Компас

Компас, буссоль, прибор для измерения магнитного азимута, то есть угла, составленного направлением, проходящим через точку стояния и наблюдаемый предмет, с магнитным меридианом. К. снабжен магнитной стрелкой (или системой стрелок), свободно вращающейся в горизонтальной плоскости на острие шпиля, ось стрелки определяет направление магнитного меридиана. Для того чтобы по измеренному магнитному получить истинный азимут, т.е. угол, составленный направлением на наблюдаемый предмет с плоскостью истинного меридиана, надо знать склонение магнитной стрелки, то есть угол, составленный. осью магнитной стрелки в точке стояния с плоскостью истинного меридиана. Если стрелка своим северным концом отклонена к западу от истинного меридиана, то склонение называется западным; если же северный конец стрелки отклонен к востоку от истинного меридиана, то склонение называется восточным. Связь магнитного азимута А с истинным а выражается следующим простым уравнением: α~Α±δ, где δ представляет величину склонения магнитной стрелки. Точность определения склонения бывает различная в зави симости от целей вычисления истинного азимута по измеренному магнитному.

К. употребляется при так называемым буссольной съемке в топографии, в горном деле при различного рода горных разведках и в морском деле при ведении корабля по определенному курсу. К. (буссоли) в топографии бывают различного устройства, но все они м. б. разделены на два вида: штативные, которые при наблюдениях необходимо ставить на треногу или на кол, и ручные, к-рыми работают с руки. Типичной буссолью первого рода служит штативная буссоль Стефана, второго рода—ручная буссоль Шмалысаль-дера(ем. Буссоль).

.Штативная буссоль Стефана состоит: а) из наружного лимба, разделенного на градусы, могущего вращаться около вертикальной оси; б)неизменно с ним закрепленного внутреннего лимба, разделенного также на градусы, и помещенного в цилиндрич. коробке, прикрытой сверху стеклом; в) из алидады с двумя диоптрами, приводимыми для наблюдения в вертикальное положение, вращающейся около общего с лимбами центра. В цилиндрической коробке имеется магнитная стрелка, вращающаяся на шпиле в горизонтальной плоскости. На внутреннем лимбе, кроме обозначений через каждые 10°, поставлены буквы Ν, О, S и W, причем N находится против черты, означенной 0° на внутреннем и внешнем лимбе. Для наблюдения буссоль приводят в горизонтальное положение по стрелке так, чтобы верхняя плоскость магнитной стрелки была параллельна плоскости внутреннего лимба. После этого весь прибор ориентируют, то есть вращают его до тех пор, пока диаметр NS внутреннего лимба не совпадет с направлением успокоившейся стрелки (Ν—против северного конца стрелки), и закрепляют прибор на штативе. В это время диаметр наружного лимба, означенный 0—180°, принимает направление магнитного меридиана (0—к северу); если теперь свободно вращающуюся алидаду с диоптрами навести на данный предмет, то отсчет по наружному лимбу до нулевой части алидады даст магнитный азимут направления. Подробности устройства и ПОВерКИ К. СМ. БуССОЛЬ. Н. Степанов.

К.авиационный,прибор, устанавливаемый на самолетах для ориентировки в полете по направлению; ведет свое начало от судового К., но повышенные требования, вызванные специфич. условиями его эксплуатации, отличными от морских, привели к специальным типам авиационных К.

В настоящее время выработано несколько типов авиационных К. Наиболее распространены для самолета К. магнитные и притом за немногими исключениями жидкостные. Основные части магнитного К. следующие (фигура 1). Котелок I—медный сосуд, наполняемый в различных К. различными жидкостями (ом с водой, чистым ом, реже керосином и тому подобное.). В котелке находится ряд магнитных стрелок 2, соединенных между собой и направленных одноименными полюсами в одну сторону. Система этих стрелок при помощи особого углубле-. ния, топки 3, выложенного сапфиром или ^! агатом, держится на острие 4. Сверху их имеется пластинка с нанесенными на нее румбовыми и градусными делениями—к а р-тушка 5 (роза, фигура 2). На верхней части загнутого внутрь борта котелка против градусныхделений картушки нанесена к у р-совая черта, указания которой на то или иное деление розы определяют компасный курс самолета. В нижн. части компаса имеется девиационный прибор, которым при помощи компенсирующих магнитов 6 (фигура 1) уничтожается девиация (смотрите Судовой компас). Вся эта система, в целом называемая компасом укрепляется к самолету при помощи кардана?, которым обеспечивает компасу сохранение горизонтального положения при отклонениях самолета от нормального режима полета.

