считать по таблицам, то не поленитесь хотя бы убедиться что программа, которую вы используете, лицензирована для вашего судна или судовладельца. Тогда в случае проверки вы сможете ссылаться на расчеты по этой программе, но если ваш «Sky mate» Licensed to: -=skyhacker1986=- или что-то в этом роде, то лучше даже не заикайтесь, что считаете по программе, и может вам повезет. А вообще будьте готовы к тому, что придется на глазах у инспектора повторно рассчитать вашу прошлую поправку, такое бывает, хоть и Очень редко. В своих уроках Евгений (автор проекта, если кто не понял) более чем подробно и очень доступно растолковал, как именно считать поправку. Признаюсь, что мне в академические годы эти знания дались очень нелегко – сгрыз не один булыжник гранита науки, пока разобрался что к чему. Так что не поленитесь и просмотрите соответствующий видео урок.

Колонки 5.2 и 5.3 . Гиро пеленг и магнитный пеленг на выбранный объект. На первый взгляд все очень просто, и непонятно, где можно ошибиться. Но прежде чем вносить данные в колонку 5.3 Standard bearing убедитесь, что есть практическая возможность запеленговать ориентир при помощи магнитного компаса. Часто встречал системы, позволяющие выводить на курсоуказатель показания магнитного компаса, тогда все понятно, переключились на магнитный компас и взяли магнитный пеленг. А если такой возможности нет, и вы по факту не способны взять магнитный пеленг на объект, тогда лучше ничего не писать в данной колонке – ставьте прочерк.

Колонка 6. Object. Записываете название небесного светила, по которому рассчитываете поправку. Чтобы придать индивидуальности вашим записям, можете также рядом указать символ объекта. Данные символы можете найти в Brown’s Nautical Almanac на стр. 5. Стоит отметить также, что поправку можно считать не только по светилам, но и по створам, к примеру, или стоя в порту – по линии причала.

Колонка 7. Error. Вот мы и подошли к основной части журнала, а именно к самим поправкам. Gyro error = True bearing – Gyro bearing . Расчет Standard error : если вы брали магнитный пеленг на ориентир, тогда расчет аналогичный предыдущему: Standard error = True bearing – Standard bearing . Если же в колонке 5.3 вы поставили прочерк, тогда поправка рассчитывается путем сличения истинного курса и магнитного. Истинный курс получаем, прибавляя к гиро курсу поправку гиро компаса со своим знаком: . Поправки магнитного компаса получаем, отнимая от истинного курса магнитный: . В колонке 7.3 записываем поправку того компаса, по которому в данный момент следует судно (аналогично колонке 4.3).

Колонка 8. Variation . В переводе на русский – магнитное склонение, берете с карты. Также встречаются случаи, когда variation снимают с показаний GPS индикатора. Здесь уже речь идет об уровне доверия к источникам информации. Сослаться на данные карты можно с чистой совестью – карты в большинстве случаев публикуются UKHO (United Kingdom Hydrographic Office), а вот к данным магнитного склонения взятых по GPS доверия меньше, т.к. источник у них не столь известен, если известен вовсе.

Колонка 9.1 Standard Deviation . Перевод очевиден – девиация магнитного компаса. Сразу на ум приходит таблица девиации, но не спешите радоваться. Как показывает практика, то данные между реальной девиацией и указанной в таблице весьма различны. Причин на то масса, начиная от влияния магнитного поля груза на компас и заканчивая банальным человеческим фактором при составлении таблицы девиации. Лично видел несколько раз на судах таблицы, где все значения = нулю, т.е. девиации не было вовсе, что в априори не возможно. А вот громоздких печатей и красивых размашистых росписей на таблице было предостаточно, только вензелей не хватало и гербовой печати Королевы Англии:). Как же быть, спросите вы? Так ответ очевиден, девиацию мы рассчитаем сами. Вспоминаем курс навигации, где рассказывали, что поправка магнитного компаса состоит из магнитного склонения и девиации. Таким образом, получаем, что Deviation = Standard Error – Variation . Если на судне расчеты велись правильно, то по прошествии некоторого времени, можно составить собственную таблицу девиации, доверие к которой прямо пропорционально доверию к расчетам ваших коллег. Я искренне желаю, чтобы жизнь вас не поставила в условия, при которых значение девиации магнитного компаса будет иметь существенное значение для безопасности мореплавания. Но все равно, все расчеты и записи следует производить максимально грамотно, иначе зачем вы читаете эту статью:)?

Колонка 9.2 . Если судно следует по магнитному компасу, тогда значение равняется предыдущему . Если вы следуете по гирокомпасу, тогда речь идет о скоростной и широтной девиациях, учет и корректировка которых производится, как правило, гирокомпасом автоматически. Лично я ставлю в этой колонке прочерк, т.к. каким бы ни было значение – оно является частью уже рассчитанной Gyro Error.

Колонка 10. Heel . Речь идет о крене судна, если вас покачивает – пишите «+ -» пару градусов.

