Kompas

Kompas Obrázek v Infoboxu.
Typ Navigační přístroj
použití
Použití Navigace , ložisko
Symbolický
Emodži ?

Kompas je navigační přístroj skládá z zmagnetovaném jehlou , která odpovídá s magnetickým polem Země . Označuje tedy magnetický sever , který se odlišuje od zeměpisného severního pólu . Rozdíl mezi dvěma směry v daném místě se nazývá magnetická deklinace Země . V závislosti na požadované přesnosti je tento rozdíl vyrovnán nebo je použita kompenzační tabulka. Pozorováno z Francie (v roce 2016), oba směry jsou víceméně totožné.

Čáry magnetického pole Země, které jehla kompasu srovnává s bodem pod zemí na severním a jižním pólu (ne na povrchu). Na severní polokouli je tedy severní konec kompasu nakreslen dolů. Aby se tento jev vyrovnal, je jižní konec jehly kompasu lehce zvážen.

Při použití kompasu „severní polokoule“ na jižní polokouli je jižní konec jehly stažen magnetickým polem dolů, pokud je již opatřen protizávaží . Výsledkem je, že jižní špička kompasu sevře dno dutiny, ve které je umístěn, a proto funguje mnohem méně dobře.

Kompas poskytuje známý referenční směr, který pomáhá při navigaci . Na světové strany jsou (ve směru hodinových ručiček): Sever, východ, jih a západ. Kompas lze použít ve spojení s hodinami a mapou k poskytnutí odhadu jeho navigace.

V pozemní navigaci se používaný přístroj obecně označuje jako kompas. Skládá se z jehly, která se otáčí před stupnicemi integrální s nástrojem, obvykle drženou v ruce, která je orientována v požadovaném směru. V námořní a letecké navigaci nebo na vozidle  se přednostně používá kompas : je to pak mobilní část, která nese stupnice (někdy v opačném směru než kompas). Otočí se před pevnou referenční linii rovnoběžně s osou lodi nebo letadla, která se nazývá linie kurzu, a přímo udává sledovaný směr.

Fyzikální princip

Kompasem může být jakékoli zařízení, které používá magnetizovanou jehlu, která se volně otáčí na otočném čepu , takže může ukazovat na směr magnetického severu Země.

Zákon magnetismu je takový, že přitahují opačné póly. Podle výběru historické konvence je severní pól magnetu ten, který ukazuje na sever Země. Výsledkem je, že magnetický pól Země poblíž geografického severního pólu (v době moderního člověka) je jižním pólem ve smyslu magnetismu. Tento pól se však nazývá „magnetický severní pól“, protože je intuitivnější pro pól, který udává přibližně zeměpisný sever.

V minulosti byly některé kompasy kombinovány se slunečními hodinami , které používaly vržený stín jehly zvané styl nebo gnomon nebo skládací trojúhelník; tato asociace umožnila orientovat číselník a získat přibližný čas (srov. astroláb ).

K nalezení pravého severu lze také použít gyroskopický kompas .

Základním prvkem je magnetická tyč. Lze jej vyrobit vyrovnáním tyče ze železa nebo oceli v magnetickém poli Země a následným zahřátím a ochlazením (žíháním) nebo třením. Tato metoda však vytváří pouze magnet s nízkou spotřebou; výhodné jsou i jiné metody.

Tato zmagnetizovaná tyč (nebo magnetická jehla) se poté umístí na podložku s téměř nulovým třením, která jí umožňuje volně se otáčet, aby se vyrovnala s magnetickým polem okolí. Na jeden konec se na něj umístí značka, aby uživatel mohl rozlišit severní a jižní směr. Moderní konvencí je, že severně orientovaný konec je označen nějakým způsobem, často luminiscenční nebo červenou barvou .

Historický

Dálný východ

Kompas je čínského původu, ale došlo k neshodě ohledně přesného data, kdy byl vynalezen. První čínský kompas zřejmě není určen pro navigaci, ale sestával z magnetu kamene slouží k harmonizaci environmentální energii (dále jen qi氣/气) v souladu s geomantic principů z Feng shui . Existují literární odkazy, které si zasluhují pozornost a které zdůrazňují jeho starobylost:

Použití magnetického kompasu na souši je tedy doloženo již v roce 1044, zatímco nesporný důkaz jeho použití pro navigaci na moři pochází až z roku 1117.