Наличие на самолете, особенно современном, большого количества мягкого и твердого железа (стали), а тем более в пилотской кабине, вызывающее большие девиации (до 50°), заставило искать место для установки К. возможно дальше от мотора (вплоть до хвостовой части фюзеляжа) с передачей показания К. в кабину пилота. Эта задача оказалась выполнимой благодаря дистанционным К., к которым относятся оптический, селеновый и индукционный К. 1) Принцип оптического К. заключается в передаче показаний обыкновенного магнитного К. в пилотскую кабину системой линз и зеркал на расстоянии, так как самый К. устанавливается вне пределов пилотской кабины, в месте, дающем наименьшую девиацию. 2) Селеновый К. Бамберга основан на свойстве селена изменять электропроводность с изменением силы падающего на не-Фигура 2. го света, считая, что электропроводность селена пропорциональна силе света. Картушка селенового К., в основном сходная с картушкой магнитного, отличается от последней формой розы, на которой не обозначены румбы и градусные деления. Под розой находятся 2 селеновых элемента, соединенные с азимутным кругом гибким валом и включенные с гальванометром в мостик Витстона. Над розой картушки находятся две электрич. лампочки; азимутный круг устанавливается у аэронавигатора (наблюдателя), гальванометр— у пилота. При всяком отклонении от курса тот или иной селеновый элемент попадает в полосу света одной из лампочек и меняет свою электропроводность, в результате чего· стрелка гальванометра отклоняется и тем указывает пилоту на уклонения от намечен ного курса, определенного по азимутному кругу. Для перемены курса необходимо установить на соответствующий градус азимутный круг, тем самым ориентируя селеновые элементы. 3) Индукционный К. сконструирован на принципе возбуждения тока при вращении замкнутого контура (катушки) в земном магнитном поле и состоит из генератора электрическ. энергии, указателя уклонения от курса—вольтметра и командного азимутного диска с рукояткой и неподвижным указателем. При вращении катушки в магнитном поле в направлении, пересекающем силовые линии поля, в катушке индуктируется ток. Если же щетки, генератора параллельны линиям сил индуктирующего магнитного поля, то тока во внешней цепи не возникает. Аэронавигатор направляет движения щеток машины и тем управляет азимутным кругом, указывая пилоту курс, так как при малейших поворотах азимутного круга стрелка вольтметра в пилотской кабине немедленно отклоняется от нуля и устанавливается на нуль, только когда самолет выйдет на правильный курс. Такие К., как селеновый или индукционный, обладающие значительной точностью, очень удобны при продолжительных полетах с частыми переменами курсов, например при разведках на морских зверобойных промыслах, где полетом управляет штурман, непрерывно отмечающий на карте путь полета.

