بوصلة مغناطيسية على متن سفينة. البوصلات المغناطيسية. خطة الدرس
كانت البوصلة المغناطيسية أداة بحرية متكاملة منذ نهاية العصور الوسطى تقريبًا، حيث تشير إبرةها المغناطيسية، التي تدور بحرية في مستوى أفقي، دائمًا إلى الشمال تحت تأثير المجال المغناطيسي للأرض. ومع ذلك، هناك ظاهرتان - الانحراف المغناطيسي والانحراف - تجعل استخدام البوصلة أمرًا صعبًا. سبب الانحراف المغناطيسي هو أن القطبين المغناطيسيين الشمالي والجنوبي لا يتطابقان مع القطبين الجغرافيين. يقع القطب الشمالي المغناطيسي على بعد حوالي 1600 كيلومتر من القطب الشمالي الجغرافي في شمال شرق كندا. إبرة البوصلة في مكان لا يحتوي على الحديد تتطابق مع خط الطول المغناطيسي وبالتالي حسب المكان الذي يتم فيه أخذ القراءات من البوصلة يكون انحرافها أكبر أو أقل. عند خطوط العرض العليا، يصبح استخدام البوصلة المغناطيسية لتحديد الاتجاه غير فعال. كلما زادت المسافة من القطب الشمالي الجغرافي، قل الخطأ في الاتجاه حيث تناقصت الزاوية بين القطب الشمالي المغناطيسي والقطب الشمالي الجغرافي. عند خط الطول حيث يقع القطب الشمالي المغناطيسي والقطب الشمالي الجغرافي، يختلف الانحراف المغناطيسي عن 0 درجة. في خليج بسكاي يكون حوالي 10 درجات إلى الغرب، وفي البحر الأبيض المتوسط حوالي 2 درجة إلى الشرق. وبما أن القطب المغناطيسي يغير موضعه، ولو ببطء شديد، فيجب تعديل الانحراف المغناطيسي سنويًا. يحدث الانحراف بسبب المجالات المغناطيسية الثابتة والمتناوبة للسفينة، والتي لها تأثير إضافي على الإبرة المغناطيسية. ومن خلال تركيب مغناطيس دائم وحديد مغناطيسي ناعم بالقرب من البوصلة المغناطيسية (وسائل تعويضية تسبب مجالات مماثلة في الاتجاه المعاكس وبنفس قوة المجالات المغناطيسية للسفينة)، يتم تصحيح أخطاء الانحراف (تعويضها). يجب أن يتكرر التعويض سنويا. وفقًا له، يتم إعداد جدول الانحرافات، والذي يجب مراقبته باستمرار فيما يتعلق بالتغيرات المحتملة في الانحراف اعتمادًا على خط العرض المغناطيسي والوقت. يتم تسجيل قياسات التحكم هذه في مذكرات الانحراف.
البوصلة المغناطيسية لها علامة تسمى المحمل؛ يقع في المستوى الأوسط للسفينة أو موازيًا له ويظهر اتجاه السفينة على بطاقة البوصلة. بطاقة البوصلة عبارة عن قرص بتدرج 360 درجة، حيث تشير 0 درجة إلى اتجاه الشمال و180 درجة تشير إلى اتجاه الجنوب. يوجد على جانبه السفلي أسهم مغناطيسية متوازية مع بعضها البعض. لكي يتم تثبيت بطاقة البوصلة مع محورها المغناطيسي في اتجاه القطب المغناطيسي الشمالي، يتم تركيبها على طرف متحرك ويمكن أن تدور نسبة إلى مركزها. يحتوي جسم البوصلة، جنبًا إلى جنب مع المغناطيس، بما في ذلك البطاقة، على نظام تعليق ذو محورين، مما يضمن استقلالها عن حركات السفينة وبالتالي يكون محور دوران البطاقة رأسيًا دائمًا. لتحسين تعويض الرمي، يتم استخدام البوصلات السائلة في الغالب، حيث يتم وضع البطاقة في وعاء البوصلة المملوء بالسائل. وبالتالي، بغض النظر عن تحركات السفينة في المستوى الأفقي، فمن الممكن تحديد مسار السفينة وأجزاء من العالم. تُظهر صورة البطاقة التي تحتوي على صورة ظلية لسفينة في إسقاط عمودي مسار السفينة وانحرافها المغناطيسي، والذي يقع في هذا المكان من بحر الشمال بمقدار 7 درجات غربًا. وهذا يعني أن القطب الشمالي المغناطيسي لديه اتجاه 7 درجات غرب القطب الشمالي الجغرافي في هذا الموقع. وبالتالي، في المثال المذكور، تتبع السفينة مسارًا قدره 332 درجة بدلاً من 339 درجة.
حركة جيروسكوب المحور (أ) والجيروسكوب العائم (ب) تحت تأثير القوى المطبقة على المحور
1 - الجيروسكوب. 2 - القوة. 3- يكون الانحراف نتيجة لتطبيق القوة
ومع زيادة سرعة السفينة، تزداد أيضًا متطلبات دقة البوصلة. في جميع السفن البحرية، يتم استخدام البوصلة الجيروسكوبية، إلى جانب البوصلة المغناطيسية، مما يجعل من الممكن، بغض النظر عن جميع التأثيرات المغناطيسية، تحديد اتجاه الشمال الجغرافي وبالتالي مسار السفينة. وكما هو معروف فإن محور الجيروسكوب يسعى جاهداً للحفاظ على موقعه في الفضاء العالمي دون تغيير. الجيروسكوب لا يتصدى للإزاحة الموازية للمحور، لكنه يتصدى للقوى التي تميل إلى تغيير اتجاه المحور، وينحرف السهم في اتجاه دوران الجيروسكوب. بدلاً من الإبرة المغناطيسية، تحتوي البوصلة السائلة كعنصر إشارة على جيروسكوب يعمل بالكهرباء بسرعة دوران تبلغ حوالي 20 ألف دورة في الدقيقة، ويبلغ وقت بدء التشغيل حوالي 5 ساعات. يتم توصيل الجيروسكوب أو وضعه في عوامة في بحيث يميل محوره دائمًا إلى اتخاذ وضع أفقي، لأنه في هذه الحالة فقط يتم تثبيته دائمًا في الاتجاه بين الشمال والجنوب. يستقبل الجيروسكوب لحظة باتجاه الشمال عندما تدور الأرض، والتي عند النظر إليها من الشمال تكون عكس اتجاه عقارب الساعة؛ في هذه الحالة، تكون نهاية محور الجيروسكوب متجهة نحو الشمال، حيث يدور الجيروسكوب نفسه عكس اتجاه عقارب الساعة.
ضبط جيروسكوب البوصلة في الاتجاه الشمالي الجنوبي عند خط الاستواء وعند خطوط العرض الوسطى
1 - اتجاه حركة محور الجيروسكوب. 2- ارتفاع محور الجيروسكوب بسبب دوران الأرض؛ 3 - قوة الطفو؛ 4- اتجاه دوران الأرض.