Západ a Střední východ

Historici diskutují o šíření kompasu po jeho vývoji v Číně a zpochybňují úlohu prostředníků, které hrají Arabové. První zmínka o magnetické jehle a jejím použití námořníky v Evropě se skutečně nachází v De naturis rerum („Od přírody věcí“) od Alexandra Neckama publikovaném v roce 1190, zatímco nejstarší zmínka o kompasu na Středním východě v perském účtu z roku 1232. Nejstarší arabská zmínka o kompasu ve formě zmagnetizované jehly v misce s vodou pochází od sultána a jemenského astronoma Al-Ashrafa z roku 1282. Zdá se, že byl také prvním použít to pro astronomii. Protože autor tvrdí, že viděl kompas používán na lodi asi před čtyřiceti lety, někteří odborníci vracejí datum vystoupení v muslimském světě zpět na stejnou dobu.

Vynález kompasu v Evropě byl přičítán Amalfitanovi jménem Flavio Gioja v roce 1300 nebo 1302. I když není pochyb o tom, že v té době používali evropští navigátoři kompasy, název Flavio Gioja vyplývá z řady zkreslení a špatných údajů různých textů. Podle historika francouzského námořnictva, Charles Bourel de La Roncière , „Flavio Gioja je mýtus, datum a místo tohoto vynálezu jsou controuve“ . V XIV -tého  století, Byzanc , kompas, který byl zaveden podle italských námořníků, byl známý jako „ magnitikí Pyxis “ μαγνητική πυξίς  ; je uvedeno Marc Angel v básni Eros pocházející z XIV -tého  století.

Kompas (přezdívaný „marineta“, označovaný jako „tento kus železa, který se otáčí směrem k hvězdě Tramontane“) je zmíněn již v roce 1204 v díle se satirickými konotacemi „Bible“ od Guiot de Provins . Používá se jako metafora postoje dobrého křesťana, který si musí dávat pozor na falešné proroky a obrátit se ke skutečnému náboženství, když se kompas otočí k pólové hvězdě . text Guiot de Provins také zmiňuje metodu magnetizace obyčejného železa z kousku přírodního magnetitu . Zmínka o kompasu v tomto typu textu naznačuje, že kompas a jeho použití byly v té době relativně dobře známé pro námořní účely.

Teprve v roce 1600 byl fenomén magnetismu lépe pochopen a vyčerpávajícím způsobem popsán Williamem Gilbertem ve své práci De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (Du magnetisme et des corps magnétiques, et du Grand Magnet Terre).

Pomocí kompasu

Jehlu kompasu lze vychýlit poblíž elektrického drátu napájeného jednoduchým napětím několika voltů. Je proto nutné zajistit, aby v bezprostřední blízkosti nebylo žádné živé zařízení ani žádný magnet.

Dalšími vlastnostmi společnými pro moderní ručně přenosné kompasy jsou základní deska vybavená stupnicí pro měření vzdáleností na mapách, otočný rámeček pro měření úhlu mezi magnetickým severem (viz magnetická deklinace ) označeným jehlou a směrem cílového bodu a zrcadlo odráží obraz ručička na ciferníku při míření na orientační bod. Většina kompasy také zaměřovací systém, skládající se z zadní pohled a čelní pohled , který slouží jako kolimátor nebo také drátem táhla ve vybrání, nebo čáry malované nebo vystopovat v krytu. Některé kompasy mají magnetickou jehlu podporující mobilní kolečko (podobně jako kompas růže námořních kompasů) a čtení je pak provedena automaticky pomocí víry čárou na skle (viz foto kompasu americké armády). Třetí typ kompasu, ještě sofistikovanější, má hranol nasměrovaný k vnějšímu okraji ciferníku a okulár, ve kterém lze přímo odečíst hodnotu úhlu (viz fotografie).

Kompas má několik využití: navigaci , dělostřelectvo , geodézii atd. V navigaci lze použít k určení aktuální polohy uživatele nebo k označení postupu, který je třeba dodržet.

