Компас жидкостный: описание, принцип действия, применение, инструкция

Содержание материала

Советы по выбору удобной модели

Самый главный совет для путешественника, планирующего исследовать удаленные от цивилизации территории, звучит так: всегда нужно иметь запасной план. У мотоцикла или автомобиля может кончиться бензин и перестать работать электронный прибор для ориентирования. Общая карта местности не поможет, если путешественник заблудился. Неожиданные сложности могут возникнуть у каждого.

Автомобили и мотоциклы

Экстремальные мотоциклисты и автомобилисты, путешествующие по неизведанным территориям, могут отдать предпочтение электронному прибору. Он самый точный, а у транспортного средства есть достаточно энергии для его работы. Кроме этого, электронный компас никак не реагирует на обилие металла вокруг, корпус машины или раму мотоцикла.

Велосипедисты

Велосипедные прогулки, в том числе прокладка трасс для соревнований, обычно происходят вблизи от существующей инфраструктуры, дорог и населенных пунктов. Поэтому спортсменам стоит завести компас для спортивного ориентирования жидкостного типа или удобную компактную модель с классической магнитной механикой. Такой прибор, подвешенный на шейный ремень или зафиксированный на запястье, не отвлекает от движения. Если не планируется кататься долго, можно взять с собой в дорогу и устройство электронного типа.

Пешие прогулки

В пешие прогулки, не предусматривающие значительного удаления от цивилизации, можно взять любой магнитный компас. Даже если предстоит тур по заранее размеченным маршрутам в парке, детская наручная модель станет отличным развлечением для ребенка.

Спорт

Спортивное ориентирование требует специального оснащения. Здесь без жидкостного приспособления не обойтись. Именно он позволит быстро проводить изменения и строить маршрут. Кроме этого, устроители спортивных соревнований намеренно запрещают использование электронных устройств, развивая в участниках способности к ориентированию на местности.

Ориентирование по компасу без карты

Теперь предположим, мы пошли в лес по грибы без карты, но компас с собой захватили (чтоб не оставлять по пути крошки, которые могут съесть птицы).

Чтобы не заблудиться, нужно выбрать четкий протяженный объект, который будет служить вам ориентиром. Например, это может быть дорога или река. Итак, мы стоим на дороге. От нее уходим в лес по примерно перпендикулярной линии. Отойдя немного, но оставляя дорогу в зоне видимости, поворачиваемся к ней лицом. Достаем компас и приводим его в активное состояние. Поворачиваем его до тех пор, пока указатель стрелки не совпадет с нулевой шкалой. Далее по центру компаса проводим воображаемую линию к нашему объекту (дороге). Фиксируем азимут нашего возвращения. Противоположная сторона линии (указатель мушки) покажет нам направление движения в лес. При движении вглубь леса желательно периодически проверять, не слишком ли мы отклонились от заданного направления.

Походы по Карелии и Ленобласти

Хочу пойти

Ладожские шхеры из Лумиваары. Байдарочный поход

5 2

Осталось 4 места

Школа инструкторов в СПб. Продвинутый уровень

На каяках по Вуоксе: по Беличьим протокам в Приозерск

4.875 8

Тренировка по спортивному ориентированию. Базовый уровень. Петербург

5 2

Ястребиное. Скалолазание и тарзанка

4.8333 6

Ладожские шхеры из Лумиваары. Байдарочный поход

5 2

Осталось 4 места

Школа инструкторов в СПб. Продвинутый уровень

На каяках по Вуоксе: по Беличьим протокам в Приозерск

4.875 8

Тренировка по спортивному ориентированию. Базовый уровень. Петербург

5 2

Ястребиное. Скалолазание и тарзанка

4.8333 6

Ладожские шхеры из Лумиваары. Байдарочный поход

5 2

Осталось 4 места

Школа инструкторов в СПб. Продвинутый уровень

На каяках по Вуоксе: по Беличьим протокам в Приозерск

4.875 8

Тренировка по спортивному ориентированию. Базовый уровень. Петербург

5 2

Ястребиное. Скалолазание и тарзанка

4.8333 6

Можно создавать целую цепь объектов для ориентирования, фиксируя значения азимута.