أسهل طريقة لإظهار تأثير الجيروسكوب هي استخدامه كمؤشر للاتجاه عند خط الاستواء. على سبيل المثال، يتم تحريك الجيروسكوب بمحور شرق-غرب، ثم بسبب دوران الأرض يرتفع محور الجيروسكوب. يتم مقاومة هذا الارتفاع من خلال القوة العمودية للطفو، والتي تميل إلى إبقاء محور الدوران في وضع أفقي. في هذه الحالة، ينحرف الجيروسكوب بشكل عمودي على اتجاه القوة بحيث يدور محوره نحو خط الطول، أي في الاتجاه بين الشمال والجنوب. عندما يتم إنشاء المحور في اتجاه خط الطول، أي بالتوازي مع محور دوران الأرض، فإنه بفضل دوران الأرض، يتلقى أيضًا إزاحة موازية في الفضاء، وهو ما لا يقدمه مقاومة. بسبب تأثير قوة الطفو وقصور الجيروسكوب عند الدوران في اتجاه خط الطول، ينحرف محور الجيروسكوب عن الاتجاه الشمالي الجنوبي، ولكن بفضل دوران الأرض وقوة الطفو الناشئة في الاتجاه الآخر نهاية محور الجيروسكوب، فإنه يعود إلى خط الطول مرة أخرى. وبالتالي، فإن الجيروسكوب "يتأرجح باستمرار بالقرب من خط الطول (موضعه الأولي)، وبسبب الاحتكاك الطفيف بين العوامة والسائل (الزئبق)، يأخذ موضع خط الطول ببطء شديد. لتسريع هذه العملية، يتم تثبيت درجة الصوت تم دمج نظام مشابه لخزان فرام المهدئ في تركيب البوصلة، ويضمن الخزان أن قوة الطفو، التي تميل إلى تحويل المحور الجيروسكوبي إلى مستوى أفقي، تستخدم جزئيًا فقط لهذا الدوران، بينما الجزء الآخر، عندما يتغير مركز ثقل النظام الجيروسكوبي بأكمله بسبب السائل الفائض.
مبدأ التخميد جيروسكوب البوصلة
تحتوي البوصلة الجيروسكوبية على ما يسمى بخطأ العنوان الذي يجب مراعاته أثناء التنقل. تمثل سرعة السفينة إلى حد ما الدوران البطيء جدًا للأرض، والذي له نفس التأثير على الجيروسكوب مثل دوران الأرض نفسها. إذا اتبعت السفينة مسارًا جنوبيًا شماليًا، يتغير المستوى الأفقي وبالتالي اتجاه محور الجيروسكوب في الفضاء، مما يؤدي إلى انحراف محور الجيروسكوب نحو الغرب، ومع الاتجاه المعاكس: نحو الشرق. عندما تتحرك السفينة في اتجاه الشرق والغرب، يتم التخلص من أخطاء الاتجاه، حيث أن دوران المستوى الأفقي مرة واحدة فقط عبر اتجاه المحاور يخلق قوة انحراف. عندما يدور الأفق حول محور الدوران، كما هو الحال مع مسار الشرق والغرب، فإن المحور لا ينحرف. يعتمد انحراف محور الجيروسكوب عن خط الطول على سرعة السفينة ومسارها وخط العرض؛ تؤخذ قيمة الانحراف من جدول خطأ العنوان وتؤخذ في الاعتبار عند تحديد اتجاه السفينة. للتعويض عن القوى التي تنشأ في المقام الأول أثناء دوران السفينة، يتم استخدام البوصلات الجيروسكوبية المزودة بجيروسكوبين أو ثلاثة على نطاق واسع، والتي تتميز بدقة عالية جدًا في التشغيل كمؤشرات للاتجاه وتسمح بأخذ القراءات بدقة أعشار درجة. في معظم الحالات، يتم توصيل عدة بوصلات مكررة (البوصلات الثانوية) بالبوصلة الجيروسكوبية. عن طريق محرك كهربائي خاص، يتم نقل كل دورة من نظام الجيروسكوب العائم (تغيير الاتجاه) في البوصلة الرئيسية إلى البوصلات الثانوية. ولذلك، يمكن تثبيت البوصلة الرئيسية في أي مكان على السفينة. كقاعدة عامة، يتم تبريد البوصلة الرئيسية بالهواء ويتم تثبيتها أيضًا على جسر الملاحة. لا توجد البوصلات الثانوية في غرفة القيادة على جسر الملاحة فحسب، بل توجد أيضًا على أجنحة الجسر وعلى جسر الملاحة وفي محطة التوجيه في حالات الطوارئ. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن دمجها في بوصلات تحديد الاتجاه، وأجهزة تحديد الاتجاه، وأدوات الرادار، وأنظمة التحكم الآلي في السفن.
جيروسكوب
أ - بطاقة البوصلة (في شكل مبسط)؛ ب - تصميم نظام البوصلة الجيروسكوبية. ج - تصميم بوصلة بثلاثة جيروسكوبات؛ د - تصميم البوصلة مع اثنين من الجيروسكوبات؛ ه - البوصلة الرئيسية
1 - بوصلة تحديد الاتجاه؛ 2 - عمود التوجيه. 3 - جهاز الإشارة. 4 - أداة ضبط أخطاء العنوان؛ 5 - البوصلة الثانوية. 6 - توصيل الجهاز؛ 7 - مضخة مياه التبريد. 8 - البوصلة الرئيسية. 9 - صندوق التوزيع. 10 - المحول. 11 - صندوق التحكم والتبديل. 12 - الشبكة. 13 - بداية؛ 14- مخطط الدورة .
تتم إزالة مغناطيسية السفينة، أي أنه يتم تعويض المجال المغناطيسي الخاص بها عند عمق الحماية، أسفل القاع، وتقل احتمالية تشغيل الألغام المغناطيسية.
عند تشغيل اللفات إزالة المغناطيسية، يتم تشويه المجال عند النقطة التي توجد فيها البوصلة المغناطيسية، أي يحدث الانحراف الكهرومغناطيسي.
تحت تأثير ثلاثة مكونات للمجال المغناطيسي للأرض، يكتسب هيكل السفينة مغنطة حثية، والتي يمكن تمثيلها بثلاثة ناقلات: Mx، My، Mz (الشكل 7.1)، و:
Мh = n1Х = n1Hcosk;
My = n2Y = n2Hsink;
حيث n1، n2، n3 هي معاملات تعتمد على مادة وأبعاد السكن، على التوالي.
|
بالإضافة إلى المغنطة الاستقرائية، تتمتع السفينة أيضًا بعزم مغناطيسي ثابت، والذي يمكن التعبير عنه بنفس الطريقة - من خلال ثلاثة ناقلات Nx، وNy، وNz، بشكل مستقل عن أي مسار أو خط عرض.
للتعويض عن مغناطيسية السفينة، يتم استخدام نظام اللفات، الذي يغطي هيكل السفينة، كما لو كان ثلاثة ملفات لولبية كبيرة على طول ثلاثة محاور للسفينة: z، y، x. تسمى اللفات: الرئيسية 1، الأرداف 2 والإطار 3. وهي تعوض عن المغنطة على طول المحاور المقابلة (z، y، x). يحتوي كل ملف على عدة أقسام يتم فيها ضبط القوة الحالية اعتمادًا على التغيرات في المسار وخط العرض.
للقضاء على الانحراف الكهرومغناطيسي، يتم استخدام جهاز تعويض (CDD)، والذي يتضمن المعوض الكهرومغناطيسي ومقاييس فرق الجهد. المعوض الكهرومغناطيسي عبارة عن نظام مكون من ثلاثة ملفات لولبية متعامدة بشكل متبادل (x، y، z). يحتوي كل ملف لولبي على أقسام مستقلة من المنعطفات: الدوران الثابت، وخط العرض، وجيب التمام، وجيب التمام.
يتم تثبيت المعوض في الجزء العلوي من الحاوية أسفل وعاء البوصلة. يتم توصيل أقسام الملفات اللولبية KUS بالتوازي مع الأقسام المقابلة من ملفات إزالة المغناطيسية. يتم تحديد القوة الحالية في كل قسم أثناء الضبط الأولي باستخدام مقاييس الجهد المنفصلة بطريقة تضمن التعويض في مركز البوصلة عن القوى الناتجة عن عمل ملفات إزالة المغناطيسية. تسمى عملية الضبط الأولي للتيار في لفات CUS مع تغيير متزامن في إسقاطات القوى المغناطيسية عند النقطة التي يوجد بها مركز بطاقة البوصلة بتدمير الانحراف الكهرومغناطيسي. يتم تنفيذ هذا العمل في ساحة انتظار السيارات على مسار عشوائي، بالقرب من ربع الدورة.
يتم تدمير الانحراف الكهرومغناطيسي على ثلاث مراحل.