Pokud použijete kompas ve spojení s mapou, musíte použít úplně jinou metodu. Je třeba vzít v úvahu magnetickou deklinaci . To se liší podle polohy v prostoru a čase, může být nutné jej vypočítat (nebo požádat místní turistický klub), aby určil, o kolik stupňů úhel mezi magnetickým severem měří (označený jehlou) a skutečným severem (horní část mapa). Tento úhel je třeba vzít v úvahu při míření na orientační bod.

Abychom změřili skutečný úhel, tj. Relativně k zeměpisnému severu a ne k magnetickému severu , například pomocí kompasu, který má jednu stranu opatřenou stupnicí, umístíme nulový bod pravítka do současné polohy vyznačené na mapa (dříve orientovaná shora na geografický sever) a pravítko bude orientováno ve směru požadovaného cíle (některé zdroje doporučují, aby začátečníci pro větší bezpečnost nakreslili v nabídce čáru). Poté otočíme dalekohled (podporující průhledný ciferník kompasu), abychom orientovali nulu úhlové stupnice směrem k zeměpisnému severu zarovnáním rovnoběžných čar na severojižních liniích (zeměpisná délka) nebo na bočním okraji mapy. Směr, který budete následovat, je poté vyznačen na přímce kompasu. Poté držte kompas vodorovně v úrovni očí a orientujte jej tak, aby jehla zůstala naproti hodnotě úhlu odpovídající magnetickému severu. Podélná osa kompasu (obecně označená šipkou) bude indikovat směr, který bude následovat.

Zjednodušená metoda: (bez orientace mapy nahoru na sever) lze na mapě určit její současnou polohu jako funkci orientačního bodu viditelného v krajině tak, že na něj zaměříme šipku kompasu a otočíme dalekohled tak, aby srovnejte rovnoběžné linie a jehlu. Poté umístěte roh kompasu na cílový bod na mapě a otáčejte ním, dokud nebudou rovnoběžné čáry zarovnány s čarami zeměpisné délky (sever-jih) na mapě. Umístěte kompas do výšky břicha, aby byl ciferník lépe čitelný. Současná poloha je umístěna na stupnici pravítka kompasu nebo v jeho prodloužení. Druhá čára nakreslená z jiného orientačního bodu a protínající první pomůže určit polohu přesněji.

Naopak, tato metoda je také použitelná k určení kurzu, který bude následovat. Nejprve umístěte kompas na mapu, přičemž hrana pravítka je na imaginární čáře spojující současnou pozici a nulový bod na cíli, kterého má být dosaženo, bez ohledu na jehlu. Poté otočte rámeček (podporující průhledný ciferník kompasu), abyste zarovnali rovnoběžné čáry se čarami sever-jih mapy (nebo na bočním okraji mapy), se zachováním severní značky (nula) na „severní“ straně. Úhel takto definovaný těmito čarami a strana pouzdra kompasu odpovídá směru postupu, který je třeba dodržovat ve vztahu k severu, zhmotněnému šipkou kompasu. Držte kompas v úrovni očí (na délku paže) a umístěte se tak, aby jehla byla vyrovnána rovnoběžnými čarami a směřovala na sever.

Fotografie ukazuje vrchol zaměřený z indikací na mapě.

Námořní kompasy a navigační kompasy

Námořní kompasy se běžně nazývají kompasy . Jsou několika typů:

Obvykle se skládají z kapsle naplněné kapalinou, která zpomaluje oscilace magnetického zařízení, to znamená plochá větrná růžice nebo ve tvaru koule nebo odstupňované polokoule; viskozita kapaliny nutí růži (nebo odstupňovanou sféru) rychle se zastavit, aniž by oscilovala na obou stranách magnetického severu. Víra linka , která může být nápis na kompasu šálku nebo malé pevné tyči, označuje podélnou osu (směr jízdy) na lodi ve vztahu k kompasu číselníku.

Kompasy obsahující plochou větrnou růžici jsou umístěny v misce hermeticky uzavřené skleněným krytem, který je zavěšen závěsem závěsu . Tím je zajištěno, že jsou drženy ve vodorovné poloze bez ohledu na pohyby plavidla. Měla by se vzít v úvahu kovová hmotnost lodí a kompasy by měly být kompenzovány odborníky pomocí dalších speciálních zařízení.