Колонка 11. Remarks . Укажите, с какого пелоруса вы брали пеленг (Port Repeater / Starboard Repeater). Как ни удивительно, но и здесь можно ошибиться, например судно следует строго на север, пеленгуете звезду справа на траверзе, то правильно будет указать, что пеленг вы брали с пелоруса на правом крыле, а не на левом:). Многим это покажется очевидным, но поверьте, что бывали случаи подобных записей. Можете сами убедиться, полистав журнал и изучив записи предшественников и поймете насколько все запущенно:). По правде говоря, именно это и сподвигло меня на написание данной статьи. Также не делайте глупых ошибок, таких, как пеленгование Солнца в полдень на судне с крытыми крыльями, т.к. это явно невозможно и ставит под сомнение все записи в журнале равно, как и компетентность сделавших их. А что может быть для штурмана страшнее обоснованного обвинения в некомпетентности. Так что прежде чем поставить свою подпись напротив любой записи в журнал, убедитесь, что она верна.

Ну и раз уж зашла речь о подписях, то самое время поставить свой красивый автограф в колонке 12.Observer и закрыть журнал до следующей вахты при условии «…если предоставляется возможным » = «…where possible… ».

P.S. К статье прилагаю файл – Azimuth Calculation. В нем вы найдете бланки таблиц, для расчета поправки гирокомпаса. Таблицы созданы на основе алгоритма расчета приведенного в Brown’s Nautical Almanac на стр. 12 и 13. Также для удобства добавлены строки для продолжения расчета поправки по Norie’s Nautical Tables (ABC tables) . Распечатайте бланки, заведите отдельную папку и подшивайте заполненные бланки. Также можете попрактиковать навыки красноречия и убедить коллег навигаторов пользоваться вашим нововведением.

С уважением, ко всем тем, кто дочитал статью до конца:) Гусев Валерий

Пост дополнен Евгением Богаченко после комментариев .

Дело в том, что Валерий сейчас не может оперативно ответить на вопрос, поэтому пока я напишу, а он допишет, когда опять будет на связи. Как я понял вопрос, хочется определиться с тем, насколько обязательно рассчитывать поправку компаса и вести Журнал поправок компаса.

Первое , умение делать поправку требуется STCW. Под эти требования попадают офицеры, ответственные за несение навигационной вахты на судах валовой вместимостью 500т и более. Т.е. теоретически при любой проверке могут потребовать сделать расчет поправки компаса.

Но вопрос не в этом. Поэтому второе . Поправки должны быть правильно применены (учтены) к курсам и пеленгам. И тут вопрос, а как их учитывать, если не рассчитывать? А если не вести журнал, то как доказать, что учет поправок проводился?

Но капитаны и старпомы тоже не должны расслабляться. Так как к ним не менее жесткие требования. Не в упрек, так как я понимаю, что у всех много работы. Однако я не думаю, что каждый капитан и старпом сможет сходу рассчитать поправку компаса.

Ну и напоследок . При принятии вахты , среди всех пунктов, которые должны быть учтены, есть упоминание о поправках гиро- и магнитного компасов. Опять же, можно уметь рассчитывать поправку, можно устно передавать её величину. Но вот упрется какой-то проверяющий и докажи ему потом без Журнала поправок компаса, что всё делалось.

Понимаю, что можно взять папку и собирать туда листики с расчетами. При этом, не заполняя журнал. Тут уже добавить нечего. Так как конкретно международного требования наличия на мостике Журнала поправок компаса я не встречал. Но есть Компанейские нормативы, зачастую там можно найти это требование. Да и стараться кому-то доказать, что вот это вот так, а другое не надо – лишняя трата нервов и времени. На судне столько записей делается с запасом, столько лишних процедур и отчетов, чтоб прикрыть одно место, что Журнал поправки компаса меркнет на их фоне.

Вырезки текстов привел из STCW 2011 года. Дополнительно выкладываю на скачивание страницы, откуда брал эти тексты.

§ 17. Магнитные и компасные румбы, курсы и пеленги. Общая поправка компаса

Рис. 21.

Таким образом, Mагнитным курсом судна называют угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части магнитного меридиана до направления носовой части диаметральной плоскости судна по часовой стрелке от 0 до 360°. Компасный курс - угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части компасного меридиана до направления носовой части диаметральной плоскости судна по часовой стрелке от 0 до 360°. Магнитным пеленгом предмета называют угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части магнитного меридиана до направления на предмет по часовой стрелке от 0 до 360°. Компасным пеленгом предмета называют угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части компасного меридиана до направления на предмет по часовой стрелке от 0 до 360°.

Истинные курсы и пеленги связаны с магнитными следующими алгебраическими соотношениями:

Решение (формулы 19)

Решение (формулы 20)

Решение (формулы 21)

Решение (формулы 22)

Общую поправку называют остовой или вестовой и ставят знак «плюс» или «минус» в зависимости от того, к осту или весту отклонена северная часть компасного меридиана от северной части истинного меридиана. Например:

АК = +3 ° или АК = -10° .

Общая поправка компаса, склонение и девиация связаны следующими алгебраическими соотношениями.

Постоянное ведение счисления пути судна – необходимое ус­ловие его безопасного плавания, поэтому контроль за точностью курсоуказания, постоянное уточнение и учет поправки компаса важнейшая и ответственейшая задача судоводителя, Эта работа постоянно ведется как в порту, так и в море.