المرحلة الأولى هي تعويض القوى المغناطيسية العمودية. يتم استبدال وعاء البوصلة بميل السفينة الذي يعمل في وضع المقياس المغناطيسي. باستخدام مغناطيس مساعد عمودي، اضبط سهم الميل على الوضع الأفقي. ثم، دون إزالة الميل، قم بتشغيل الأقسام الدائمة لجميع اللفات إزالة المغناطيسية. في هذه الحالة، تظهر ثلاث قوى: الأفقي - Pe، Qe والعمودي - Re. لا تؤثر القوى الأفقية Pe وQe على الميل، والمكون الرأسي Re سيحرك إبرة الميلان خارج الوضع الأفقي. من خلال ضبط التيار في القسم الثابت من الملف اللولبي z KUS، يتم التأكد من عودة سهم الميل إلى الوضع الأفقي مرة أخرى. يتم تعويض المكون الرأسي.
بعد ذلك، دون إزالة الميل وترك الأجزاء الدائمة من اللفات إزالة المغناطيسية تحت التيار، قم بتشغيل القسم العرضي من KUS (اللف الرئيسي). تظهر قوة رأسية تؤدي إلى انحراف إبرة الميل. من خلال ضبط التيار في القسم العرضي من الملف اللولبي الرأسي KUS، يتم التأكد من أن إبرة الميل تأخذ وضعًا أفقيًا مرة أخرى. يتم تعويض القوة العمودية.
المرحلة الثانية - يتم تعويض القوى الطولية باستخدام عاكس مُجهز لقياس إسقاطات القوى الأفقية (بدون مغناطيس مساعد).
المرحلة الثالثة هي تعويض القوى المغناطيسية العرضية. يتم تنفيذ هذه العملية أيضًا باستخدام عاكس ومقاييس الجهد KUS المقابلة.
بعد تدمير الانحراف الكهرومغناطيسي، يتم تحديد الانحراف المتبقي ويتم تجميع جدولي عمل للانحراف: أحدهما للملفات قيد التشغيل والآخر لملفات إزالة المغناطيسية المتوقفة.
العديد من السفن ليس لديها ملفات مغناطيسية دائمة. تخضع هذه السفن لإزالة المغناطيسية بشكل دوري باستخدام ملفات مؤقتة مصنوعة من كابل محمول. تعمل طريقة إزالة المغناطيسية هذه على إزالة المغناطيسية الدائمة فقط من حديد السفن الصلب.
8 تصميم ومحاذاة البوصلة المغناطيسية UKPM-m
8.1 تصميم البوصلة المغناطيسية
تُستخدم البوصلات المغناطيسية في السفن كمؤشر للمسار، وكذلك لتحديد موقع السفينة في البحر باستخدام اتجاهات المعالم الساحلية والأجرام السماوية. تسمى البوصلة المستخدمة لتحديد الاتجاه والتحكم في المسار رئيسي. يتم تثبيته على الجسر العلوي في المستوى المركزي للسفينة أو بالقرب منه على سبيل الاستثناء. تسمى البوصلة الموجودة في غرفة القيادة، والتي وفقًا للقراءات التي يحافظ قائد الدفة على السفينة في مسار معين عليها يسافر.
العنصر الحساس للبوصلة المغناطيسية UKPM-M (الشكل 8.1) هو نظام مغناطيسي بستة مؤشرات (الشكل 8.2) يوضع في وعاء به سائل داعم. يحتوي العنصر الحساس على مقياس دائري لقراءة عنوان السفينة. يسمى النظام المغناطيسي ذو المقياس بطاقة البوصلة المغناطيسية,تتمحور باستخدام دبوس.
منذ نهايات السهام 1 على نفس الدائرة وبزوايا معينة بالنسبة لقطر نظامها المغناطيسي، فإن هذا يلغي تلقائيًا معاملات الانحراف للأوامر الأعلى بدقة كافية للتمرين. يسمح هذا الظرف في جميع حالات الممارسة على متن السفن بأن يقتصر على تحديد الانحراف المتبقي للبوصلة فقط على ثمانية بوصلات أو دورات مغناطيسية متباعدة بشكل متساوٍ.
بالإضافة إلى ذلك، يضمن ترتيب الأسهم هذا أيضًا مساواة لحظات القصور الذاتي للبطاقة بالنسبة لأي محور استوائي لقرصها مع الانقسامات، مما يلغي الاهتزازات العشوائية للبطاقة نفسها أثناء تأرجح السفينة.
يتكون إطار البطاقة (الشكل 8.2) من عوامة 2 ، مصنوعة من صفائح نحاسية رفيعة ذات حافة مخروطية 7 مجهزة بصندوق نار من العقيق 3 وربط المسمار 4 لها، قرص ورقي 5 وقرص الدعم 6 . مخروط 7 يعمل بحيث يمكن للوعاء الحصول على زاوية ميل تبلغ ≥ 12 درجة على دبوس مثبت في عمود الوعاء بالكامل، دون لمس هذا العمود.
قرص ورقي 5 مقسمة إلى 360° كل 1°، بأرقام تشير إلى عشرات الدرجات، تبدأ من 0°. تشير الحروف اللاتينية إلى الاتجاهات الرئيسية والربعية.
يتم تثبيت وعاء البوصلة الذي يحتوي على السائل الذي توجد فيه البطاقة في تعليق ذو محورين في الجزء العلوي من الحاوية، وهو مخصص لتعليق البوصلة المغناطيسية ووضع جهاز الانحراف. يتم توصيل الحاوية بالسطح العلوي وتقع عادةً في الخط المركزي للسفينة. يوفر هذا الترتيب الظروف المغناطيسية الأكثر ملاءمة لتشغيل البوصلة المغناطيسية. يوجد ثقب على الجدار الجانبي للوعاء مغلق بغطاء لولبي. من خلال الفتحة المشار إليها، يتم ملء الغلاية بسائل داعم (محلول مائي من الكحول الإيثيلي بقوة 43 درجة مئوية)، والذي لا يتجمد حتى -26 درجة مئوية. إذا كانت هناك فقاعات هواء في الحجرة الرئيسية للوعاء، فيجب إزالتها. للقيام بذلك، يتم قلب وعاء البوصلة بعناية مع وضع الغطاء الزجاجي لأسفل وتأرجحه حول المحور الأفقي، أو بعد إزالة مقبس المصباح الكهربائي من الكوب بالوزن، اضغط برفق على قابس الحجاب الحاجز عدة مرات. إذا لم تعط هذه التدابير النتيجة المرجوة، فعليك إضافة كمية معينة من سائل البوصلة إلى الغلاية.
8.2 محاذاة البوصلة المغناطيسية
التحقق من وظيفة العنصر الحساس المغناطيسي (MSE) هو تحديد الخطأ بسبب الاحتكاك في دعم بطاقة البوصلة - تحديد ركود البطاقة. تنحرف البطاقة بزاوية صغيرة، وتعمل عليها بنوع من المغناطيس. بعد إزالة المغناطيس، يجب أن يعود إلى القراءة الأصلية. إذا كان هناك ركود، فسيتم تثبيت البطاقة في موضع مختلف. الفرق في القراءات يميز مقدار الركود.
لزيادة دقة تحديد زاوية الركود، يتم أخذ القراءات من البطاقة من خلال منظور محدد الاتجاه. يتم تنفيذ العمل بالتسلسل التالي:
اضبط محدد الاتجاه على قراءة 0 درجة في دائرة السمت وأدر قمة البوصلة بحيث تظهر قراءة 180 درجة تحت منشور محدد الاتجاه ( س) بطاقات.
باستخدام مغناطيس صغير، يقومون بتحريف البطاقة بمقدار 2-3 درجات، وإزالة المغناطيس، وبعد أن تهدأ البطاقة، يأخذون قراءة تحت منشور محدد الاتجاه (بدقة 0.2 درجة)؛ يتم تكرار الإجراء عدة مرات.