Обычно же в настоящее время наиболее распространенными авиационными К. являются компасы апериодические, в которых картушка, получив отклонение от положения равновесия, возвращается к нему не переходя центра равновесия. Из аперио-дическ. К. распространены: К. сист. Кемпбел-Беннет и сотенный К. типа АС 253, «цен- тезималь». Первый из них отличается от обычных магнитных К. системой магнитных стрелок, которых имеется три пары, и прикрепленными к ним сверху восемью радиально расположенными проволочками-затухателя-ми, превращающими колебания картушки в апериодические. Две из них, составляющие одну прямую, как противоположно расположенные, окрашены в красный цвет, концы их обозначены буквами N и S и проходят параллельно магнитной оси картушки, то есть конец N указывает на север. Отсчет курса ведется при помощи азимутного круга, на котором натянуты 4 параллельных тонких нити. На нем нанесены градусные деления через 2°. Самолет направляют по требуемому курсу следующим образом. Повертывают азимутный круг так, чтобы его соответствующие курсу градусные деления находились против курсовой черты, затем поворачивают самолет до тех пор, пока нити азимутного круга не станут параллельно красному за-тухателю и его N будет обращен в сторону N азимутного круга. В продолжение всего полета по установленному курсу пилот должен наблюдать за параллельностью нитей круга и затухателя. Этим значительно облегчается наблюдение за курсом, так как достаточно беглого взгляда на компас, чтобы заметить малейшее отклонение от параллельности нитей круга и затухателя. К. снабжен пружинным и войлочным амортизаторами,

значительно смягчающими вертикальные и горизонтальные толчки.

На больших самолетах применяется жироскопический компас, основанный на стремлении вращающегося волчка (смотрите) сохранить направление оси вращения. Показания жироскопич. К. считаются правильными только через 2—2¹/₂ ч. после того, как будет пущен волчок. По мере удаления от экватора к полюсам сила, направляющая волчок, уменьшается, исчезая совершенно у полюсов.

В отдельных случаях, например при полетах Амундсена к сев. полюсу, применялся солнечный К., не подверженный действию девиации и склонениям. Он наиболее пригоден для полетов за полярным кругом строго по меридиану. Пользование им сводится к наблюдениям за солнцем через визир, вращающийся при помощи часового механизма.

Установка магнитного К. на самолете состоит из двух основных моментов:

1) выбора места в кабине пилота, причем К. должен быть возможно дальше удален от металлич. предметов, могущих оказать влияние на магнитную систему К., не должен находиться в одной горизонтальной плоскости с магнето мотора как рабочих, так и пускового и должен быть в поле зрения пилота и

2) уничтожения девиации. Чтобы судить о трудности уничтожения девиации на самолете, нужно иметь в виду, что в зависимости от производящих девиацию сил она бывает нескольких видов: 1) постоянная, вызываемая силой, постоянной по величине и направлению; 2) полукруговая, которая при полном обращении самолета на 360° два раза меняет свой знак (+ и —) и два

,раза обращается в нуль; 3) четвертная, при тех же условиях четыре раза меняющая свой знак и четыре раза обращающаяся в нуль. При элементарном рассмотрении девиации можно ограничиться указанными видами, если размеры магнитных стрелок картушки К. малы по сравнению с расстоянием до сил, вызывающих девиацию. Если же эти условия не соблюдены, то ближние источники возмущения (железные предметы) вызывают девиацию: твердое железо—п о-лукруговую, шестерную, десятерную и т. д. в арифметич. прогрессии, и мягкое железо—четвертную, восьмерную и т. д. также в арифметич. прогрессии. Кроме указанных видов девиации существует девиация креновая, вызываемая поворотами и кренами самолета, достигающая максимальных размеров на N и S курсах в 50° и более. При полетах в неспокойную погоду это обстоятельство нужно учитывать, особенно при поворотах более чем на 11°, а также при прямом полете, когда «болтание» сообщает самолету постоянное отклонение от нормального режима полета по линии поперечной и продольной оси самолета. В последних конструкциях авиационных К. креновая девиация в значительной степени устранена, но при больших перелетах с плохими или сбивчивыми ориентирами учитывать ее все же необходимо. Из перечисленных видов девиации в авиационном К. уничтожают только посто янную полукруговую при помощи взаимно перпендикулярно расположенных в девиа-ционном приборе магнитов-уничтожителей. Остальные виды девиации уничтожению не поддаются из-за отсутствия специален. приборов, т. к. приборы для уничтожения всех видов девиации в морских магнитных компасах, например дефлектор де-Колонга, для авиационных К. непригодны по своему принципу и большим размерам.