Если вы решили вернуться к заданному объекту, берем компас так, чтобы линия (указатель мушки) показывал вперед. Далее разворачиваемся вместе с компасом так, чтобы север стрелки совпал с севером шкалы. Теперь можно двигаться в сторону, куда обращен ваш взгляд.

Кроме компаса, есть другие распространенные способы ориентирования на местности. Выделим среди них наблюдение за Солнцем и Полярной звездой. Как ориентироваться по звездам? Найти Полярную Звезду (в созвездии Малой Медведицы) – она всегда находится на севере. Если вам нужно определить стороны света по Солнцу, необходимо пронаблюдать, где оно восходит и где садится. Соответственно восход – это восток, а закат – запад.

Больше информации о компасах можно почерпнуть из видео:

Теперь вы знаете, как правильно пользоваться компасом и сориентироваться на местности, а значит, не только не заблудитесь, но и поможет другим выбраться из лесу.

Пешие походы

Хочу пойти!

Мест нет

Путешествие в Дагестан

4.75 8

Конная баллада в Подмосковье

Усьвинские столбы осенью

Осталось 1 место

Ликийская тропа (восточная) за неделю

Осталось 4 места

Школа инструкторов в СПб. Продвинутый уровень

Прогулка Мурановский лес

Мест нет

Путешествие в Дагестан

4.75 8

Конная баллада в Подмосковье

Усьвинские столбы осенью

Осталось 1 место

Ликийская тропа (восточная) за неделю

Осталось 4 места

Школа инструкторов в СПб. Продвинутый уровень

Прогулка Мурановский лес

Мест нет

Путешествие в Дагестан

4.75 8

Конная баллада в Подмосковье

Усьвинские столбы осенью

Осталось 1 место

Ликийская тропа (восточная) за неделю

Осталось 4 места

Школа инструкторов в СПб. Продвинутый уровень

Прогулка Мурановский лес

Картушка компаса.

Для определения направлений в компасе имеется картушка (рис. 1) – круговая шкала с 360 делениями (соответствующими одному угловому градусу каждое), размеченными так, что отсчет ведется от нуля по часовой стрелке. Направлению на север (норд, N, или С) обычно соответствует 0°, на восток (ост, O, E, или В) – 90°, на юг (зюйд, S, или Ю) – 180°, на запад (вест, W, или З) – 270°. Это главные компасные румбы (страны света). Между ними расположены «четвертные» румбы: норд-ост, или С-В (45°), зюйд-ост, или Ю-В (135°), зюйд-вест, или Ю-З (225°) и норд-вест, или С-З (315°). Между главными и четвертными расположены 16 «основных» румбов, таких, как норд-норд-ост и норд-норд-вест (некогда было еще 16 румбов, таких, как «норд-тень-вест», называвшихся просто румбами).

Также по теме:

ПОЛЮСЫ

Подложка

Подложка — это прямоугольная прозрачная основа, на которой размещен компас.
Обычно на подложку наносится разметка линейки, что позволяет более эффективно использовать его для работы с картой.

Очень часто вместо одной линейки, на планшет нанесено две шкалы, одна из которых расчерчена таким образом, чтобы измерять расстояния в дюймах или для автоматического перевода сантиметров карты в километры на местности. Второй вариант работает лишь на картах определенного масштаба, который и указывается на линейке с такой шкалой.

Если же подложка прозрачная, то на неё могут быть нанесены дополнительные шкалы.

Компасы на такой подложке называются «планшетными» (в англоязычной версии «plate compass»).

Устройство планшетного компаса
Планшетный компас

Колба компаса (капсула)

Колба компаса — это герметичный поворачиваемый блок на компасе, в котором находится магнитная стрелка (см. изображение планшетного компаса выше). Колбу делают прозрачной с тем, чтобы всегда было видно магнитную стрелку и важные детали карты.
Для того чтобы замедлить или остановить колебание стрелки компаса, колбу обычно наполняют специальной жидкостью. Но внутри может быть и воздух.

Ношение магнитного компаса

Существуют три основных варианта ношения компаса: на большой палец руки, на запястье руки, подвешивание на шею.