Для определения поправки любого компаса необходимо сравнить истинное и компасное направления на один и тот же ориентир, т.е:

ΔМК (ΔГК) = ИП – КП.

Некоторые способы определения поправок компасов перечислены ниже.

Определение поправки компаса по створу. ИП створа снимают с карты. КП берут в момент пересечения створной линии.

Определение поправки компаса по береговым естественным створам (например, срезам двух мысов). В момент пересечения линии естественных створов снимают компасный пеленг и сравнивают его с направлением линии, снятой с карты, проходящей через срезы двух мысов.

Определение поправки компаса по пеленгу отдаленного ориентира. Этот способ применяют при стоянке судна на якоре, когда место ориентира и стоянки точно известно. При этом надо учитывать рысканье судна на якорой цепи под действием ветра и и, особенно, переменного течения

Определение поправки компаса по сличению с другим компасом, поправка которого известна. Способ применяют для определения поправки главного и путевого магнитных компасов путем сличения показаний с гирокомпасом, поправка которого известна. По команде два наблюдателя одновременно замечают курс по обоим компасам. Определяют:

∆МК = (ГКК + ∆ГК) – КК.

Определение поправки компаса при определении места судна по трем пеленгам. При определении места судна по трем пеленгам возможно появление так называемого треугольника погрешностей, т. е. проложенные линии положения не пересекаются в одной точке. Когда имеется уверенность в правильном опознании ориентиров и в отсутствии грубых погрешностей в пеленгах, а треугольник получается большим, то это свидетельствует о погрешности в принятой поправки компаса. Чтобы исключить такую погрешность, а заодно и определить действующую поправку компаса, поступают следующим образом:

– все пеленги изменяют на 3 0 -5 0 в ту или иную сторону, и после прокладки получают новый треугольник погрешностей;

– через сходственные вершины старого и нового треугольников погрешностей проводят линии, а точку М их пересечения принимают за обсервованное место судна, свободное от влияния систематической погрешности в поправке компаса ∆К;

– точку М соединяют с ориентирами на карте и измеряют транспортиром полученные истинные пеленги. Сравнив их с компасными пеленгами тех же ориентиров, находят три значения поправки компаса ∆К = ИП – КП. Среднее арифметическое из полученных результатов принимают за действительную поправку на данном курсе.

Принцип и методика определения поправки компаса по наблюдениям светил.

В открытом море единственным способом определения поправки курсоуказания яв­ляется астрономический способ. Его целесообразно применять и в порту, так как по сравнению с другими способами он явля­ется наиболее точным и надежным.

При определении поправки компаса астрономическим способом в качестве компасного направления используется пеленг на светило, измеренный с помощью пеленгатора, а в качестве истинного направления – счислимый азимут данного светила, вычисленный на момент измерения табличным или машинным способом.

Необходимо соблюдать следующие условия:

1. Использовать для уточнения ∆ К светила, находящиеся на небольшой высоте (h< 30°) и вблизи диаметральной плоскости судна (КУ< 30°);

2. Измерения следует производить сериями из 3-5 пеленгов с перефиксацией пеленгатора;

3. Пеленга измеряют с точностью до 0,1°, моменты замеров фиксируют с точностью не хуже 2-3 с;

4. Счислимый азимут нужно перевести в круговой счет, т.е. ИП = Ак.

Существует несколько способов определения Δ К по светилам:

1.Определение Δ К по светилу, находящемуся на произвольном азимуте;

2.Определение Δ К по Солнцу в момент его истинного восхода и захода;

3.Определение DК по наблюдениям Полярной звезды.

Первый способ – основной и наиболее распространенный, два дру­гих являются его частными случаями.

Главная ось работающего гирокомпаса всегда устанавливается в плоскости так называемого гироскопического или компасного меридиана. Угол между истинным и гироскопическим (или просто компасным) меридианами носит название поправки гироскопического компаса.

В случаях, когда нордовая часть гироскопического меридиана отклонена от истинного меридиана к востоку, поправке гирокомпаса приписывается знак плюс, и наоборот, когда нордовая часть компасного меридиана отклонена от истинного к западу, поправка гирокомпаса имеет знак минус.
Рассмотрение рисунка позволяет при использовании гирокомпаса установить связь между истинными и компасными направлениями, выражающуюся формулами:

ИК = КК гк + ΔГК
ИП = КП гк + ΔГК (28)

Поправка гироскопического компаса и ее знак определяются по формулам:

ΔГК = ИК - КК гк
ΔГК = ИП - КПгк

Поправка гирокомпаса, вообще говоря, состоит из двух составляющих - постоянной и переменной. Однако здесь мы не будем рассматривать ее составляющие и причины, порождающие их. Это изучается в теории гирокомпасов. Мы будем рассматривать лишь результат - отклонение оси гирокомпаса от плоскости истинного меридиана и считать этот угол поправкой гирокомпаса ΔГК, которой следует исправлять все измеренные направления, если нужно получить истинные.