Обычно К. на самолете устанавливают на 8 курсов. Для этого выбирают на аэродроме наиболее ровную площадку от 40 до 50 метров диаметром, в значительном удалении от ангара и прочих построек; при помощи контрольного К. с пеленгатором, установленного на треноге, отмечают 8 магнитных румбов: N, E, S, W, NE, SE, EW и NW, направления которых отмечаются забиваемыми в землю колышками; затем в центр этой площадки устанавливают самолет последовательно на каждые из 8 румбов т. о., чтобы продольная ось его строго совпадала с данным румбом; сличают показания самолетного К. с разбитыми по контрольному К. румбами и составляют диаграмму девиации К., к-рую прикрепляют к кабине пилота на видном месте около К. В момент установки на эти 8 курсов на самолете должно находиться все, что будет на нем в полете, т. к. позднейшее прибавление или уменьшение числа металлических приборов или иное размещение их изменит девиацию и поправки окажутся неверными. Проверка К. производится после каждой перемены мотора.

Лит.: Немчинов В. Г., Авиационные приборы, М., 1926; Bennewitz К., Flugzcuginstru-mente, Handbuch d. Flugzeugkunde, hrsg. v. F. Wa-genfiihr, B. 8, B., 1922; Immler W., Flugzeug-kompasswesen undFlugzeugsteuerkunde, Charlottenburg, 1918; «Ζ. d. VDI», 1919, B. 63, p. 1224—1231, 1250— 1257; Gramme 1 R., «Ztschr. fiir Flugtechnik u. Motorluftschiffahrt», Meh., 1919, Jg. 10, p. ί—12, 125; В о у к о w С., ibid, p. 124—125. П. Иванов.

, К. горный, прибор для непосредственного измерения по имеющемуся обнажению горной породы (смотрите Стратиграфия) угла простирания (или азимута линии падения) и угла падения этой породы (пласта или жилы). Прибор (фигура 3) состоит из буосоли (смотрите), при- £ крепленной к латунной прямоугольной доске abed, длинный край которой параллелен диаметру NS лимба буссоли. Лимб разделен на градусы, причем счет делений возрастает обратно движению часовой

Фигура з. стрелки от 0 до 360° (0 или 360° поставлены у отмеченного буквой N конца диаметра NS). В соответствии с этим надписи лимба Е и W (восток и запад) переменены местами. На дне буссольной коробки нанесен другой лимб (собственно полукруг), служащий для отсчета углов падения пласта. Они фиксируются вращающимся на оси к стрелки ns

острием металлического отвеса е, называемого также клинометром. Нуль деления стоит у отмеченного буквой Е конца диаметра EW (перпендикулярно к краю ad доски). Деления этого второго лимба воз-

растают в обе стороны от 0 до 90°. Вне употребления) стрелка ns действием пружины прижата к стеклу буссоли, а колебания отвеса задерживаются защелкой д.

Для определения азимута β°, линии падения и угла падения h^c пласта FRQT (фигура 4) поступают след, образом. Освободив отвес е (фигура 3) и поставив прибор по пласту отвесно на край ad доски так, чтобы буква N диаметра NS была обращена в сторону падения, поворачивают К. по обнажению до тех пор, пока острие отвеса не покажет наибольшего угла падения опт (линия пт называется линией падения пласта). Затем, не

сдвигая края доски с линии падения, совмещают доску К. с пластом и прочерчивают: по краю ad—линию падения пт, а по краю cd—линию простирания пласта Imp. Далее освободив стрелку ns и не сдвигая края cd доски с прочерченной линии простирания Imp, приводят лимб К. в горизонтальное положение (на фигура 4 не показано); при этом край ad доски и параллельный ему диаметр NS лимба совпадут с проекцией линии падения пт пласта. Затем, согласно с направлением шкалы лимба, отсчитывают по северному (N) концу стрелки ns азимут β° линии падения пласта. Угол простирания а° определится как разность β°— 90°.