تم العثور على زاوية الركود كمتوسط الفرق في القراءات مقارنة بالقيمة الأولية - 180 درجة.
يعتبر ركود البطاقة أمرًا طبيعيًا إذا كانت زاوية الركود لا تتجاوز ±0.2 درجة. إذا كان هناك المزيد من الركود، فمن الضروري شحذ أو استبدال دبوس البوصلة.
لا ينبغي أن يكون لخيط هدف محدد الاتجاه أي ارتخاء أو انحناءات. إذا لم يستوف هذه المتطلبات، فيجب استبداله بأخذ خيط احتياطي من مجموعة المنحرف.
يجب أن يكون خيط هدف الكائن في مستوى عمودي. يتم التحقق من موضع الهدف عن طريق أخذ محامل من خط راسيا يقع على مسافة 3 - 4 أمتار من البوصلة. إذا كان الهدف مائلاً، فستحتاج إلى إزالة البراغي التي تثبته بقاعدة محدد الاتجاه ووضع فاصل من الرقائق المعدنية أسفل اللسان المقابل.
يجب أن يكون هدف العين عموديًا ويقع في مستوى رؤية جهاز تحديد الاتجاه. يجب أن تقع الحافة السفلية لمنشور العين المستهدف في المستوى الأفقي. يتم فحص منشور هدف العين باستخدام محدد الاتجاه الموجود عند 180 درجة من دائرة السمت للرامي. يتم إمالة هدف العين قليلاً للأمام وفي نفس الوقت يتم ملاحظة خيط هدف الكائن وخيط مسار الأنف المرئي في المنشور، والذي يجب أن يقع على نفس الوضع الرأسي. الموضع غير الصحيح للمنشور هو أن خط العنوان لا يقع عموديًا، ولكن بزاوية معينة على خيط الهدف الكائن. للتخلص من هذا الخطأ، من الضروري تدوير المنشور حول المحور الطولي والأفقي بحيث يكون محور خط رأس الأنف، المرئي من خلال المنشور، استمرارًا لمحور خيط هدف الكائن.
بوصلة- جهاز لتحديد الاتجاهات الأفقية على الأرض. يستخدم لتحديد الاتجاه الذي تتحرك فيه السفينة أو الطائرة أو المركبة الأرضية؛ الاتجاه الذي يسير فيه المشاة؛ الاتجاهات إلى بعض الأشياء أو المعالم. تنقسم البوصلات إلى فئتين رئيسيتين: البوصلات المغناطيسية من النوع المؤشر، والتي يستخدمها الطوبوغرافيون والسياح، والبوصلات غير المغناطيسية، مثل البوصلة الجيروسكوبية والبوصلة الراديوية.
وصف التصميم
لتحديد الاتجاه في البوصلة هناك بطاقة- هذا مقياس دائري يحتوي على 360 مقسومًا (كل منهم يتوافق مع درجة زاوية واحدة)، محدد بحيث يتم تنفيذ التقرير من الصفر في اتجاه عقارب الساعة.
عادة، الاتجاه إلى الشمال (الشمال، شمال) يتوافق مع 0 درجة، إلى الشرق (شرق، O، E) - 90 درجة، إلى الجنوب (جنوب، جنوب) - 180 درجة، إلى الغرب (غرب، غرب) ) - 270 درجة. هذه هي أهمها نقاط البوصلة(دول العالم).
بينهما تقع "ربع" الرومباس: الشمال الشرقي أو (45°) أو الجنوب الشرقي أو (135°) أو الجنوب الغربي أو (225°) والشمال الغربي أو (315°).
بين الملاحظات الربعية والملاحظات الرئيسية هناك 16 اتجاهات "رئيسية".، مثل الشمال والشمال الشرقي والشمال والشمال الغربي (في السابق كان هناك 16 نقطة أخرى، مثل "الشمال والظل الغربي"، والتي كانت تسمى ببساطة النقاط).
تاريخ المنشأ
نموذج للبوصلة الصينية من أسرة هان
كلمة "البوصلة" نفسها تأتي من كلمة "البوصلة" البريطانية القديمة، وتعني "الدائرة". يزعم معظم المؤرخين المعاصرين أن البوصلة اخترعت في الصين في القرن الأول. قبل الميلاد ه. على الرغم من وجود أدلة على وجود هذا الجهاز في الألفية الثانية قبل الميلاد. ه. على أي حال، كانت البوصلة عبارة عن قطعة صغيرة من المعدن الممغنط، والتي تم ربطها بشريط خشبي موجود في وعاء به ماء. تم استخدام هذا النوع من البوصلة عند التحرك عبر الصحاري. كما تم استخدامه من قبل المنجمين. يقول تاريخ اكتشاف البوصلة إنها ظهرت في العالم العربي في القرن الثامن وفي الدول الأوروبية فقط في القرن الثاني عشر. وكان الإيطاليون أول من اعتمد هذا الجهاز من العرب. ثم بدأ الإسبان والبرتغاليون والفرنسيون في استخدام البوصلة. آخر من علم بالجهاز الجديد كان الألمان والبريطانيون. ولكن حتى في ذلك الوقت، ظل تصميم البوصلة بسيطًا قدر الإمكان: تم ربط إبرة مغناطيسية بسدادة وخفضها في الماء. وفي الماء تم توجيه السدادة المكتملة بالسهم وفقًا لذلك. في القرن الحادي عشر وفي الصين ظهرت إبرة البوصلة المصنوعة من مغناطيس صناعي. وكقاعدة عامة، تم صنعه على شكل سمكة.
بوصلة السفر والمزولة الشمسية، القرن الثامن عشر
استمر تاريخ إنشاء البوصلة في القرن الرابع عشر. تم أخذ العصا من قبل الإيطالي F. Gioia، الذي تمكن من تحسين هذا الجهاز بشكل كبير. على وجه الخصوص، قرر وضع إبرة مغناطيسية على دبوس عمودي. ساعد هذا الجهاز الذي يبدو بسيطًا في تحسين البوصلة بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، تم ربط بكرة بالسهم، مقسمة إلى 16 نقطة. بعد قرنين من الزمان، كان تقسيم الملف بالفعل 32 نقطة، وبدأ الصندوق الذي يحتوي على السهم في وضعه في محور خاص. وهكذا توقف اهتزاز السفينة عن التأثير على البوصلة. في القرن السابع عشر تم تجهيز البوصلة بمسطرة دوارة تساعد على قياس الاتجاه بدقة أكبر. في القرن ال 18 كان لديه جهاز تحديد الاتجاه.
لكن قصة إنشاء البوصلة لا تنتهي عند هذا الحد. وفي عام 1838، تم اكتشاف طريقة لتحييد تأثير منتجات الحديد الخاصة بالسفينة على هذا الجهاز. وفي عام 1908 ظهرت البوصلة الجيروسكوبية التي أصبحت جهاز الملاحة الرئيسي. هو الذي يشير دائما إلى الشمال. اليوم، يمكن تحديد الاتجاه الدقيق للسفر باستخدام الملاحة عبر الأقمار الصناعية، ومع ذلك، فإن العديد من السفن مجهزة ببوصلات مغناطيسية. يتم استخدامها لإجراء اختبارات إضافية أو في حالة حدوث مشاكل فنية. وهكذا فإن تاريخ إنشاء البوصلة لا يعود حتى لمئات بل لآلاف السنين.
أنواع
بوصلة مغناطيسية
في جهاز تحديد الاتجاه، يجب أن يكون هناك اتجاه مرجعي معين يتم من خلاله قياس جميع الاتجاهات الأخرى. وفي البوصلة المغناطيسية، هذا الاتجاه هو الخط الذي يصل بين القطبين الشمالي والجنوبي للأرض. سيضع القضيب المغناطيسي نفسه في هذا الاتجاه إذا تم تعليقه بحيث يمكنه الدوران بحرية في المستوى الأفقي. والحقيقة هي أنه في المجال المغناطيسي للأرض، يعمل زوج دوار من القوى على القضيب المغناطيسي، مما يضعه في اتجاه المجال المغناطيسي. في البوصلة المغناطيسية، يتم لعب دور هذا القضيب بواسطة إبرة ممغنطة، والتي، عند قياسها، تكون موازية للمجال المغناطيسي للأرض.