Ношение магнитного компаса на большой палец руки

Такое ношение компасов используются для спортивного ориентирования. Такая конструкция увеличивает скорость ориентирования, т.к. пользователь удерживает карту и компас в одной руке.

Однако компас с пальцевым ношением (которые в англоязычной версии называются «thumb compass») менее точны по сравнению с другими по двум причинам:

  • их размеры слишком малы, чтобы на них можно было нанести шкалу с минимальной ценой деления
  • в их конструкции отсутствует линейка, что не дает возможности делать точные измерения по карте
Ношение компаса на большом пальце руки

Ношение магнитного компаса на запястье руки

Обычно такие компасы более точны при измерениях на местности, т.к. имеют более «подробную» шкалу, да и зачастую оснащены элементами визирования.

Ношение компаса на запястье руки

Ношение магнитного компаса подвешиванием на шею

Для подвешивания компаса на шею многие модели снабжены тонкой веревочкой.

Во время передвижения компас прячется под верхнюю одежду, чтобы не болтаться на шее, не цепляться за окружающие предметы (например, ветки деревьев, выпирающие части рельефа) и не биться о них, а при необходимости — быстро извлекается и используется по назначению, после чего снова прячется под одежду

Светящиеся шкала и стрелка

Часто на стрелку и на шкалу наносится состав, который светится в темноте. Что, конечно же, улучшает возможность ориентироваться в темное время суток.

Светящиеся шкала и стрелка на компасе
Светящийся компас

Вначале для светящегося компаса на магнитную стрелку и циферблат наносились специальные вещества фосфоры, обладающие свойством фосфоресценции — свечения в темноте после их облучения («зарядки») солнечным светом. Однако длительность такого свечения была небольшой.В 20-х гг. прошлого века для этих целей стали использоваться вещества (обычно на основе изотопов тория или радия), свечение которых было обусловлено мягким и жестким излучением (радиолюминесценция). При этом не требовалась «подзарядка» солнечным светом, и свечение сохранялось на протяжении десятков лет. Однако из-за вредного влияния на здоровье в середине прошлого века им на смену пришли новые виды фосфоресцирующих материалов, длительность свечения превышала 10 часов.

Какие бывают компасы?

Разновидности путеводителей связаны с тем, где их используют.

Магнитные приборы

Содержат намагниченный элемент, который взаимодействует с магнитным полем нашей планеты, указывая на магнитные полюса. Наиболее распространённая модель была изобретена российским инженером Адриановым. Она названа по имени изобретателя. Это известные помощники туристов.

Электромагнитные приборы

Работают за счёт магнитной индукции и применяются в самолётах, а также морских судах. Они не намагничиваются от металла, поэтому дают меньшую погрешность.

Гирокомпасы

Работают с помощью особенного прибора под названием гироскоп. Это такое устройство, которое реагирует на изменение угла ориентации. Такие приборы применяют в судоходстве, а также ракетной технике.

Как сделать компас из бумаги

Бумага не сможет указать, в какой части горизонта располагается север. Однако этот материал можно использовать для изготовления рабочей модели компаса или для детских забав.

  1. Вырезаем ровный круг.
  2. Наносим на него ручкой или карандашом шкалу с делениями.
  3. Вырезается стрелка, в которую вставляется иголка.
  4. Указатель закрепляется за бумагу веревкой.

Компас из картона или бумаги – это отличная модель для изучения свойств навигационного прибора. Особенно интересной она будет для детей, которые смогут познакомиться с обозначением сторон света, понятием градусной шкалы и пр.

Компас из картона

Доклад Компас сообщение

Компас — это очень древний и надежный прибор, который определяет на местности стороны света (север, запад, восток, юг). Первое упоминание об этом приборе было в третьем веке до нашей эры, его изобрели китайцы, чтобы ориентироваться в пустыне.

Принцип работы этого прибора основан на физических законах магнитного поля Земли.  Между северным и южным полюсами Земли существует притяжение, или иначе говоря, магнитное поле. Основой компаса является намагниченная стрелка, которая свободно вращается на игле, и ее расположение всегда параллельно оси магнитного поля Земли. Если магнитную стрелку компаса отклонить в любую сторону, то она всегда вернется в исходное положение, и тем самым будет указывать, где находится север, а где юг, соответственно – запад и восток.

