|
|
Аварийная навигация (почти по
Жюль-Верну) ВВОДНАЯ: Яхта в дальнем походе находится на переходе в открытом океане. При прохождении грозового фронта в результате близкого разряда молнии штатный навигационный комплекс вышел из строя.
ПЛОХИЕ НОВОСТИ:
ХОРОШИЕ НОВОСТИ: Решаем проблемы по мере необходимости 1. Лодка должна идти туда, куда надо, экипаж должен знать, где находится судно в любой момент времени. В данном положении это значит, что придется осваивать практически забытое искусство счисления, и периодически исправлять накопленную ошибку определением места судна астрономическими методами. Со счислением пути все более-менее понятно, необходимо организовать регулярное измерение скорости с использованием ручного лага. Для этого нужны часы, линь, и привязанная к нему пластиковая бутылка, наполовину заполненная водой. На лине размечаем двумя узелками расстояние 10 метров. Бросаем бутылку за борт, в момент прохода через руку первого узелка включаем секундомер, в момент прохода второго останавливаем. Скорость лодки в узлах = 20/время в секундах. Скорость придется мерить часто, иначе счисление станет весьма приблизительным. а. Курс по звездам. Задача сводится к измерению поправки компаса, возможно, изменившейся во время катаклизма. Проще всего измерить пеленги на Полярную звезду (в северном полушарии), или точку Юга, если вас занесло в южное.
Пеленгатор. Поскольку современные компасы не пригодны для взятия пеленгов, полезно иметь на борту простейший самодельный пеленгатор, например, описанный по ссылке . Проще не придумать - шкала пеленгатора распечатывается на лазерном принтере и приклеивается на CD диск, вращающийся в коробочке. Для измерения пеленгов на Солнце полезен центральный штырь (для тени), а для взятия пеленга на звезду или предмет - укрепленные на диске прицелы. б. Курс по Солнцу, два варианта.
1. Подобный пеленгатор поможет также в случае потери компаса
(достаточно, чтобы из него внезапно вытекла жидкость, случай из практики).
Для этого нам нужно: 2. В тропиках удобней определять поправку компаса иначе. В малых широтах угол между истинным Востоком и Солнцем на восходе и, соответственно, истинным Западом и Солнцем на заходе будет совпадать с его склонением, позволяя быстро и точно определить поправку магнитного компаса. Дополнение от коллеги NOB. 2. Определение места судна астрономическими методами 2.1. По Солнцу. Наиболее реальный в таких условиях метод, не требующий точных вычислений, специальных таблиц, и который в принципе можно просто удержать в голове - прямое определение широты и долготы путем измерения полуденной высоты Солнца. а. Эфемериды
Дополнение. В условиях, когда место наблюдателя неподвижно (продолжаем сидеть на песке необитаемого острова) результат 2 - (время местного полудня) можно получить значительно проще, по времени захода-восхода Солнца. Нужно заметить и записать отсчеты времени, когда появится (при восходе) и исчезнет (при заходе) самый верхний край Солнца, разницу времени делят пополам - это будет время местного полудня. г. Вычисление долготы Долгота может быть выражена как в угловых единицах, так и временем. В сутках 24 часа, за это время Земля делает один оборот вокруг своей оси - 360 градусов. Получается, что за час Земля поворачивается на 15 градусов, а за минуту (времени)- на 15 угловых минут. Ошибка в определении времени местного полудня на 4 минуты даст ошибку долготы в 1 градус, а высота Солнца в районе полудня изменяется медленно, поэтому и возникает необходимость в измерениях за час до полудня, и через час после, где высота меняется быстро, и можно более точно найти центральную (полуденную) линию. Найденный отсчет в судовом времени переводим во время UTC. Теперь необходимо ввести в наши расчеты еще одну волшебную табличку - вторую составляющую солнечных эфемерид. Дело в том, что время солнечного полудня "гуляет" вокруг 12 часов, иногда забегая до 16 минут. Поэтому для правильного расчета долготы нам понадобится поправка времени, которую можно рассчитать.