Hlavní rolí kompasu je určit směr a kurz, po kterém loď bude (linie směřuje v ose trupu), mluvíme pak o kompasu řízení, který se obvykle nachází v blízkosti kormidla nebo volantu.

Avšak varianta kompasu vybavená zaměřovacím systémem ( taxametr ) (ložisková kružnice s kolíčky) umožňuje určit směr (nebo směr) orientačního bodu . Navigátor, kterému se téměř současně podaří zaměřit se na dvě (nebo lépe tři) orientační body, může pomocí speciálního úhloměru ( pravidlo Cras nebo ekvivalent) vytvořit poměrně přesný bod vykreslením orientačních bodů na mapě.

V dnešní době existují miniaturizované kompasy (slavný mini-Morin), které mají velmi praktické využití, a dokonce kompasy, které jsou integrovány do optiky námořních dalekohledů, což výrazně zlepšuje správnou identifikaci památek (německá firma Steiner z ní udělala specialitu, ale existuje mnoho levnější kopie).

Abychom byli úplní, musíme zmínit takzvané „taktické“ kompasy namontované na velmi malých plachetnicích ( 420 , Laser , 505 .. atd.) Procvičujících regatu : Nepoužívají se k určení bodu ai když je použití jako kompasu Trasa je možná, jejich hlavním nástrojem je informovat kormidelníka o změnách větru, zejména při připínání , když loď pluje pod konstantním úhlem, určeným mezí tuhosti plachet.

Kormidelník bez orientačních bodů na dlouhé trati tak může ocenit adonantes , refusant , kontinuální rotace nebo periodické oscilace směru větru a určit tak takticky nejkratší cestu, jak porazit své protivníky lepením hran. Vhodné okamžiky. Nejznámější je taktický magnetický kompas od finské firmy Silva (speciální promoce vám umožňuje mít na paměti pouze jedno číslo), nyní však existují digitální taktické kompasy s dalšími matematickými funkcemi, jako je elektronický kompas zvaný tack tick (od sloveso t o tack , řešit v angličtině).

Velké lodě se pro navigaci spoléhají přesněji na gyroskopický kompas nebo v poslední době spíše na kompas satelitní než na magnetický kompas , i když jeho přítomnost je ze zákona stále povinná.

Magnetický kompas je skutečně narušen kovovými hmotami a elektrickými proudy lodi. Je ale nezbytná jako záloha v případě výpadku elektrického proudu.

Magnetický, gyroskopický nebo satelitní kompas je často spojován s automatickým systémem udržování směru jízdy ( autopilot ) a integrovanou navigací. Elektronický kompas fluxgate ( fluxgate (in) ) se stále více používají na plachetnicích, i když jsou malé.

Letectví

Elektronické kompasy

Některé hodinky a další měřicí přístroje mají kompas vyrobený z elektronických součástek. Obvykle se jedná o dva nebo tři snímače magnetického pole poskytující základní data mikroprocesoru . K zobrazení záhlaví se používá trigonometrický výpočet .

Zařízení je často diskrétní součást poskytující signál (digitální nebo analogový) úměrný jeho orientaci. Tento signál je potom interpretován řadičem nebo mikroprocesorem a interně zpracováván nebo přenášen na zobrazovací zařízení.

Body kompasu / promoce

Tradičně je číselníková nebo kompasová růžice rozdělena na třicet dva ekvidistantních bodů (nazývaných jako čtvrtiny , čtvrtina nebo dokonce loxodrom je 11 ° 15 '), ačkoli moderní kompasy jsou odstupňovány spíše ve stupních než v základních bodech (viz níže stupnice). Čtyři hlavní směry - východ , západ , sever a jih - jsou světovými stranami a od nich jsou odvozeny názvy ostatních (příklad: jih = 180 °; jih-jih-východ = 157 ° 30 ').

Existuje několik odstupňovacích systémů pro kompasy:

Vojenské kompasy

Každý obchod používá specifické kompasy, protože musí splňovat různé požadavky.

Pěšák

Pěšák potřebuje kompaktní model, lehký a nekompromisní solidnosti.

