MERENJE PRAVACA I UGLOVA

[Dule]

Brodski kompasi
Kompas je uređaj koji pokazuje pravac meridijana mesta na kojem se nalazi brod. U navigaciji se koristi za pokazivanje kursa i određivanje azimuta (smera). Prema fizičkim osobinama kompasi se dele na:
- magnetske kompase, koji za pokazivanje pravca meridijana koriste magnetsko polje Zemlje (magnetski, žiro-kompas i indukcijski kompas) i
- amagnetske kompase, koji za pokazivanje pravca meridijana koriste fizičke i elektromagnetske zakone i prirodne zakonitosti kretanja Zemlje (žiro-kompas, laserski kompas, astro-kompas).


Prema nameni na brodu, kompasi se dele na:
- glavni kompas,
- kormilarski kompas,
- rezervni kompas,
- čamačani kompas i
- čučni kompas za smeranje.
Osim pokazivanja kursa i odeređivanja azimuta, kompasi preko ponavljača prenose podatke o kursu i svim drugim uređajima kojima su ti podaci potrebni (navigacijski uređaji, automatsko kormilo i sl.). Broj kompasa na brodu je različit i zavisi od namene i potreba broda. Veći brodovi imaju više magnetskih kompasa i jedan do dva amagnetska kompasa uz veći broj kompasnih ponavljača.
Kompasi se u principu sastoje od sledećih elemenata:
- osetljivi element za pokazivanje pravca meridijana,
- elemenata za pokazivanje i očitavanje kursa,
- elemenata za određivanje azimuta,
- kompenzacijskih elemenata za otklanjanje grešaka pokazivanja kursa,
- elemenata za prenos podataka o kursu na udaljena mesta na brodu, i
- pomoćnih elemenata za obezbeđenje normalnog rada kod korišćenja kompasa.
Zavisno od vrste, veličine i namene, neki kompasi mogu biti i bez jednog broja navedenih elemenata.

[Dule]

Magnetski kompas
Pod magnetskim kompasom podrazumevamo sve one kompase čiji se osetljivi element pod uticajem magnetskog polja Zemlje usmerava u pravcu meridijana.
Magnetski kompas na kopnu, udaljen od feromagnetskih masa, pokazuje magnetski meridijan, odnosno uslovno smer magnetskih polova Zemlje. Na brodu je magnetski kompas podvrgnut uticaju feromagnetskih masa od kojih je izgrađen brod i oprema broda, te na njega deluje, osim magnetskog polja Zemlje i magnetsko polje brodskog magnetizma.
Zbog toga igla magnetskog kompasa na brodu pokazuje smer kompasnog meridijana.

[Dule]

Zemaljski magnetizam i njegovi elementi
Na površini Zemlje, u atmosferi, kao i u dubinama Zemljine kore, mora i okeana, Deluje magnetsko polje Zemlje. Magnetizam Zemlje nazivamo geomagnetizmom. Zemlja kao i svaki drugi magnet ima svoje magnetske polove i neutralnu liniju koja se naziva magnetski ekvator.
Slobodno ovešena magnetska igla postaviće se u smer magnetskih silnica koje povezuju magnetske polove Zemlje (slika 1.9). Smer tih silnica na bilo kojoj tački na Zemlji pokazuje smer magnetskih meridijana. Ovi meridijani nisu pravilne linije niti su velike kružnice, kao što je to slučaj sa geografskim meridijanima, i ako se oni kao takvi zamišljaju.
Poznavajući zakon privlačenja i odbijanja između dva magnetska štapa, jasno je da je magnetizam severne hemisfere suprotnog polariteta od magnetizma na severnom kraju magnetske igle.
Ako se smatra da je magnetizam na severnom kraju magnetske igle severni (crveni), tada je magnetski pol severne hemisfere Zemlje južnog polariteta (plavi), a magnetski pol južne hemisfere severnog polariteta (crveni), što se vidi i na slici 1.9. Da bi se izbegle zabune, u navigaciji se iz praktičnih razloga, severni magnetizam, odnosno magnetizam južne hemisfere naziva crvenim, a južni, odnosno magnetizam severne hemisfere plavim. Ovom bojom se označavaju i polovi magneta i magnetske igle navigacijskih instrumenata.

[Dule]

Učinak Zemaljskog magnetizma je takav da privlači N kraj igle prema severu, a S kraj igle prema jugu.
Snaga magnetskog polja Zemlje na određenom mestu naziva se totalni intenzitet (T), koji raste prema polovima (jer su tamo silnice najgušće), a opada prema Ekvatoru.
Linije koje spajaju sva mesta jednakog totalnog intenziteta, nazivaju se izodiname. Posebno su označene izodiname horizontalnog, a posebno vertikalnog intenziteta.