بوصلة المؤشر
POINT COMPASS مع قفل للسهم. 1 - سهم ممغنط؛ 2 - غطاء زجاجي أو بلاستيكي عليه علامات اتجاهات البوصلة؛ 3 - محمل دفع الحجر (الساعة) ؛ 4 - صواعق لتأمين السهم في وضع عدم العمل؛ 5 - المحور.
هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من البوصلة المغناطيسية. وغالبا ما يستخدم في نسخة الجيب. تحتوي البوصلة المؤشرة على إبرة مغناطيسية رفيعة مثبتة بحرية عند نقطة المنتصف على محور رأسي، مما يسمح لها بالدوران في مستوى أفقي. يتم تحديد الطرف الشمالي للسهم، ويتم تثبيت البطاقة معه بشكل محوري. عند القياس، يجب أن تكون البوصلة مثبتة في يدك أو مثبتة على حامل ثلاثي الأرجل بحيث يكون مستوى دوران السهم أفقيًا تمامًا. ثم يشير الطرف الشمالي للسهم إلى القطب المغناطيسي الشمالي للأرض. البوصلة التي تم تكييفها لتناسب الطبوغرافيين هي أداة لتحديد الاتجاه، أي. جهاز لقياس السمت. وعادة ما يكون مزودًا بتلسكوب، يتم تدويره حتى يتماشى مع الكائن المطلوب، ومن ثم قراءة سمت الكائن باستخدام البطاقة.
بوصلة سائلة
بوصلة سائلة
البوصلة السائلة، أو بوصلة البطاقة العائمة، هي الأكثر دقة واستقرارًا من بين جميع البوصلات المغناطيسية. غالبًا ما يتم استخدامه على السفن البحرية ولذلك يطلق عليه اسم السفينة. تتنوع تصميمات هذه البوصلة؛ في نموذج نموذجي، يكون عبارة عن "وعاء" مملوء بالسائل، حيث يتم تثبيت خرطوشة الألومنيوم على محور رأسي. على الجانبين المتقابلين من المحور، يتم ربط زوج أو زوجين من المغناطيس بالبطاقة من الأسفل. يوجد في وسط الوعاء نتوء نصف كروي مجوف - عوامة تخفف الضغط على دعامة المحور (عندما يمتلئ الوعاء بسائل البوصلة). يقع محور البطاقة، الذي يمر عبر مركز العوامة، على وسادة دفع حجرية، عادة ما تكون مصنوعة من الياقوت الاصطناعي. يتم تثبيت محمل الدفع على قرص ثابت مع "خط المسار". يوجد فتحتان في الجزء السفلي من الوعاء يمكن أن يتدفق من خلالهما السائل إلى غرفة التمدد، لتعويض التغيرات في الضغط ودرجة الحرارة. يتم تثبيت حلقة السمت أو تحديد الاتجاه في الجزء العلوي من الوعاء. يسمح لك بتحديد الاتجاه لمختلف الأشياء المتعلقة بمسار السفينة. يتم تثبيت وعاء البوصلة في تعليقه على الحلقة الداخلية للمفصل العالمي (العالمي)، حيث يمكن أن يدور بحرية، مع الحفاظ على الوضع الأفقي، في ظروف التدحرج. يتم تثبيت وعاء البوصلة بحيث يشير السهم أو العلامة الخاصة به، والتي تسمى المسار، أو الخط الأسود، الذي يسمى خط المسار، إلى مقدمة السفينة. عندما يتغير مسار السفينة، يتم تثبيت بطاقة البوصلة في مكانها بواسطة المغناطيس، الذي يحافظ دائمًا على اتجاهها بين الشمال والجنوب. ومن خلال نقل علامة العنوان أو الخط بالنسبة للبطاقة، يمكنك التحكم في تغييرات المسار.
البوصلة الجيرسكوبية
البوصلة الجيرسكوبية
البوصلة الجيرسكوبية- مؤشر ميكانيكي لاتجاه خط الطول (الجغرافي) الحقيقي، مصمم لتحديد مسار الجسم، وكذلك السمت (الاتجاه) للاتجاه الموجه. وقد اقترح فكرته العالم الفرنسي فوكو.
جهاز
أبسط البوصلة الجيروسكوبية تتكون من جيروسكوب معلق داخل كرة مجوفة تطفو في سائل؛ يكون وزن الكرة مع الجيروسكوب بحيث يقع مركز ثقلها على محور الكرة في جزئها السفلي عندما يكون محور دوران الجيروسكوب أفقيا.
مبدأ التشغيل
لنفترض أن الدوار يبدأ في الدوران حول محوره، الذي يختلف اتجاهه عن محور الأرض. بسبب قانون الحفاظ على الزخم الزاوي، سيحافظ الدوار على اتجاهه في الفضاء. ولأن الأرض تدور فإن الراصد الثابت بالنسبة للأرض يرى أن محور الجيروسكوب يدور كل 24 ساعة. مثل هذا الجيروسكوب الدوار ليس في حد ذاته أداة مساعدة ملاحية. لكي تحدث حركة متقدّمة، يتم تثبيت الدوار في المستوى الأفقي، على سبيل المثال، باستخدام وزن يحمل محور الدوار في وضع أفقي بالنسبة إلى سطح الأرض. في هذه الحالة، ستخلق الجاذبية عزمًا وسيدور محور الدوار إلى الشمال الحقيقي. بما أن الوزن يجعل المحور الدوار أفقيًا بالنسبة لسطح الأرض، فلا يمكن أن يتطابق المحور أبدًا مع محور دوران الأرض (باستثناء عند خط الاستواء).
تعد البوصلة المغناطيسية اختراعًا رائعًا للمفكرين الصينيين القدماء. وبطبيعة الحال، لا يتم استخدام الجهاز هذه الأيام كثيرًا كما كان الحال في القرون السابقة. ومع ذلك، يصعب أحيانًا على السائحين والطيارين والبحارة الاستغناء عنها. ما هي البوصلة المغناطيسية؟ ما هو مبدأ تشغيل الجهاز؟ ما هي مميزات تطبيقه؟ دعونا معرفة ذلك معا.
رحلة قصيرة في التاريخ
تم تطوير الجهاز، وهو النموذج الأولي للبوصلة المغناطيسية الحديثة، في القرن الثالث قبل الميلاد. في هذا الوقت، تمكن المخترعون الصينيون من بناء جهاز يشير إلى الاتجاهات الأساسية. يتكون الجهاز القديم من ملعقة من المغنتيت تحتوي من جانب واحد على جزء كروي محدب وعلى الجانب الآخر مقبض رفيع. تم وضع العنصر على سطح مصقول مع علامات على شكل اتجاهات أساسية. أثناء الدوران الحر، يتوقف مقبض الملعقة دائمًا، متجهًا نحو الجنوب.
كما ترون، كان للبوصلة المغناطيسية الأولى بنية بدائية. كان الجهاز يحتوي على مجموعة كاملة من العيوب. كان من الصعب معالجة المغنتيت الذي صنعت منه الملعقة الدوارة. بدوره، تم إنشاء الاحتكاك بين الجزء المحدب من مؤشر الاتجاه هذا وسطح اللوحة المميزة. ولذلك اتجهت البوصلة نحو الجنوب بأخطاء كبيرة.
تم تحسين الاختراع تمامًا في القرن الحادي عشر. اقترح عالم صيني يدعى شين غوا استخدام إبرة ممغنطة كمؤشر على الاتجاهات الأساسية. تم ربط الأخير بشكل فضفاض بخيط حريري رفيع. وأوضح المفكر أن رأس الإبرة يشير دائمًا إلى الجنوب بسبب التناقض بين خطوط الطول المغناطيسية والجغرافية.