При пользовании магнитным компасом поправкой компаса будет являться угол, заключенный между нордовой частью истинного меридиана и нордовой частью компасного меридиана. Поправка магнитного компаса ΔМК может быть положительной, когда компасный меридиан отклонен от истинного к востоку, и отрицательной, когда компасный меридиан расположен к западу от истинного.
Поправка магнитного компаса, как видно из рисунка, представляет собой сумму двух ее составляющих: магнитного склонения и девиации магнитного компаса

Расчет истинных направлений по известным компасным направлениям и поправке магнитного компаса осуществляется по формулам:

ИК = КК мк + ΔМК
ИП = КП мк + ΔМК

Пример 1. С карты снято d = -4,5°; КК мк = 217,0°; девиация, выбранная иэ таблицы, δ = +1,8°. Рассчитать величину и знак Δ МК.
Решение. Δ МК = - 4,5° + 1,8° = - 2,7°.

Пример 2. С корабля, идущего КК мк = 70,0°, был измерен компасный пеленг на маяк КП мк = 44,5°. Для прокладки на карте необходимо знать ИП на маяк.

Решение. На КК выбираем из таблицы выше девиацию: δ = - 1,5°, а склонение снимаем с карты, на которой оно приведено к году плавания: d = - 2,4°.
Находим Δ МК = d + - 3,9°; ИП = КП мк + ` МК = 44,5° + (- 3,9°) = 40,6°.

Поправка компаса независимо от его типа определяется из наблюдений путем сравнения истинный направлений (курсов и пеленгов) с наблюденными компасными (или обратными компасными) направлениями:

Δ МК = ИП - КП мк
Δ МК = ОИП - ОКП мк
Δ МК = ИК - КК мк
Δ ГК = ИП - КП гк
Δ ГК = ИК - КК гк (32)

При пользовании магнитным компасом, когда определить его поправку на данном курсе путем непосредственных. наблюдений не представляется возможным, последняя вычисляется по формуле (30) на основе рассчитанного для года плавания магнитного склонения и выбранной из таблицы на заданный компасный курс девиации.
В практике кораблевождения могут быть применены следующие способы определения поправки компаса:
- по пеленгу створа, истинное направление которого известно;
- по пеленгу ориентира, место которого нанесено на карту;
- по сличению с другим компасом, поправка которого известна;
- по пеленгу небесного светила.

Определение поправки компаса по пеленгу створа. Этот способ определения поправки компаса наиболее прост. Сущность способа состоит в том, что в момент пересечения створа производится измерение компасного или обратного компасного (при пользовании магнитным компасом) пеленга створа. Поправка компаса при этом получается из сравнения истинного направления линии створа с его измеренным компасным направлением (смотрите рисунок):

Δ ГК = ИП - КП гк

Δ МК = ОИП - ОКП мк

Значения истинных и обратных истинных направлений створов (ИП, ОИП) обычно показываются на морских картах вдоль линии створов. Истинные направления створов указываются также и в лоциях. В отдельных случаях, когда направление створа на карте не показано, его можно легко измерить с помощью транспортира и линейки.
Для повышения точности измерения компасного пеленга рекомендуется с приближением к створу удерживать в плоскости визирования задний створный знак и внимательно наблюдать за приходом на линию визирования переднего знака. В момент, когда знаки (маяки) состворятся, то есть окажутся на одной линии, замечается отсчет компасного пеленга. Если корабль пересекает последовательно несколько створов, то повторные наблюдения на других створах и последующие вычисления поправки компаса на всех пересеченных створах дадут возможность повысить надежность и точность определения поправки компаса. Наиболее вероятное значений поправки компаса в этом случае рассчитывается как среднее арифметическое из результатов всех наблюдений. При необходимости определить вместе с общей поправкой и девиацию магнитного компаса последняя может быть рассчитана следующим образом. С карты снимается значение магнитного склонения для района, где производится определение поправки компаса. Затем по рассчитанной из наблюдений общей поправке компаса и магнитному склонению находится девиация по формуле

δ = Δ МК - d.

Определение поправки компаса по пеленгу ориентира, место которого нанесено на карту. Сущность этого способа состоит в сравнении истинного пеленга на отдаленный предмет с измеренным на него компасным пеленгом. Для этого необходимо, чтобы места корабля и наблюдаемого объекта (т. е. их координаты) в момент наблюдений были известны. Истинный пеленг с корабля на маяк может быть рассчитан (при известных координатах того и другого) аналитически или снят непосредственно с карты крупного масштаба, компасный пеленг измеряется с помощью компаса. Тогда определяемая поправка компаса найдется по формулам

Δ МК = ОИП - ОКП мк - для магнитного компаса
и
Δ ГК = ИП - КП гк -для гироскопического компаса.

Вследствие того что место наблюдаемого ориентира, как правило, бывает известно с высокой точностью, ошибка в определяемой поправке компаса зависит главным образом от того, насколько точно известно мести корабля, т. е. его координаты. Поэтому рассматриваемый способ определения поправки компаса применяется чаще всего при стоянке корабля в гавани или на рейде, когда место корабля может быть определено высокой точностью. На ходу этот способ может быть применен лишь в том случае, когда имеется реальная возможность определить свое место с ошибкой, не превышающей 25 - 50 метров.

