Дисциплина «Навигация и лоция» решает задачу выбора безопасного и выгодного пути судна и обеспечения плавания по выбранному маршруту с учетом преобладающих гидрометеоусловий.
Навигация и лоция изучает:
- методы определения направлений в море;
- теорию картографических проекций;
- навигационные карты, пособия и руководства для плавания, их корректуру;
- методы определения места судна по наземным ориентирам;
- навигационные опасности и способы их ограждения;
- навигационные инструменты и приборы;
- основные принципы несения ходовой навигационной вахты.
Географические координаты
Положение судна на поверхности Земли определяется с помощью географических координат. Формой Земли является геоид – неправильное геометрическое тело, но для простоты принимаем форму Земли за шар (рис. 3.18).
Воображаемая прямая, вокруг которой происходит вращение Земли, называется земной осью. Точки пересечения ее с поверхностью Земли называются географическими или истинными полюсами –Северным PN и Южным PS.
Окружность большого круга EQ, плоскость которого перпендикулярна земной оси и проходящая через центр Земли, называется экватором. Он делит земной шар на Северное и Южное полушария.
Окружности малых кругов, плоскости которых параллельны плоскости экватора, называются параллелями. Окружности больших кругов, плоскости которых проходят через ось Земли, называются меридианами.
Меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (Англия), называется Гринвичским или нулевым меридианом. Гринвичский меридиан вместе с противоположным ему меридианом делит земной шар на Восточное и Западное полушария.
Меридианы и параллели на земной поверхности образуют сетку географических координат. Главные направления – четыре взаимно перпендикулярных направления в плоскости истинного горизонта: N (норд), S (зюйд), E (ост), W (вест). Относительно этих направлений и осуществляется ориентирование на поверхности Земли.
Начало координат – в точке пересечения экватора с Гринвичским меридианом. Координатными линиями являются параллели и меридианы, а координатами – географическая широта и географическая долгота.
Географической широтой какой-либо точки (например, точки М – местоположение нашего судна) называется угол при центре Земли (угол МОК), составленный земным радиусом, проведенным через данную точку (линия МО), и плоскостью экватора EQ. Широта измеряется дугой меридиана от экватора до параллели данной точки (дуга КМ). Она отсчитывается к северу или югу от экватора и лежит в пределах от 0° до 90°. Если точка находится в Северном полушарии, ее широте дается наименование N (северная), если в южном – S (южная).
Географической долготой какой-либо точки называется угол между плоскостью Гринвичского меридиана и плоскостью меридиана данной точки (угол GOK). Долгота отсчитывается от Гринвичского меридиана к востоку или западу и лежит в пределах от 0° до 180°. Если точка находится в Восточном полушарии, то долготе приписывается наименование Е (восточная), если в западном – W (западная).
За единицу длины в море принята морская миля. Морской милей называется значение 1 минуты дуги земного меридиана. Принято среднее значение величины морской мили, равное 1852 метра. Кабельтов – единица длины, равная 1/10 мили, или 185,2 метра.
Дальность видимости предметов
В открытом море наблюдатель видит вокруг судна водную поверхность, ограниченную кругом, называемым видимым горизонтом. Расстояние De от места наблюдателя до линии видимого горизонта называется дальностью видимого горизонта и определяется формулой:
где е – высота глаза наблюдателя над уровнем моря, измеряемая в метрах.
Эта формула позволяет определить дальность до предметов, находящихся на уровне моря. Если предмет имеет собственную высоту над уровнем моря, то наблюдатель обнаружит значительно раньше. При дожде, снегопаде, тумане, мгле дальность видимости сокращается. Наоборот, при определенном состоянии атмосферы рефракция может быть большой, вследствие чего дальность видимости предметов оказывается значительно больше рассчитанной.
Явление преломления световых лучей в атмосфере называется земной рефракцией, которая зависит от атмосферного давления, температуры и влажности воздуха.
Определение направлений в море
Истинным курсом ИК называется горизонтальный угол между направлением на Северный полюс (Pn) и диаметральной плоскостью (ДП) судна по направлению его движения, измеренный по ходу часовой стрелки.
Истинный пеленг ИП – горизонтальный угол между направлением на Северный полюс (Pn) и направлением на ориентир (О), измеряемый по часовой стрелке.
Курсовым углом КУ называется угол между носовой частью диаметральной плоскости судна и линией пеленга. В основном курсовые углы измеряют в полукруговой системе (от 0° до 180°) и им придают наименования, указывающие, в сторону какого борта судна (правого или левого) вели счет. Например: КУ= 10° л/б, КУ= 45° п/б.
М ежду ИК, ИП и КУ существует следующая зависимость:
- ИП = ИК + КУ;
- ИК = ИП – КУ;
- КУ = ИП – ИК.
Земля представляет собой гигантский магнит. Магнитные полюсы Земли сравнительно недалеко располагаются от географических, но с ними не совпадают. Кроме этого, они постоянно постепенно изменяют свое положение. В результате стрелка магнитного компаса оказывается отклоненной на некоторый угол от плоскости истинного меридиана. Этот угол называется магнитным склонением d и отсчитывается от северной части истинного меридиана (Pn) к Е или к W. Если стрелка отклонена к Е, то склонение имеет наименование восточное и ему присваивается знак плюс (+), если к западу – западное со знаком минус (–).
На навигационные карты наносят значение и наименование склонения в районе плавания (рис. 3.19). Надписи о значении склонения помещают в центре картушки, нанесенной на карте. Установлено, что значение склонения ежегодно изменяется, поэтому на картах указывают год, к которому относится склонение, и значение его годового изменения. Годовое изменение необходимо учитывать при расчете поправки компаса. Для этого к значению склонения прибавляют или вычитают из него годовое изменение склонения, умноженное на разность лет между годом на данный момент и годом, к которому относится склонение на карте.
На направление стрелки магнитного компаса оказывает также влияние судовое железо. Горизонтальный угол, на который отклоняется стрелка компаса под действием магнитного поля судна, называется девиацией магнитного компаса δ.
На каждом курсе девиация у судовых компаса различна, поэтому ее периодически определяют и заносят в специальную таблицу (рис. 3.20).
Таким образом, поправка магнитного компаса равна:
Между ИК, МК и МП существуют следующие зависимости, при этом необходимо учитывать знак магнитной поправки ΔМК:
Главная ось гирокомпаса под действием направляющей силы должна устанавливаться в плоскости истинного меридиана, но в результате различных причин полное совпадение не происходит. Вследствие этого гирокомпас и картушки репитеров имеют свою поправку ΔГК. Поправка отсчитывается от Pn к востоку Е (+) или к W (–).
Курсы и пеленги, определяемые относительно гирокомпасного меридиана, называются гирокомпасными. Существует следующая зависимость:
Неверные показания компасов или неправильный учет их поправок – основные причины навигационных ошибок. При приемке вахты необходимо сличать показания гиро- и магнитного компасов, а также в начале каждого часа и при изменении курса судна. В течение рейса поправки компасов систематически уточняют.
Литература
Матрос морского судна - Шарлай Г. Н. [2014]