في القرن الثالث عشر، بدأ استخدام البوصلة المغناطيسية على نطاق واسع من قبل البحارة الأوروبيين. إذا كان الجهاز في البداية يتكون فقط من إبرة ممغنطة تدور معلقة على خيط أو تطفو في وعاء على قطعة من الخشب، فبعد ذلك بدأ وضع الهيكل في علبة مغطاة بالزجاج.
قدم المخترع الإيطالي فلافو جوليو مساهمة كبيرة في تحسين البوصلة المغناطيسية. وكان هو من اقترح وضع مؤشر مغناطيسي متحرك في منتصف قرص دائري، مقسم إلى قطاعات منفصلة، وفقاً للاتجاهات الأساسية. في وقت لاحق، بدأ تثبيت إبرة البوصلة على المحور، مما ساعد في الحصول على قراءات أكثر دقة أثناء التأرجح على السفن.
مبدأ التشغيل
في البوصلة الحديثة، يتم تثبيت الإبرة المغناطيسية على محور. نظرًا لأن العنصر في حركة حرة، فمن الضروري تحديد اتجاه التحكم الذي يمكنك من خلاله التحرك نحو الهدف. في البوصلة المغناطيسية، هذا خط تقليدي يربط بين القطبين الجنوبي والشمالي للكوكب. عند الإمساك بالجهاز ثابتًا، فإنه سيتوقف دائمًا بالتوازي مع الخط المحدد. لا يمكن ملاحظة انحرافات المؤشر إلا بالقرب من المغناطيس أو الأجسام المعدنية.
مقياس البوصلة
من أجل تحديد مؤشرات دقيقة، تتحرك الإبرة المغناطيسية للبوصلة على طول البطاقة المزعومة. والأخير عبارة عن مقياس دائري يحتوي على 360 قسمًا. كل واحد منهم يتوافق مع درجة واحدة. يتم العد من الصفر حسب حركة عقارب الساعة. المؤشر إلى الشمال يتوافق مع القسم 0 درجة. يتم تحديد الاتجاه الشرقي بعلامة 90 درجة. يمكن تحديد الجنوب بتقسيم 180 درجة، بينما يتم تحديد الغرب بتقسيم 270 درجة. تسمى القيم المقدمة نقاط البوصلة الرئيسية. ومن خلالهم يتم تحديد الاتجاهات الأساسية.
كيفية التحقق مما إذا كانت البوصلة تعمل بشكل صحيح؟
لتحديد وظيفة الجهاز، من الضروري وضع البوصلة في المجال المغناطيسي لكائن آخر. يمكن أن يكون هذا منتجًا معدنيًا أو قطعة من المغناطيس. من المهم أن تكون إبرة البوصلة في البداية موازية للمحور الشمالي الجنوبي.
للتحقق من الجهاز، تحتاج إلى وضعه على سطح مستو وانتظر حتى يتوقف مؤشر الاتجاه. بعد ذلك، يكفي إحضار جسم ذو مجال مغناطيسي خاص به إلى البوصلة. بمجرد أن يبدأ السهم في التدوير، تحتاج إلى إزالة العنصر. إذا عاد المؤشر بعد ذلك إلى موضعه الأصلي، فهذا يعني أن البوصلة تعمل بشكل صحيح.
باستخدام البوصلة
كيفية استخدام البوصلة؟ يتيح لك المجال المغناطيسي للأرض العثور على المعالم الصحيحة في أي جزء من العالم. لكي لا تضيع، يكفي تحديد نقطة البداية لنفسك في بداية الحركة. يمكن أن يكون هذا أي معلم، على سبيل المثال، منطقة مأهولة بالسكان، طريق، نهر. من نقطة البداية، تحتاج إلى التحرك بضع عشرات من الخطوات في الاتجاه الصحيح والالتفاف. بعد ذلك، كل ما تبقى هو وضع البوصلة على سطح مستوٍ وتحويلها بحيث يكون السهم موازيًا لاتجاه الشمال والجنوب. بمجرد حدوث ذلك، سوف يصبح من الواضح أي درجة على مقياس الأداة تتوافق مع نقطة البداية وأي درجة تتوافق مع المسار المستهدف. يجب أن تتذكر هذه الأرقام، لأنها ستصبح مهمة إذا كان عليك العودة على طول هذا الخط الشرطي.
- عند استخدام جهاز مغناطيسي، يجب أن تتذكر دائمًا أن العوامل الخارجية قد تؤثر على دقة قراءاته. على سبيل المثال، عند تحديد الإحداثيات، إذا كان لدى الشخص حقيبة ظهر خلفه، والتي تحتوي على كتلة كاملة من الأشياء المعدنية، فقد يتعطل السهم الذي يجب أن يشير إلى الشمال. وستكون النتيجة شخصًا يمشي في دائرة أو يتحرك بانحراف كبير عن الهدف.
- عند استخدام البوصلة المغناطيسية، يجب أن تأخذ في الاعتبار دائمًا وجود خطوط كهربائية عالية الجهد بالقرب منها. ولتجنب عدم الدقة في قراءات الجهاز يكفي الابتعاد عن الأسلاك على مسافة حوالي 50 مترا.
- قبل الذهاب في نزهة على الأقدام، من المهم للغاية التأكد من أن البوصلة الخاصة بك في حالة جيدة. من الممكن أن يكون الجهاز قد تعرض للتلف أثناء الاستخدام السابق، مما سيمنع قراءته.
أخيراً
لذلك اكتشفنا ما هي البوصلة المغناطيسية وكيفية استخدام الجهاز بشكل صحيح. من أجل العثور دائمًا على الاتجاه الصحيح في التضاريس غير المألوفة، من المهم التدرب بانتظام على استخدام مثل هذا الجهاز، لتدريب قدراتك على الملاحظة والذاكرة البصرية.
وأخيرا، تجدر الإشارة إلى أن عددا قليلا من الناس اليوم يواصلون استخدام البوصلات المغناطيسية. بعد كل شيء، تم استبدال هذه الأجهزة التي لا غنى عنها ذات يوم بأجهزة ملاحية متعددة الوظائف تعمل بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والتي يسهل إتقانها كثيرًا. ومع ذلك، لا يستطيع الجميع شراء مثل هذه الأجهزة باهظة الثمن. في الوقت نفسه، غالبا ما يتم تفريغ بطاريات الملاحين الإلكترونيين في أكثر اللحظات غير المناسبة. في مثل هذه المواقف، ستأتي البوصلة القديمة الجيدة للإنقاذ، والتي يمكنك من خلالها العثور على طريقك إلى المنزل.
يتكون صندوق البوصلة من السيلومين (سبيكة من السيليكون والألمنيوم) ويتكون من ثلاثة أجزاء: القاعدة العلوية، والغلاف، والقاعدة السفلية. القاعدة العلوية تستوعب الوعاء وبالتالي فهي مجهزة بتعليق ممتص للصدمات. كما أنه مهيأ لتركيب الحديد الناعم فيه، والذي يتم من خلاله تدمير ربع الانحراف.
يحتوي جسم الحاوية على جهاز انحراف على شكل أنبوب نحاسي مجوف مزود بعربتين متحركتين متماثلتين في التصميم. يمكن أن تحمل العربات مغناطيسين أفقيين يعملان على تعويض القوى.
يتم تثبيت مغناطيس طولي في إحدى العربات، ويتم تثبيت مغناطيس عرضي في الأخرى. من أجل الاتجاه الصحيح للعربات بالنسبة لإطار الحاوية، وبالتالي الوعاء، يتم تشكيل أخاديد التوجيه على سطح أنبوب الجهاز، ولكل عربة لها دبوس توجيه.