"(этот метод описан в литературе, утверждают, что в подавляющем
большинстве случаев расчет с точностью до минуты (15' долготы). Нарисовано
много, но на самом деле запоминается легко, и точки перегиба легко выводятся
из "правила буравчика". Запомнить надо 2 крайние точки (14 февраля -
поправка +14; 31 октября - поправка -16). Отсюда выводятся промежуточные
точки 14 мая и 31 июля (они отстоят от крайних ровно на 3 месяца). 14
февраля запоминается легко: знающие люди для этого советуют использовать
мнемоническое правило: "в день Святого Валентина, 14 февраля, девушка
опаздывает на 14 минут". 31 октября тоже легко запоминается - это Хелувин.
Обратите внимание, что даты и поправки как бы симметричные, т.е.
запоминается все легко, главное помнить про 14 февраля - самое начало
построения. Принимается, что поправки не меняется на протяжении 2 недель до
и после точек перегиба. Промежуточные точки потом легко интерполируются как
показано на рисунке
ПРИМЕР
1. Переводим время местного полудня
в UTC. = 02.23.05 2.2. Прямое определение широты по Полярной. Способ подкупает своей простотой, особенно при наличии секстана. Больше нам не понадобится ничего. Поскольку Полярная показывает место земной оси, достаточно измерить угол между горизонтом и звездой, чтобы получить широту места. Поскольку Полярная находится ЗА точкой Север на 47 угловых минут относительно последней звезды ручки ковша созвездия Большой Медведицы (она называется Бенетнаш, или Alkaid по иностранному, если что, и есть на схемке в начале текста), это нужно запомнить и учитывать при расчете. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Что и требовалось. Фактически - описанная выше навигационная методика успешно использовалась в эпоху Великих географических открытий. В процессе практической тренировки в измерении углов, трудоемкой обработки измерений мы восстановили штурманскую службу на лодке, находящейся в море без специальных инструментов (ну, разве что, кроме часов), получили координаты "из ничего" - без спутников и джипиэсок, по Солнцу, так, как это делали Кук и Лаперуз, и уложились в короткое описание без специальной терминологии и сложных формул. Все, что нужно, чтобы использовать ее в нужный момент - понять смысл, провести практический эксперимент, и запомнить несколько ключевых дат и цифр для солнечных эфемерид. Для любознательных далее краткий конспект способа Сент-Илера. В тексте использованы: результаты обсуждения темы и материалы, предоставленные участниками форума журнала "Катера и Яхты", специальные благодарности коллеге NOB за авторские схемы и примеры расчетов эфемерид и коллеге Basfett за электронную версию чертежей для изготовления Круйзерфикса (это здесь); материалы сайта pangolin.co.nz, другие материалы в свободном доступе в Интернете.
Если у вас возникли вопросы, предложения, дополнения, вы нашли ошибки и неточности в тексте - большая просьба донести их до меня - Контакт |
Фактически
этот листочек - самое главное в процессе, ведь у нас нет таблиц и
программ. Здесь нужно запомнить четыре даты и один угол и понять смысл
вычислений, чтобы повторить потом для нужной даты.
Секстан
- лучший вариант, и позволит измерять высоты быстро и с высокой
точностью (на лодке в море 3-5 угловых минут), требует навыков работы с
ним, и
некоторых корректирующих вычислений (при такой точности). 
Серия
измерений нужна для повышения точности в условиях волнения моря. Это
удобно делать вдвоем - один работает с угломерным инструментом, другой
записывает высоту и время. Затем на листе в клетку строится график - по
оси ординат угол, по оси абсцисс - время, с нанесенными результатами,
через которые проводится прямая. Серия из десятка измерений заметно
повышает точность.
Мы
начинаем измерять высоты Солнца задолго до наступления местного полудня,
скажем, за час, ведем измерения сериями через каждые пятнадцать минут.
После обработки результатов строим график.