Выбор достаточно удаленного ориентира, когда определение поправки компаса осуществляется с якорного места, должен производиться с таким расчетом, чтобы изменение пеленга за счет разворачивания корабля на якорной цепи не превышало допустимой ошибки в определяемой поправке компаса. Принимая допустимую ошибку определения пеленга m п = ± 0,2° и радиус окружности разворота корабля на якорной цепи r = 50 м, найдем минимальное расстояние Д min от корабля до наблюдаемого ориентира, при котором возможно применять этот способ определения Δ К:

D min = r * ctg m п = r / tg m п = r / m п *arc 1° = 50 * 57,3° / 0,2° = 8 миль.

Следовательно, чтобы определить с ошибкой, не превышающей m п = ±0,2° поправку компаса с якорной позиции по отдаленному ориентиру, нужно последний выбирать на расстоянии не менее 8 миль от места корабля.
Если почему-либо компасный пеленг измерить не представляется возможным, но может быть измерен КУ на него, то искомый КП может быть рассчитан по формуле

КП = КК + КУ

В этом случае одновременно с измерением курсового угла на ориентир необходимо заметить компасный курс.

Определение поправки компаса по сличению показаний двух курсоуказателей. Поправка компаса может быть определена путем сличения его показаний с показаниями другого компаса, поправка которого известна. Сущность способа состоит в том, что в один и тот же момент по сигналу замечаются курсы по обоим компасам. После наблюдений показания второго компаса исправляются его поправкой и из сравнения рассчитанного истинного курса с наблюденным компасным курсом исследуемого компаса находится искомая поправка

КК гк + ΔГК = ИК;
ИК - КК мк = ΔМК
Δ МК = (КК гк - КК мк) + Δ ГК

Разность одновременно замеченных показаний курсов двух компасов (КК гк - КК мк)называется сличением.
Таким образом, определяемая поправка компаса равна сличению плюс поправка компаса, с которым производится сличение. В примере приведен порядок определения Δ МК по сличению с ГК, хотя в принципе сличать можно показания любых курсоуказателей. Важно лишь, чтобы поправка одного из них была известна. Чаще этим способом определяется поправка магнитного компаса.

Определение поправки компаса по пеленгу небесного светила. Сущность способа состоит в том, что поправка компаса находится как разность рассчитанного истинного пеленга на небесное светило (Солнце, Луну, планету, звезду) и наблюденного на него компасного пеленга. Расчет истинного пеленга светила на момент наблюдения компасного пеленга производится по формулам сферической тригонометрии с применением специальных таблиц.. Вывод формул и порядок вычислений по ним подробно излагаются в мореходной астрономии (мы постараемся учебник по мореходной астрономии на сайте разместить в ближайшее время) и поэтому здесь не приводятся. Результаты вычислений истинного пеленга (ИП) на светило и наблюдений его с помощью компаса (КП) реализуются для получения искомой поправки компаса по формулам (32).

§ 16. Расчет компасных, магнитных и истинных направлений

В практике кораблевождения при определении (вычислении) направлений приходится решать задачи двух типов:
- по известным компасным направлениям определять для дальнейшего использования в прокладке истинные направления;
- по заданным (снятым с карты) истинным направлениям рассчитывать соответствующие им направления по компасу.
С первой задачей штурман встречается чаще всего при прокладке на карте курсов и пеленгов по результатам наблюдений. Вторая задача соответствует случаям, когда требуется рассчитать для рулевого курс по компасу, удерживая который корабль будет следовать по заданному истинному курсу. Такую же задачу приходится решать, когда требуется рассчитать, например, компасный пеленг на ориентир, соответствующий месту начала поворота корабля на новый курс. Решение задач первого типа иногда называют исправлением направлений или исправлением румбов, решение задач второго типа называют переводом направлений или переводом румбов. Расчет истинных направлений производится по формулам, а при необходимости строится чертеж. Все необходимые для этого формулы выведены в предыдущих параграфах. При решении задач магнитное склонение, девиацию и поправку компаса следует рассматривать как соответствующие поправки, которыми должны быть исправлены неверные, т. е. содержащие ошибки, направления для получения верных, истинных направлений.

Полезно запомнить, что для получения верной величины поправку следует придать с ее знаком к неверной (содержащей ошибку) величине. Применительно к рассматриваемым нами категориям верными надо считать истинные направления относительно магнитных и компасных, магнитные направления-относительно компасных. Для исправления компасного курса и компасного пеленга, наблюденных по гироскопическому компасу (репитеру), достаточно придать к ним поправку гирокомпаса и будут получены исправленные истинный курс и истинный пеленг:

ИК = КК гк + Δ ГК
ИП = КП гк + Δ ГК

Для исправления компасного курса и компасного пеленга, наблюденных по магнитному компасу, необходимо, во-первых, из таблицы выбрать девиацию (на аргумент КК), а с карты снять магнитное склонение. Придав девиацию и склонение к наблюденным компасным курсу и пеленгу, получают исправленные (истинные) курс и пеленг:

ИК = КК мк + d + δ = КК мк + Δ МК;
ИП = КП мк + d + δ = КП мк + Δ МК.