Většinou se jedná o skládací kovová pouzdra chránící sklo a blokující jehlu. Německá společnost Lufft udělal na začátku XX th  století pokročilé verze typu kompas Bezard používaný armádami mnoha evropských zemí, včetně Francie (vlevo). Švýcarská společnost Recta (převzatá společností SUUNTO) vyvinula obzvláště ergonomické zásuvkové zařízení (viz galerie).

Dělostřelectvo

Střelec potřebuje měřit elevační úhel navíc k ložiskové úhlu na cíl. Tyto kompasy mají sklonoměr a někdy jednu nebo dvě vodováhy.

Některé zvětšovací sklo a hranolové systémy umožňují vidět růžici kompasu zvětšenou současně s cílovým objektem.

V kultuře

Magické kompasy v beletrii

Poznámky a odkazy

  1. Li Shu-hua, str.  180
  2. University of the State of Florida, „  (in) Early Chinese Compass (the first Chinese compasses)  “ on National High Magnetic Field Laboratory (Laboratoire Intense Magnetic Field) ,2009
  3. Li Shu-hua, Původ kompasu II. Magnet and Compass , 1954, strana 175
  4. (in) Joseph Needham a Lu Gwei-Djen, Trans-Pacific Echoes and Resonances: Listening Again , World Scientific ,1985, str.  190
  5. Li Shu-hua, Původ kompasu II. Magnet and Compass , 1954, str.  176
  6. Needham, str.  252
  7. Robert Temple , génius Číny: 3000 let vědy, objevů a vynálezů , Londýn, Andre Deutsch,2007, 3 e  ed. , 288  s. ( ISBN  978-0-233-00202-6 ) , str.  156-166
  8. Barbara M. Kreutz, "  Středomoří Příspěvky středověkého Mariner kompas  ", techniky a kultury , n o  14,1973, str.  367-383
  9. Emilie Savage-Smith, "  gleanings z Arabist dílny: současný vývoj studium středověké islámské vědy a medicíny  ", Isis , n o  79,1988, str.  246-266
  10. Charles de La Roncière , Inventář lodí kolem roku 1294 a počátky pobřežní plavby , Knihovna École des Chartes, 1897 (58), str.  402 .
  11. Louis Bréhier , byzantská civilizace , Albin Michel, kol. Evoluce lidstva, str.  380 a poznámka 2111.
  12. „  Jak to funguje kompas  “ , o tom , jak to funguje kompas - Jak to funguje (přístup 17. června 2021 )
  13. Vojenské síly , „  Jak používat vojenský kompas?“  » , O vojenských silách (zpřístupněno 14. června 2021 )
  14. „  Práce: Přesnost - Mini-MORIN 2000 | Sbírky muzea | Národní námořní muzeum  “ , na mnm.webmuseo.com (přístup 17. června 2021 )
  15. „  Dalekohled Steiner Commander 7X50 s kompasem  “ , na www.nautisports.com (přístup 17. června 2021 )
  16. „  Silva 103RE - navigační kompas Raig  “ , na fr.raig.com (přístup 17. června 2021 )
  17. "  Micro Compass T060 s podešví a krytem Tacktick | Paris Voile, Light plachtění, regata a volný čas  “ , na PARIS VOILE (konzultováno 17. června 2021 )
  18. (fr) Lufft , francouzská verze oficiálních stránek.
  19. Příběh slavného kompasu typu Bezard ( Stručná historie kompasu Bezard (1852 - 1971) ) vyprávěného na webu Knowfuture je podvod. Bézardův kompas vytvořil rakouský plukovník Johann von Bézard a vyráběl jej v továrnách německé společnosti Lufft ve Stuttgartu . V Alsasku - Lotrinsko neexistuje žádná vesnice zvaná Bézard . Židovská rodina jménem Bézard nikdy neexistovala. BASF je na břehu Rýna v Ludwigshafenu , asi 200  km po proudu od Štrasburku . Informace o Bézardově kompasu najdete na soukromých stránkách: trojjazyčný Compassipedia , německý Der Bézard-Kompaß a italský La Original Bezard… .
  20. Virtuální kompas a Cybermuseum kompasu , Compassipedia (nabídka Různé / Historie a bibliografie)

Dodatky

Bibliografie

Funguje Články

Související články

externí odkazy