[Dule]

Linije koje spajaju sva mesta iste magnetske deklinacije (varijacije) zovu se izogone.
Varijacija, je ugao između geografskog i magnetskog meridijana. Može imati vrednost od 0° do 180°, a y plovnim područjima iznosi do ±30°.
Varijacija je istočna (E ili +) kada je severni pol magnetske igle otklonjen prema istoku od geografskog meridijana, a zapadna (W ili -) kada je severni pol magnetske igle otklonjen ka zapadu (slika 1.10).
Klasifikacija magnetskih kompasa
Prema principu rada osetljivog elementa, magnetski kompasi se dele na:
- kompas sa magnetskom iglom (ili sistemom magnetskih igala),
- indukcijski kompas,
- magnetsko-elektronske,
- magnetsko-strikcione, i
- termomagnetske.

Na brodovima se uglavnom koriste kompasi sa magnetskom iglom, a na malim i brzim ratnim brodovima i indukcijski kompasi, dok svi ostali gore navedeni predstavljaju teoretsku mogućnost izrade, ali bez šire praktične primene. Magnetski kompasi kod kojih je moguća žirostabilizacija pokazivanja kursa, nazivaju se žiromagnetski kompasi.
Osetljivi element kompasa sa magnetskom iglom, zajedno sa delom za očitavanje kursa - ružom - može se nalaziti u likvidu - likvidni kompas - ili slobodno ovešen bez likvida - suvi kompas.

Kvalitet, veličina i smeštaj kompasa zavisi od njegove namene i to:
- glavni kompas se nalazi u kormilarnici i po njemu kormilar sledi naređeni kurs,
- rezervni kompas je sličnih karakteristika kao i glavni kompas, a smešten je na rezervnom komandnom mestu,
- kompas za čamce je malih dimenzija, i sa njim se opremaju motorni i drugi čamci,
- ručni kompas za smeranje se nalazi u kompletu opreme manjih čamaca i jedrilica – krstaša, ima jednostavan smerni aparat za smeranje objekata na kopnu radi određivanja pozicije.

 Montaža magnetskih kompasa na brodu
Izboru mesta montaže kompasa, mora se posvetiti posebna pažnja, a osnovni zahtevi koje izabrano mesto mora ispunjavati su: pouzdanost kompasa u radu i lako korišćenje i održavanje kompasa.
Pouzdanost se obezbeđuje izborom najpovoljnijih magnetskih i dinamičkih uslova te temperaturnog režima i vlažnosti.
Povoljni magnetski uslovi su presudni za izbor mesta kompasa. Pošto feromagnetne mase najviše utiču na slabljenje smerne sile, potrebno je kompas što više udaljiti od njih. Što je veća udaljenost ovih masa od kompasa, to je koeficijent smerne sile veći, a devijacija manja.
U blizini magnetskog kompasa ne bi smelo biti:
- vertikalnog gvožđa na udaljenosti manjoj od 3 m,
- pokretnih gvozdenih masa na udaljenosti manjoj od 10 m,
- elektromotora na udaljenosti manjoj od 5 m i
- toplinskih motora na udaljenosti manjoj od 10 m.

Kompas treba uvek montirati u uzdužnici broda, kako bi gvozdene mase bile simetrično raspoređene u odnosu na kompas. Udaljenost između dva magnetska kompasa, treba odrediti ispitivanjem međusobnog uticaja pre konačnog određivanja mesta montiranja. Dinamički uticaji na magnetski kompas se javljaju prilikom:
- ubrzavanja broda u raznim manevrima,
- ubrzanja pri nagibu broda,
- vibracije trupa broda zbog rada glavnih i pomoćnih motora i mehanizama, i
- udara talasa, leda i sl.

Tehničkim pravilom i uputstvom za održavanje, za svaki magnetski kompas, propisane su radnje za održavanje i kontrolu ispravnosti rada njegovih delova.

 Žiro - kompas
Za korišćenje magnetskih kompasa bitno je poznavanje varijacije i devijacije. I dok se danas vrednost varijacije poznaje dovoljno dobro, devijacija je promenjiva veličina koja zavisi ne samo od brodskog magnetskog polja već i od vrste tereta na brodu i od količine i vrste ubojnih sredstava na njemu.
Osim toga potreba prenosa vrednosti kursa na druge uređaje zahteva kod upotrebe magnetskih kompasa komplikovaniju izvedbu posebnog sistema prenosa.
Sve ovo je uslovilo razvoj drugih sredstava za pokazivanje pravca meridijana, a koja neće biti zavisna od zemaljskog i brodskog magnetskog polja.
Jedan od prvih takvih urećaja je žiro-kompas, koji se pojavio početkom 20. veka i koji danas tehnološki usavršen ima najširu primenu.
Žiro-kompas koristi osobine žiroskopa, čija se oca rotacije usmerava u pravcu geografskog meridijana pod uticajem sile teže i dnevne rotacije Zemlje.
Žiro-kompas pruža mogućnost pokazivanja kursa pravog, a jednostavnim sistemom prenosa daje podatke o kursu na brojne navigacijske i druge uređaje na brodu.
Otklon glavne ose žiro-kompasa od pravca meridijana naziva se devijacija žiro-kompasa i označava se υž. Devijacija je pozitivna ako je glavna osa osetljivog elementa otklonjena od meridijana prema istoku (E), a negativna kada je osa otklonjena ka zapadu (W).
Devijacija žiro-kompasa je zbir: greške vožnje, greške geografske širine, balističke i drugih grešaka.