Новиков Григорий 8 «М»

Ко́мпас (в речи моряков: компа́с) устройство, облегчающее ориентирование на местности. Существуют три принципиально различных вида компаса: магнитный компас, гирокомпас и электронный компас.

Магнитный компас: История создания и Принцип действия Гирокомпас: История создания и Принцип действия Электронный компас: История создания и Принцип действия Электромагнитный компас: История создания и Принцип действия

Магнитный компас Предположительно, компас был изобретён в Китае и использовался для указания направления движения по пустыням. В Европе изобретение компаса относят к XIIXIII вв., однако его устройство очень простое магнитная стрелка, укрепленная на пробке и опущенная в сосуд с водой. В воде пробка со стрелкой ориентировалась нужным образом. Слово «компас», по-видимому, происходит от старинного английского слова compass, означавшего в XIIIXIV вв. «круг». Принцип действия основан на взаимодействии поля постоянных магнитов компаса с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Свободно вращающаяся магнитная стрелка поворачивается вокруг оси, располагаясь вдоль силовых линий магнитного поля. Таким образом, стрелка всегда параллельна направлению линии магнитного поля. Принцип действия

Гирокомпас Гирокомпас прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов. Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс. Обычно гирокомпас применяется как опорное навигационное устройство в судовых рулевых системах с ручным или автоматическим управлением. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжел; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг. Для нормальной работы гирокомпаса необходимо устойчивое основание, не испытывающее ускорений и фиксированное относительно земной поверхности, причем скорость его перемещения должна быть мала. Прототип современного гирокомпаса первым создал Аншютц-Кэмпфе, вскоре подобный прибор построил Сперри. В последующие годы разрабатывалось множество гирокомпасов различных модификаций, но наиболее удачные из них принципиально почти не отличались от устройств Аншютца и Сперри. Приборы современной конструкции значительно усовершенствованы по сравнению с первыми моделями; они отличаются высокой точностью и надежностью и удобнее в эксплуатации. Простейший гирокомпас состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна.

Электромагнитный компас Электромагнитный компас является электрогенератором, в котором магнитное поле Земли играет роль статора, а одна или несколько рамок с обмотками ротора. Соотношение напряжений, наводимых в обмотках при движении в магнитном поле, показывает курс, либо одна обмотка устанавливается под заранее заданным углом к продольной оси самолёта или корабля, и для поддержания курса пилоту или рулевому следует рулём направления удерживать стрелку на нуле. Преимущество электромагнитного компаса перед обычным магнитным в отсутствии девиации (отклонение магнитной стрелки компаса под влиянием больших масс металла) от ферромагнитных деталей транспортного средства, так как они неподвижны относительно обмоток и не наводят в них токов. Для работы простого варианта электромагнитного компаса требуется быстрое движение, поэтому первое применение электромагнитный компас нашёл в авиации.

Электронный компас Здесь рассматривается компас, построенный на принципе определения координат через спутниковые системы навигации. Существуют также компасы (так называемые цифровые), использующие в качестве датчика блок магниторезисторов или элементов Холла. Последние представляют собой микроэлектромеханические системы, способные определять своё относительное положение в магнитном поле Земли, в отличие от использующих спутниковый сигнал устройств, которые компасами в классическом смысле не являются, так как представляют из себя лишь приборы с индикацией путевого угла в виде компаса. Принцип действия такого компаса весьма прост: 1. На основании сигналов со спутников определяются координаты приёмника системы спутниковой навигации (и, соответственно, объекта) 2. Засекается момент времени, в который было сделано определение координат. 3. Выжидается некоторый интервал времени. 4. Повторно определяется местоположение объекта. 5. На основании координат двух точек и размера временного интервала вычисляется вектор скорости движения и из него: 1) направление движения 2) скорость движения 5.Осуществляется переход к шагу 2. Ограничения: Естественно, если объект не перемещается, направление движения узнать не получится. Исключение составляют достаточно большие объекты (например, самолёты), где есть возможность установить 2 приёмника (например, на концах крыльев). При этом координаты двух точек можно получить сразу, даже если объект неподвижен, и перейти к пункту 5. Ещё одно ограничение обусловлено точностью определения координат спутниковыми системами позиционирования и влияет, главным образом, на тихоходные объекты (пешеходов).