Существует четыре вида основных модификаций этих приборов:

  1. Магнитный компас – это самый распространенный и востребованный вид компаса. Основным отличием магнитного компаса от других своих модификаций является всегда наличие магнитов прибора, которые взаимодействуют с  магнитным полем Земли. Недостатком такого компаса является большой процент вероятности ошибок в показаниях, так как такой прибор очень чувствителен к магнитным полям любого происхождения.  Особо большие ошибки работы таких приборов возможны вблизи линий электропередач, железнодорожных и трамвайных путей. Широкое применение таких компасов  в быту, а именно в туристических походах имеет место быть благодаря тому, что этот вид компаса не требует при своей работе ни каких источников питания электроэнергией.
  2. Гирокомпас состоит из нескольких гироскопов – устройств, способных реагировать на изменения ориентации, повороты тела в пространстве. Основным отличием от магнитного компаса является то, что он указывает направление на географический северный полюс, а не на магнитный. Географический полюс – это воображаемый геометрический центр земного шара, а магнитный полюс – это точка соединения силовых магнитных линий магнитного поля Земли. Воображаемый географический и магнитный полюса Земли не совпадают, такое смещение в науке называют “магнитным смещением”. Гирокомпасы имеют широкое применение в системах навигации и для управления морских кораблей, а также при  наводке боевого оружия, размещенного на военном судне.
  3. Электромагнитный компас  в основе своей работы является электрогенератором. Электрогенератор  –  это устройство, которое, при наличии любого магнитного поля, превращает  механическую энергию  в  электрическую энергию. Поэтому, чтобы прибор начал работать, ему необходимо движение. Компас при движении вырабатывает электрический ток, который отражается на шкале устройства в виде показаний, где происходит сверка  заданного и реального направления движения объекта. Положительной стороной такой модификации компаса является то, что он не чувствителен к девиации (не имеет ошибок показаний). Отрицательной стороной прибора является способность работать только в движении.
  4. Электронный компас – это самая современная и сложная модификация прибора, работа которого основана в определении координат местонахождения объекта с помощью спутников Земли.  Такой прибор имеет монофункциональное программное обеспечение.

На примере работы компаса понимаешь, что Земля — это  уникальнейшая планета.  Огромное количество времени ученые изучают нашу планету, открывают законы природы. Проделано очень много работы, но есть понимание того, что это не предел. Уникальнейшая планета Земля еще  скрывает большое количество тайн и открытий, которые будут ждать человечество впереди!

Разновидности

Как уже говорилось, выделяют стрелочный и жидкостный приборы, работающие на магнитном основании. Чаще используются модели первого типа. Это ручные портативные устройства, в которых применяется магнитная тонкая стрелка. Она свободно располагается в средней точке относительно вертикальной оси и без препятствий перемещается по горизонтали. Окончание стрелки на северной части имеет пометку, а в соосном сопряжении с ней устанавливается катушка. В процессе измерения прибор можно держать в руках или на специальной базе штатива.

Жидкостный магнитный компас обеспечивается плавающим чувствительным элементом. У него более точный принцип измерения по сравнению со стрелочным аналогом. Такие приборы также называют судовыми, так как их используют мореплаватели. Конструкции жидкостных компасов разнообразны. Классический вариант представляет собой так называемый «котелок» с алюминиевой катушкой, зафиксированной на вертикальной оси. На разных сторонах относительно нее закрепляются пары магнитов, а в центральной части – поплавок. В зависимости от сил, компенсирующих давление или температуру, жидкость переходит в сопряженную камеру, управляя показаниями прибора.

Как пользоваться компасом

Современные модели компасов позволяют не только узнать направление на север и юг, но и измерять азимут на объект либо определять направление на местности по известному азимуту.

Для того, чтобы определить направления сторон света, нужно расположить компас горизонтально, привести стрелки в рабочее положение (если она была зафиксирована тормозом) и дождаться, когда колебания стрелки успокоятся. Северный конец стрелки укажет на север, южный — на юг. Зная эти стороны света, можно легко определить другие, о чем мы рассказывали в этой статье.