Нужно твердо запомнить, что при расчете истинных направлений аргументом для выбора девиации из таблицы служит только компасный курс, так как девиация магнитного компаса зависит от компасного курса. При исправлении компасных (или обратных компасных) пеленгов девиацию из таблицы надо выбирать на тот компасный курс, которым следовал или на котором находился корабль, когда измеряли пеленг,
Чертеж вычерчивается в такой последовательности. Проводится прямая N k - S k , обозначающая компасный меридиан, на котором выбирается произвольная точка K - место компаса на корабле. Через выбранную точку на глаз под углом, равным компасному курсу относительно компасного меридиана, проводят линию курса корабля. Под углами, равными выбранной из таблицы девиации и известному склонению, учитывая их знаки, проводят магнитный и истинный меридианы. Отыскание после таких построений магнитных и истинных направлений по выполненному чертежу не составит особого труда.
Построение чертежа рекомендуется начать с проведения линии компасного меридиана. Это пригодно для случаев, когда в качестве заданных величин даны компасные направления, В других случаях построение чертежа следует начинать с того меридиана, положение которого задается курсом или пеленгом.
Переход от истинных направлений к направлениям относительно компасного или магнитного меридиана осуществляется таким образом. По известному истинному курсу и склонению рассчитывают магнитный курс. С найденным магнитным курсом входят в таблицу девиации и из нее выбирают девиацию магнитного компаса по аргументу МК, так как КК является искомым.
По рассчитанному магнитному курсу и выбранной из таблицы девиации находят искомый компасный курс. При расчетах, не требующих высокой точности, можно ограничиться выбором девиации, как сказано выше, на магнитный курс. В этом случае мы заведомо допускаем некоторую ошибку, так как выбранная девиация не будет точно соответствовать найденному компасному курсу. Для повышения точности решения задачи можно рекомендовать применение метода последовательных приближений. Суть этого метода применительно к рассматриваемой задаче состоит в следующем. С выбранной на магнитный курс приближенной девиацией рассчитывается приближенный компасный курс. На этот приближенный компасный курс из таблицы выбирается уточненная девиация. По уточненной девиации и известному магнитному курсу рассчитывается уточненный компасный курс, который затем можно вновь использовать для выбора более точной девиации. Обычно последующие приближения излишни, так как они улучшат результат не более чем на 0,1-0,2°.
Составление чертежа, иллюстрирующего задачу на расчет направлений, начинается с нанесения на плоскость чертежа линии N и - S и, обозначающей истинный меридиан, затем строятся относительно нее линии курса и пеленга; построение заканчивается отысканием на чертеже компасных и магнитных направлений. Основа верного построения чертежа состоит в правильном нанесении на чертеж магнитного и компасного меридианов по найденному магнитному склонению и девиации магнитного компаса.

Пример 1. КК мк = 104,0°, d = + 6,6°, δ - из таблицы. Рассчитать ИК.

Решение. ИК = КК мк + d + δ = 104,0° + (+ 6,6°) + (- 3?5°) = 107,1°.

Пример 2. ИК= 216,0°, d = - 5,4°, δ - из таблицы. Рассчитать КК мк

Решение. МК = ИК - d = 216,0° - (-5,4°) = МК = 221,4°.
Из таблицы девиации выбираем на МК = 221,4° δ = + 2,1°. КК" = МК - δ " = 221,4° - (+ 2,1°) = 219,3°.
Это первое приближение. Из таблицы девиации на КК" = 221,4° выбираем девиацию.
КК"" = КК" + δ "" = 219,3° + 2,0° = 219,4°.
Ответ: КК мк = 219,4°.

Глава 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ХОДА, ПРОЙДЕННОГО КОРАБЛЕМ РАССТОЯНИЯ И ПОПРАВКИ ЛАГА

§ 17. Определение пройденного кораблем расстояния по скорости хода и продолжительности плавания

Непрерывный учет перемещения корабля, совершающего плавание по водной поверхности Земли, необходим для определения его места на любой момент времени. Чтобы вести такой учет, необходимо знать направление движения корабля и расстояние, проходимое кораблем по этому направлению. Направление движения корабля определяется с помощью корабельных курсоуказателей. Проходимое кораблем расстояние S может быть определено несколькими способами, один из которых состоит в вычислении пройденного расстояния по формуле
S = Vt (33)
Продолжительность плавания t определяется с помощью корабельных измерителей времени (часов, секундомера). Скорость хода корабля может быть получена или из Таблицы соответствия скорости хода числу оборотов движителей, составленной на основе специальных испытаний, или по показаниям лага.
Скорости хода корабля при различных оборотах движителей (гребных винтов) периодически определяются на мерной линии (специальном полигоне). Мерные линии располагаются вблизи мест базирования кораблей в районах, допускающих необходимую свободу маневрирования и обеспечивающих требуемую точность производства измерений. Полигон должен быть по возможности укрыт от воздействия ветра и волнения моря с преобладающих в данном районе направлений; глубины моря на линии пробега должны быть достаточными, чтобы на определяемые скорости не сказывалось влияние мелководья; на полигоне не должно быть резко переменных течений, имеющих значительные скорости; оборудование полигона должно соответствовать избранному способу определения скоростей. Скорости хода могут быть определены различными способами, которые сводятся к измерению промежутков времени и расстояний, проходимых кораблем за эти промежутки.