При непосредственном измерении угла простирания и падения пласта поступают след. обр. Поставив К. на пласт отвесно на длинный край, поворачивают прибор до тех пор, пока острие клинометра не покажет 0° (что отвечает линии простирания пласта). Затем, совмещая компас с плоскостью пласта, прочерчивают линию простирания Imp и перпендикулярную к ней линию падения тп пласта. Приставив затем доску краем ad к прочерченной линии простирания, приводят лимб прибора в горизонтальное положение и, освободив стрелку ns, отсчитывают по северному концу ее угол простирания а°; азимут линии падения β° определяется как сумма а°+ 90°. Пойле этого, приставив компас краем ad к линии падения пт, приводят лимб в отвесное положение и, освободив клинометр, отсчитывают по его острию угол падения пласта 1г°. Поверхность пласта не всегда представляется идеальной плоскостью: вследствие выветривания, выкрашивания, слабого изогнутая и тому подобное. получаются неровности, которые могут отразиться на величинах углов падения и простирания. В та ком случае нужно сделать несколько измерений в разных частях пласта и взять среднее из них.

Описанный горный К. является самым простым и употребительным. Кроме него известны еще несколько систем К. с различными специальными приспособлениями (для составления пластовых карт, рудничн. планов), например К. сист. Носова, Войслава, Гамильтона, Долинского, Клокмана, Брун-тона и др. Из них наиболее практичным является К. системы Долинского, приспособленный к нивелировке и друг, родам съемок. Этот К. снабжен диоптрами (смотрите) и уровнем; установка его производится или в висячем положении при помощи крючков, приделанных к верхним концам диоптров, или же при помощи штатива в виде палки, состоящей из двух частей, выдвигающихся на требуемую высоту. В таком виде прибором можно пользоваться: 1) как горным компасом,

2) как ручной буссолью или эклиметром,

3) как нивелиром или легкой буссолью; для последней цели К. насаживают на штатив и приводят в более строгое горизонтальное положение. Американские геологи широко пользуются горным К. системы Брунто-на (фигура 5). Этот прибор, помимо горного К., совмещает в себе нивелир, довольно точный клинометр и буссоль с диоптрами.

При помощи вышеописанных К. измеряются углы магнитного простирания или магнитные азимуты линий падения пласта. Для перехода к углам истинного простирания пласта или к истинному азимуту линии падения необходимо прибавить к произведенным наблюдениям склонение магнитной стрелки со знаком (+), если оно восточное, и со знаком (—), если оно западное. Для непосредственного измерения истинных координат пласта, отнесенных к направлению истинного, а не магнитного меридиана служат основанные на пользовании солнечными часами меридианоско-пы, или азимутоско-пы, различного устройства. Среди них в горной практике наиболее известен горный меридианоскоп Моиковского. Этот прибор позволяет не только находить азимут известной линии, но и определять оба элемента залегания горных пород: простирание и падение. Особенные услуги горный меридианоскоп оказывает при исследовании кристаллич. сланцев, разлагающихся под влиянием гидрохимия, процессов с выделением железа в виде кристалликов магнетита. Применение меридианоскопа может оказаться вполне целесообразным и в тех областях земной коры, где с особенной силой проявляются магнитные аномалии (смотрите). Недостаток этого прибора заключается в том, что он требует яркой солнечной погоды; при полной облачности или при наблюдении в тени меридианоскоп неприменим.

Фигура 5.

Лит.: Мушкетов И. В., Физич. геология,

т. 1, изд.З, Л., 1924 (здесь те указатель литературы); Л е в и н с о н-Л е с с и н г Ф. Ю., Введение в геологию, П., 1923; Обручев В. А., Полевая геология, т. 1, М.—Л., 1927; Савицкий, Инструкция для определения склонения магнитной стрелки, «Записки Военно-топографич. отдела главного штаба», СПБ, 1895, ч. 52 (поверка и починка горных К.); Ш т и н и И.—М у ш к е т о в Д., Технич. геология, h,—М., 1925; Stutzer О., Geologsches Kartieren u. Perspektieren, 2 Aufl., В., 1924; Loire e F., Field Geology, 1923, И. Мельников,