По сути, с точки зрения физики северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным магнитным полюсом, ведь именно к нему тянется северная часть стрелки магнитного компаса (противоположные полюса магнитов притягиваются). Та же самая «беда» и с южным магнитным полюсом, который по сути является северным полюсом магнита. Такое «перекручивание» было сделано для удобства, поскольку в противном случае северный географический полюс соответствовал бы южному магнитному, а южный географический — северному магнитному, что не очень удобно с практической точки зрения.

Если с помощью компаса нужно измерить азимут на объект (ориентир), то тут алгоритм действий будет зависеть от того, какой моделью мы пользуемся. Рассмотрим два основных варианта и способы ориентирования с их помощью.

Вариант №1. Измерение азимута с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

  1. Компас располагается в горизонтальной плоскости.
  2. Целик и мушка визируются на нужный ориентир.
  3. При фиксированном положении компаса его шкала (лимб) вращается до тех пор, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале. Теперь указатель компаса показывает значение на шкале, соответствующее магнитному азимуту на ориентир. О том, как переводить магнитный азимут в истинный, можно почитать в отдельной статье.

Вариант №2. Измерение азимута с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

  1. Компас располагается горизонтально.
  2. Целик и мушка наводятся на объект, на который измеряется азимут.
  3. Выжидается время, пока шкала и стрелка повернутся и остановятся. Указатель покажет цифру на шкале, соответствующую измеряемому магнитному азимуту.

Теперь рассмотрим, как определить направление по известному азимуту. Рассматривать также будем для двух моделей.

Вариант №1. Определение направления с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

  1. Компас располагается горизонтально.
  2. Лимб поворачивают до тех пор, пока указатель не укажет на цифру на шкале, соответствующую заданному азимуту, по которому определяется направление.
  3. Компас поворачивается в горизонтальной плоскости, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале.
  4. Компас удерживается в таком положении. Теперь мушка и целик укажут искомое направление.

Вариант №2. Определение направления с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

  1. Компас удерживается в горизонтальной плоскости.
  2. Прибор вращается в горизонтальной плоскости до тех пор, пока указатель не укажет на шкале лимба цифру, соответствующую заданному азимуту.
  3. Компас неподвижно фиксируется, а через мушки и целик отслеживается искомое направление.

Мы рассмотрели, как работать с компасом на местности, а о том, как производить измерения с помощью компаса по карте и как использовать этот инструмент для хождения по азимутам, можно почитать в отдельной статье.

Кроме работы с компасом стоит также сказать об общих правилах эксплуатации его, которые помогут сохранить работоспособность прибора на более продолжительный срок.

Электромагнитный компас

Этот прибор также ориентируется на магнитное поле Земли, однако для того, чтобы он начал работу, необходимо движение его в пространстве. Ведь именно перемещение в магнитном поле рамки с обмоткой — основной детали электромагнитного компаса — генерирует электрический ток, который, в свою очередь, отражается в виде показаний на приборах, по которым и происходит сверка направления движения транспорта с заданным курсом.

Благодаря этой конструкции, данный прибор нечувствителен к магнитным девиациям, связанным с деталями транспорта, на котором он установлен. Однако для ориентирования по электромагнитному компасу обязательно нужно находиться в движении, ведь стоя на одном месте, электрические токи в катушках возникать не будут, а значит и замерять приборам будет нечего.

Части многофункционального компаса.

Части компаса.

Наиболее распространённые детали большинства многофункциональных компасов включают:

  • Коррекция отклонений: Более сложная ориентирующая стрелка, которую можно выровнять, чтобы отобразить «магнитное отклонение» в зоне вашего путешествия. (Существует разница между реальным и магнитным севером). В большинстве случаев существует специальный фиксирующий механизм, использующий маленький винт, находящийся на корпусе компаса или рядом с ним. Когда ориентирующая стрелка закреплена, то она становится больше не параллельной линиям север-юг; вместо этого она направлена на отклонение маршрута вашего путешествия. Это позволит вам легко выровнять магнитную стрелку с магнитным севером с учётом вашего местоположения. На каждое новое путешествие нужно заново фиксировать эту стрелку. Вместе с тем зафиксированная ориентирующая стрелка требует от вас «определённых вычислений» и ручную регулировку для каждого нового измерения. (Некоторые используют куски клейкой ленты, чтобы отметить угол отклонения на недорогих компасах). Регулируемую стрелку необходимо только «установить и забыть». Очень удобное приспособление.
  • Увеличительные линзы: Небольшие увеличительные линзы, установленные на подложке. Удобны при чтении маленьких символов на карте.
  • Прицельное зеркало: Этот раскладывающийся механизм улучшает способность определять точные данные. Когда ваше зеркало частично сложено, вы можете смотреть сквозь отверстие (прицел) на его вершине. Это позволяет одновременно видеть ваше направление и ориентир, находящийся на расстоянии. Также оно может служить в качестве аварийного сигнального средства и в качестве обычного зеркала.
  • Светящийся циферблат: Очень хорошо, когда во время ночных путешествий концы магнитной стрелки компаса светятся или указатели четырёх концов света на компасе светятся.
  • Клинометр: Позволяет измерить вертикальный угол (крутизны) склона. Полезен для оценки опасности лавины и высоты объектов.
  • Глобальная стрелка: Полезная функция для тех, кто оправляется покорять Южное полушарие. Из-за отклонений в магнитных полях земли, стрелка компаса, спроектированная свободно крутиться в Северной Америке, может застопориться в других частях света. Компас с глобальной стрелкой восполняет эти отклонения и позволяет стрелке компаса свободно крутиться по всему миру.
  • Ремешок: Это кусок шнура, который позволяет прикрепить компас к поясу, пакету или запястью для более удобного ориентирования.

Конструкция компаса

Стрелка сама по себе не может показывать стороны света: сила взаимодействия ее с магнитным полем Земли слишком мала по сравнению с сопротивлением, возникающим при соприкосновении стрелки с твердой поверхностью опоры. Для того, чтобы уменьшить сопротивление, стрелку нужно разместить на шпиле. Это позволит стрелке свободно вращаться.

Сидящая на шпиле стрелка помещается в корпус, сделанный из латуни, меди, алюминия, пластмассы или другого не относящегося к ферромагнетикам материала. Верхняя часть корпуса закрыта колбой, которая защищает стрелку от механически повреждений и влияния ветра и осадков. Сама колба сделана из прозрачного материала, позволяющего наблюдать за работой стрелки.

Для быстрой стабилизации стрелки в некоторых современных моделях колба заполняется особой вязкой жидкостью, не замерзающей при относительно низких температурах. Жидкость притормаживает колебания стрелки — и стрелка останавливается, расположившись в направлении север—юг. Компасы, колба которых заполнена жидкостью, называются жидкостными.

Не самый элегантный, но самый функциональный жидкостный компас

Для того, чтобы с помощью компаса можно было не только найти основные стороны света, но и определить азимуты, то есть углы, измеренные в градусах по часовой стрелке относительно направления на север, компас комплектуется градусной шкалой. Обычно шкала располагается под стрелкой, хотя в некоторых случаях шкала составляет со стрелкой одно целое.

В некоторых моделях магнитных компасов кроме градусной шкалы имеется также шкала тысячных и морские румбы. Однако для туриста достаточно иметь только градусную шкалу и основные румбы — N, E, S и W, которые означают север, восток, юг и запад соответственно.

Чтобы магнитная стрелка показывала правильно направление на север, магнитный туристский компас не должен содержать в своей конструкции других намагниченных деталей либо тех, которые могут намагнититься. Так, например, маловероятно, что компас, встроенный в браслет выживания совместно с огнивом, будет работать исправно и давать точные результаты.

Что такое магнитное склонение?

Отчасти связанное с девиацией отклонение от истинных показаний компаса, при котором отмечается угловая разница между указанным и настоящим нордом. Возникает склонение по той причине, что магнитный полюс в северной части смещен на 2100 км относительно подлинного географического. Степень склонения может меняться в зависимости от времени и положения точки на земной поверхности. Практические исследования этого явления на данный момент позволили сформировать карту, на которой обозначены величины коррекции в виде изотонических линий. С другой стороны, магнитное склонение компаса должно ориентироваться и на агонические контуры, которые показывают истинные северные полюса.