На мерной линии (смотрите рисунок) направления и длины пробегов определены заблаговременно и зафиксированы на месте системой береговых створных знаков или плавучих средств оборудования, облегчающих производство наблюдений.
Для измерения расстояний с помощью радиолокационной станции на полигоне устанавливаются специальные пассивные отражатели или используются местные точечные ориентиры, хорошо видимые на экране РЛС и нанесенные на карту.
Для получения высокоточных обсервованных мест корабля, между которыми затем измеряются расстояния, необходимо, чтобы полигон находился в зоне действия высокоточных радионавигационных систем, а корабль имел соответствующие приемо-индикаторные устройства.
Для определения скоростей с помощью гидроакустической станции необходимо, чтобы полигон был оборудован подводными излучателями или приемниками звука. Если ни того, ни другого на полигоне нет, в качестве излучателя (или приемника) могут быть использованы корабли, устанавливаемые в строго определенных местах и вооруженные гидроакустическими станциями.

Таким образом, способы определения скоростей хода корабля на мерной линии отличаются один от другого лишь средствами и приемами измерения длины линии пробега.
Наиболее точно скорости хода определяются на мерной линии, оборудованной несколькими параллельными секущими створами, чувствительность которых обеспечивает точную фиксацию моментов их пересечения. Направление линии пробега, на некоторых полигонах обозначается ведущим створом (рисунок) или рядом вех. Расстояние вдоль линии пробега между секущими створами определяется на основе точных геодезических работ. .
Для определения скорости хода на мерной линии корабль ложится на курс по компасу с расчетом идти вдоль линии вех или створа перпендикулярно секущим створам и развивает заданное число оборотов движителей. В момент пересечения первого секущего створа запускаются секундомеры и с приходом корабля на следующий створ секундомеры останавливаются. По продолжительности пробега t и его длине S рассчитывается скорость хода корабля V в узлах на данном галсе по формуле

V = S * 3600 / t (34)

где S - длина пробега в милях; t - время пробега в секундах.
В вычисленной по формуле (34) скорости, как правило, содержится некоторая ошибка за счет.влияния действующего в районе мерной линии неучтенного течения. Для исключения влияния течения на каждом режиме движения делается не один пробег, а два, три или четыре. При постоянном течении (когда его скорость и направление сохраняются во время испытаний неизменными) делаются два пробега на взаимно противоположных галсах. По результатам измерений на двух пробегах скорость хода, свободная от влияния постоянного течения, рассчитывается по формуле

V = (V 1 + V 2) / 2 (35)

где V 1 и V 2 - скорости хода при заданном числе оборотов винтов, определенные по результатам измерений на первом и втором пробегах. Число оборотов винтов N на заданном режиме работы двигателей определяется также как среднее из наблюденных на обоих пробегах

N =(N 1 + N 2) / 2 (36)

Если течение в районе мерной линии не остается постоянным, а равномерно изменяется, то делается последовательно три пробега (в одном направлении, обратно и снова в первоначальном направлении); скорость хода, свободная от влияния течения, и соответствующее ей число оборотов гребных винтов рассчитываются по формулам:

V = (V 1 + 2V 2 + V 3) / 4
N = (N 1 + 2N 2 + N 3) / 4 (38)

В тех случаях, когда скорость хода требуется определить с повышенной точностью или имеются основания предполагать, что скорость течения в районе полигона изменяется неравномерно, необходимо делать четыре пробега (поочередно в прямом и обратном направлениях). При этом средняя скорость, свободная от влияния течения, и соответствующее ей число оборотов рассчитываются по формулам:

V = (V 1 + 3V 2 + 3V 3 + V 4) / 8 (39)
N = (N 1 + 3N 2 + 3N 3 + N 4) / 8 (40)

Все пробеги при заданном режиме работы машин следует производить вдоль одной и той же линии. Это вызывается необходимостью сохранения по возможности одинаковых условий на всех галсах.
В изложенной выше последовательности производятся наблюдения и рассчитываются средние скорости (свободные от влияния течения) и соответствующее им число оборотов гребных винтов на нескольких основных режимах работы двигателей. По результатам обработки материалов измерений строится график зависимости скорости хода корабля от числа оборотов гребных винтов. График строится в прямоугольной системе координат: по оси абсцисс откладываются средние скорости в узлах, а по оси ординат среднее число оборотов винтов при данном режиме работы машин. Через точки, соответствующие результатам обработки наблюдений, проводится кривая V = f (N) зависимости скорости хода V от числа оборотов N винтов. Для достижения необходимой достоверности эта кривая должна наноситься не менее чем по пяти точкам. При меньшем числе точек график следует считать приближенным.
С вычерченного графика снимаются данные для составления Таблицы соответствия скорости хода числу оборотов движителей (гребных винтов), помещаемой в навигационном журнале. Такая таблица обычно составляется для различных скоростей с интервалом через один узел при нормальном водоизмещении корабля.
Таблица соответствия скорости хода оборотам движителей позволяет по числу оборотов винтов установить скорость, развиваемую кораблем. По известному времени движения корабля данной скоростью нетрудно произвести расчет пройденного расстояния, пользуясь формулой (33). Этот расчет удобно производить на логарифмической линейке или с помощью таблиц 27-а, 27-6 МТ (мореходных таблиц).
Число оборотов движителей на походе может несколько отличаться от заданного, поэтому время от времени его нужно контролировать. Для определения фактического числа оборотов гребных винтов пользуются тахометрами или суммарными счетчиками. При пользовании тахометрами контрольные отсчеты числа оборотов следует брать несколько раз через 5 или 10 мин, а затем вывести среднее число оборотов в минуту.
При пользовании суммарными счетчиками отсчеты по ним делаются в начале и в конце часа или получаса.