العربات قابلة للتبديل وسهلة الفك، ويتم تثبيت المغناطيس المدمر في مقابس الحامل باستخدام براغي التثبيت، ويتم تثبيت العربات نفسها في المكان المطلوب لأنبوب جهاز الانحراف بواسطة براغي القفل. يوجد مقياس على سطح الأنبوب، يتم من خلاله تسجيل موضع ارتفاع العربات ذات المغناطيس.
يتم تعليق مغناطيس عمودي داخل الأنبوب على كابل نحاسي للتخلص من انحراف اللفة. يتم لف نهاية الكابل على أسطوانة أفقية تقع فوق الطرف العلوي للأنبوب. من خلال تدوير الأسطوانة، يمكنك رفع أو خفض مغناطيس الإمالة. تم تجهيز الأسطوانة بمسمار قفل ومقياس يسمح لك بتثبيت موضع المغناطيس المائل في الارتفاع. للوصول إلى جهاز الانحراف، يوجد قطع في جسم الحاوية
فتحة مستطيلة مغطاة بغطاء.
تم تكييف الحاوية ليتم تركيبها داخل معوض الانحراف الكهرومغناطيسي الخاص بها. لهذا الغرض، يتم تعزيز تقاطع الدعم مع رئيس حلقي في الجسم ويتم قطع الثقوب لتوصيل كابلات المعوض.
القاعدة السفلية للصندوق عبارة عن قطعة مجوفة على شكل شفة بها فتحات للمسامير، والتي يتم من خلالها ربط البينكل بوسادة السطح. الجزء العلوي من الحاوية مغلق بغطاء واقي.
يتم تخزين المغناطيسات الموجودة في مجموعة البوصلة والمصممة للتخلص من الانحراف نصف الدائري في علبة خشبية. تشتمل المجموعة على ثمانية مغناطيسات بأحجام مختلفة. مادة المغناطيس عبارة عن سبيكة خاصة ذات قوة قسرية تبلغ عدة آلاف من الأمبيرات لكل متر. نظرًا للجودة العالية للسبيكة، فإن المغناطيس، عند تخزينه بشكل صحيح والتعامل معه بعناية، يحتفظ بعزمه المغناطيسي دون تغيير لفترة طويلة. جميع المغناطيسات المدمرة مطلية بلونين: النصف الشمالي أحمر، والنصف الجنوبي أسود أو أبيض.
الحديد الناعم، الذي يتم من خلاله تدمير ربع الانحراف، على عكس المغناطيس، مصنوع من سبيكة مغناطيسية ذات قوة قسرية منخفضة.
عند الخروج من المصنع يتم تجهيز البوصلة بمعوضات ربع الانحراف على شكل قضيبين دائريين بطول 300 ملم وقطر 22 ملم. يتم تثبيت هذه القضبان في مقابس القاعدة العلوية للصندوق ويتم تثبيتها بمسامير. بالإضافة إلى القضبان، تم تجهيز البوصلة بألواح تحريضية بطول 100 أو 130 مم ومقطع عرضي 25 × 3 مم. يتم تثبيت اللوحات في الحاوية أسفل وعاء البوصلة. بأمر خاص، يمكن أن تشتمل مجموعة البوصلة على قضبان مستطيلة أو كرات بأحجام مختلفة وأقواس لتثبيتها
3.كيف يتم تقسيم البوصلات المغناطيسية حسب الغرض منها على متن السفينة؟ وفقا للغرض منها، تنقسم البوصلات المغناطيسية البحرية إلى بوصلات رئيسية وبوصلات متنقلة. البوصلة المغناطيسية الرئيسية، كما يوحي الاسم نفسه، هي أهم جهاز ملاحي، والتي يتم تركيبها عادة على الجسر العلوي في الخط المركزي للسفينة على مسافة ممكنة من حديد السفينة، مما يضمن ظروف التشغيل المثلى للبوصلة. باستخدام البوصلة الرئيسية، يقوم الملاح بتعيين مسار معين، والتحقق من قراءات بوصلة السفر والبوصلة الجيروسكوبية، ويأخذ اتجاهات الأجسام الساحلية لتحديد الموقع. تعمل بوصلة الاتجاه المغناطيسية كمؤشر للتوجه وعادةً ما يتم تثبيتها في غرفة القيادة أمام قائد الدفة.
4. ما هو مبدأ تشغيل البوصلة الجيروسكوبية؟ البوصلة الجيروسكوبية هي في الأساس جيروسكوب، أي عجلة دوارة (دوار) مثبتة في نظام تعليق ذو محورين، والذي يوفر لمحور الدوار اتجاهًا حرًا في الفضاء. لنفترض أن الدوار يبدأ في الدوران حول محوره، الذي يختلف اتجاهه عن محور الأرض. بسبب قانون الحفاظ على الزخم الزاوي، سيحافظ الدوار على اتجاهه في الفضاء. ولأن الأرض تدور فإن الراصد الثابت بالنسبة للأرض يرى أن محور الجيروسكوب يدور كل 24 ساعة. مثل هذا الجيروسكوب الدوار ليس في حد ذاته أداة مساعدة ملاحية. لكي تحدث الحركة المسبقة، يتم تثبيت الدوار في المستوى الأفقي، على سبيل المثال، باستخدام وزن يحمل محور الدوار في وضع أفقي بالنسبة لسطح الأرض. في هذه الحالة، ستخلق الجاذبية عزمًا وسيدور محور الدوار إلى الشمال الحقيقي. نظرًا لأن الحمل يجعل المحور الدوار أفقيًا بالنسبة لسطح الأرض، فلا يمكن أبدًا أن يتطابق المحور مع محور دوران الأرض (باستثناء عند خط الاستواء)
بوصلة جيروسكوبية(البوصلة الجيروسكوبية) - بوصلة تشير إلى الاتجاهات في البحر وتعمل بشكل مستقل عن قوى مغناطيسية الأرض والمجال المغناطيسي على السفينة.
يعتمد مبدأ تشغيل البوصلة الجيروسكوبية على استخدام الخصائص التالية لجسم الجيروسكوب الذي يدور بسرعة: 
1) يحافظ محور دوار الجيروسكوب الذي يدور بسرعة على الاتجاه المحدد في اللحظة الأولية دون تغيير؛
2) تحت تأثير قوة خارجية مطبقة على الجيروسكوب (الحمل معلق)، يدور المحور الرئيسي بشكل عمودي على اتجاه القوة، والذي يستخدم لتحويل الجيروسكوب إلى بوصلة جيروسكوبية.
يتأثر تشغيل البوصلة الجيروسكوبية بسرعة السفينة، والمناورة، والنصب، وخط العرض، وما إلى ذلك. يتم التخلص من بعض هذه الأخطاء باستخدام أجهزة خاصة، ويتم أخذ البعض الآخر في الاعتبار عن طريق ضبط البوصلة الجيروسكوبية (GK).
تتم مراقبة تشغيل (مؤشرات) البوصلة الجيروسكوبية باستمرار (خاصة مع كل تغيير في المسار) من خلال مقارنة الدورات مع البوصلة المغناطيسية. تشتمل مجموعة البوصلة الجيروسكوبية على: البوصلة الرئيسية؛ أجهزة التحكم والمراقبة والطاقة؛ أجهزة العنوان (الشكل 207).
تتمتع البوصلة الجيروسكوبية بعدد من المزايا مقارنة بالبوصلة المغناطيسية: استقرار أكبر على خط الطول؛ لا يوجد تأثير للانحراف المغناطيسي (د) وانحراف السفينة (8) على البوصلة؛ القدرة على استخدام أدوات مكررة في مناطق مختلفة من السفينة التي تكرر قراءات البوصلة؛ القدرة على تسجيل مسار السفينة تلقائيًا بشكل مستمر أثناء الإبحار باستخدام مخطط الدورة واستخدام جهاز خاص - الطيار الآلي، الذي يوفر التحكم التلقائي في جهاز التوجيه، مع إبقاء السفينة في مسار معين دون مشاركة قائد الدفة.