Таблица соответствия скорости хода числу оборотов винтов

(Нормальное водоизмещение G_н = 12 000 тонн)

По разности отсчетов суммарных счетчиков рассчитывается число оборотов винтов в одну минуту. Если число оборотов винтов, определенное с помощью тахометров или суммарных счетчиков, не соответствует табличному, то скорость корабля выбирается из таблицы путем линейной интерполяции.
При расчетах пройденного кораблем расстояния S по скорости V и продолжительности t его плавания необходимо помнить, что выбираемая из таблицы скорость характеризует перемещение корабля относительно воды. В табличных данных не учитываются факторы, влияющие на скорость корабля: течение, ветер, волнение, отклонение водоизмещения и осадки от нормальных, крен и дифферент, обрастание корпуса и мелководье. Влияние на движущийся корабль любого из перечисленных факторов или любой совокупности их приводит к тому, что действительная скорость корабля на переходе отличается от скорости, выбранной из Таблицы (как правило, в меньшую сторону). Следовательно, в рассчитанном по скорости V и продолжительности плавания t пройденном расстоянии S содержится ошибка, величина которой зависит от того, насколько отличаются фактические условия данного плавания от условий, при которых производилось определение скоростей на мерной линии. Большей, чем по таблицам, точности в определении пройденного кораблем расстояния можно добиться при использовании для этой цели лага.

§ 18. Определение пройденного кораблем расстояния по показаниям лага

Для определения скорости хода и пройденного кораблем расстояния пользуются главным образом гидродинамическими лагами, действие которых основано на принципе измерения гидродинамического давления, возникающего от движения корабля и изменяющегося соответственно изменению скорости его хода.
Приемное устройство гидродинамического лага имеет два канала, по одному из которых в чувствительный элемент передается статическое давление, зависящее только от осадки корабля, а по другому-суммарное давление, включающее, кроме статической составляющей, составляющую динамического давления, зависящую от скорости движения корабля. Давление воды по обоим каналам приемного устройства поступает в чувствительный элемент, представляющий собой камеру, разделенную диафрагмой на две полости-нижнюю и верхнюю. Нижняя полость камеры соединена трубопроводом с каналом, принимающим суммарное давление, а верхняя - с каналом приема статического давления.
Когда корабль стоит без хода, давление в нижней полости камеры уравновешивается давлением в ее верхней полости, так как в обе полости поступает статическое давление, обусловливаемое осадкой корабля, и диафрагма остается неподвижной. При движении корабля в нижней полости камеры чувствительного элемента лага образуется избыточное давление, пропорциональное квадрату скорости хода, которое преобразуется в механическое усилие, приводящее в действие компенсационное устройство лага, вырабатывающее значение скорости хода в узлах.
Величина пройденного расстояния как функция скорости и времени вырабатывается в лаге интегрирующим механизмом.
Другим типом лагов, принципиально отличающимся от гидродинамических, являются вертушечные лаги, в качестве чувствительного элемента которых используется вертушка, выстреливаемая под днище корабля. При движении корабля встречный поток воды давит на лопасти вертушки и заставляет ее вращаться. Число оборотов, совершаемое вертушкой, пропорционально проходимому кораблем расстоянию. Вращение вертушки передается на специальный счетчик, который отмечает число оборотов вертушки и преобразовывает его в пройденное кораблем расстояние. Шкала счетчика пройденного расстояния градуируется в морских милях. При помощи специального счетно-решающего механизма пройденное расстояние перерабатывается в скорость, которая показывается на счетчике в узлах.
Гидродинамические и вертушечные лаги, как это следует из краткого их описания, показывают пройденное кораблем расстояние относительно воды. Перемещения самой массы воды эти лаги не учитывают.
Пройденное кораблем расстояние S л получают по лагу как разность двух отсчетов (ол 2 - ол 1) соответствующих моментам наблюдений T 2 и T 1 . Независимо от конструкции любой лаг показывает пройденное расстояние и скорость хода корабля с некоторой погрешностью. Погрешность показаний пройденного расстояния носит относительный характер и накапливается пропорционально проходимому расстоянию. Величина этой погрешности при разных скоростях хода корабля различная.
Для компенсации погрешности показаний лага при расчете пройденного кораблем расстояния необходимо в разность показаний (разность отсчетов лага рол = ол 2 - ол 1) вводить поправку лага. Поправкой лага называется численное значение погрешности показаний счетчика пройденного кораблем расстояния, взятой с обратным знаком и выраженной в процентах от разности отсчетов лага.