عيوب:تعقيد التصميم والحاجة إلى التيار الكهربائي.
البوصلة الجيرسكوبية- مؤشر ميكانيكي لاتجاه خط الطول (الجغرافي) الحقيقي، مصمم لتحديد مسار الجسم، وكذلك سمت (الاتجاه) للاتجاه الموجه (الشكل 3.4 - 3.5). يعتمد مبدأ تشغيل البوصلة الجيروسكوبية على استخدام خصائص الجيروسكوب والدوران اليومي للأرض.
تتمتع البوصلات الجيروسكوبية بميزتين مقارنة بالبوصلات المغناطيسية:
- أنها تظهر الاتجاه إلى القطب الحقيقي، أي. إلى النقطة التي يمر بها محور دوران الأرض، بينما تشير البوصلة المغناطيسية إلى اتجاه القطب المغناطيسي؛
- فهي أقل حساسية بكثير للمجالات المغناطيسية الخارجية، على سبيل المثال، تلك المجالات التي تنشأ عن الأجزاء المغناطيسية الحديدية من هيكل السفينة.
أبسط البوصلة الجيروسكوبية تتكون من جيروسكوب معلق داخل كرة مجوفة تطفو في سائل؛ يكون وزن الكرة مع الجيروسكوب بحيث يقع مركز ثقلها على محور الكرة في جزئها السفلي عندما يكون محور دوران الجيروسكوب أفقيا.
قد تنتج البوصلة الجيروسكوبية أخطاء في القياس. على سبيل المثال، يؤدي التغيير المفاجئ في المسار أو السرعة إلى حدوث انحراف، وسيظل موجودًا حتى يقوم الجيروسكوب بمعالجة هذا التغيير. تحتوي معظم السفن الحديثة على أنظمة ملاحة عبر الأقمار الصناعية (مثل نظام تحديد المواقع العالمي) و/أو أدوات مساعدة ملاحية أخرى تنقل التصحيحات إلى كمبيوتر البوصلة الجيروسكوبية المدمج. التصميمات الحديثة لجيروسكوبات الليزر لا تنتج مثل هذه الأخطاء، لأنها بدلاً من العناصر الميكانيكية تستخدم مبدأ اختلاف المسار البصري.
بوصلة إلكترونيةمبني على مبدأ تحديد الإحداثيات من خلال أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية (الشكل 3.6). كيف تعمل البوصلة:
1. بناءً على الإشارات الواردة من الأقمار الصناعية، يتم تحديد إحداثيات جهاز استقبال نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية؛
2. يتم تسجيل اللحظة الزمنية التي تم فيها تحديد الإحداثيات.
3. يتم انتظار فترة زمنية معينة.
4. يتم إعادة تحديد موقع الكائن؛
5. بناءً على إحداثيات نقطتين وحجم الفاصل الزمني، يتم حساب متجه سرعة الحركة:
اتجاه الحركة
سرعة الحركة.
5. الأوامر المرسلة إلى عجلة القيادة وتنفيذها بما في ذلك الأوامر الصادرة باللغة الإنجليزية
يتم قبول أوامر الدفة الأساسية التالية: الأمر "يمين (يسار) على متن الطائرة" يعني أنه يجب وضع الدفة على الحد المحدد في الاتجاه المشار إليه. يتم إعطاء الأمر مع مراعاة التحول السريع لعجلة القيادة. بناءً على أمر "الدفة اليمنى (اليسرى)"، يكون قائد الدفة ملزمًا بتحريك الدفة لعدد محدد من الدرجات (لسفينة معينة) في الاتجاه المحدد والإبلاغ: "الدفة اليمنى (اليسار) بهذا القدر". خلال الدور، يقوم قائد الدفة بالإبلاغ عن قيم عناوين جديدة كل 10 درجات. يتم إعطاء هذا الأمر عند إجراء المنعطفات العادية إلى مسار جديد والمناورة المشتركة مع السفن من نفس النوع. عند الانعطاف بقطر دوران أكبر أو أصغر من المعتاد، يتم إعطاء الأمر "درجات عديدة من عجلة القيادة اليمنى (اليسرى)". يتم إعطاء أمر "التحويل" عندما تقترب السفينة من المسار المحدد (عادةً 10-15 درجة). بناءً على هذا الأمر، يتم نقل الدفة إلى DP السفينة، وبعد ذلك يقول قائد الدفة: "الدفة مستقيمة". يتم تنفيذ إجراءات مماثلة باستخدام الأمر "عجلة القيادة المستقيمة". يتم إعطاء الأمر إذا كان من الضروري مقاطعة الدور. بعد الأمرين "إزالة" و"استقامة الدفة"، يقوم قائد الدفة بالإبلاغ عن المسار كل 3 درجات. يتم إعطاء أمر "Hold" عندما يتبقى 3-5 درجات قبل المسار الجديد المعين. عند هذا الأمر، يتم إزاحة عجلة القيادة عددًا صغيرًا من الدرجات في الاتجاه المعاكس للدوران. يقوم قائد الدفة بالإبلاغ عن اتجاه البوصلة في كل درجة. الأمر "احتفظ به" يعني أنه يجب على قائد الدفة أن يسجل على البوصلة، بدقة درجة، المسار الذي كانت السفينة فيه لحظة إعطاء الأمر، أو الاتجاه على طول معلم ساحلي والحفاظ على السفينة في هذا المسار، تقول: "ها، استمر في ذلك، على تحمل درجات كثيرة." أمر الطلب "على المحمل" يعني أنه يجب على قائد الدفة ملاحظة عنوان البوصلة وتقديم تقرير: "هناك درجات كثيرة جدًا على المحمل". الأمر "عدد كبير جدًا من الدرجات إلى اليمين (اليسار) على البوصلة" يعني أن قائد الدفة يجب أن يغير مساره بالعدد المحدد من الدرجات، ثم يقدم تقريرًا: "هناك العديد من الدرجات على المحمل". يتم إعطاء الأمر في الحالات التي يكون فيها من الضروري تغيير مسار السفينة بما لا يزيد عن 15-25 درجة. رجل على عجلة القيادة! يد إلى القيادة! يمين! ميمنة! غادر! ميناء! إنعطف يمينا! ميمنة الدفة! محرك اليد اليسرى! ميناء الدفة! أكثر حق! المزيد من الميمنة! المزيد من اليسار! المزيد من المنفذ! الحق على متن الطائرة! من الصعب على الميمنة! كل الميمنة! غادر على متن الطائرة! من الصعب ميناء! كل الميناء! سهل، خذها بعيدا! تخفيف الدفة! الحق أسهل! سهولة إلى الميمنة! أسهل اليسار! سهولة المنفذ! عجلة القيادة مستقيمة! السفن المتوسطة قهر! قابلها. استمر في ذلك! ثابت! (ثابت جدا!) ؛ تتحرك بثبات! الحق في عدم المشي! لا شيء إلى الميمنة! لا تذهب إلى اليسار! لا شيء للميناء! الصحيح وفقا للدورة! توجيه المسار توجيه عشرة (عشرين)! الميمنة عشرة (عشرون)! عجلة القيادة اليسرى عشرة (عشرون)! المنفذ العاشر (عشرون)! حرك عجلة القيادة إلى 5 درجات! سهولة إلى خمسة! توجيه إلى اليمين، والحفاظ على 82 درجة! ميمنة، قم بالتوجيه صفر ثمانية اثنان توجه إلى اليسار، استمر في التوجه 182! ميناء، توجيه واحد ثمانية اثنان! محرك اليد اليسرى، والحفاظ على 305! ميناء، توجيه ثلاثة صفر خمسة! عقد على العوامة، التوقيع! توجيه على العوامة، على منارة! اتبع في أعقاب كاسحة الجليد اتبع كاسحة الجليد! كن حذرا على عجلة القيادة! انتبه للقيادة