Компас для Арктики

Журнал «Вести морского Петербурга» / №1(59), 2021

Специалисты АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» активно занимаются проблематикой расширения эксплуатационных возможностей судовых магнитных компасов.

Предположительно, магнитный компас был изобретён в Китае при династии Сун и использовался для указания направления движения по пустыням.

В Европе изобретение компаса относят к XII—XIII вв., однако устройство его оставалось очень простым: магнитная стрелка была закреплена на пробке и опущена в сосуд с водой. В воде пробка со стрелкой ориентировалась нужным образом.

В начале XIV в. итальянец Флавио Джойя значительно усовершенствовал компас. Магнитную стрелку он надел на вертикальную шпильку, а к стрелке прикрепил лёгкий круг - картушку, разбитую по окружности на 16 румбов.

В XVI в. ввели деление картушки на 32 румба и котелок со стрелкой стали помещать в кардановом подвесе, чтобы устранить влияние качки корабля на компас. В XVII в. компас снабдили пеленгатором.

Казалось бы идея дальнейшего совершенствования конструкции магнитного компаса себя исчерпала. Однако и в настоящее время выпускается большое количество моделей компасов, различающихся по конструкции.

В современных судовых компасах также как и в VII в. применяется картушка с магниточувствительным элементом, положение которого, относительно корпуса и определяет магнитный курс судна. Однако все эти приборы не приспособлены для работы в высоких широтах, т.к. чувствительность их магнитной системы не достаточна для создания момента на картушке, что связано с малой горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Это физическое явление сильно ограничивает применение компасов в высоких широтах.

В соответствии с требованиями международной конвенции СОЛАС 74 МК должны быть оборудованы все без исключения суда. А что же делать, если маршрут судна как раз и пролегает в высоких широтах? Активизация российского присутствия в арктической зоне сделала актуальной задачу создания отечественного главного магнитного компаса, работающего в условиях широт выше 70 градусов в широком диапазоне температур. Учитывая ежегодную тенденцию к таянию льда в акватории Северного морского пути, такой компас должен работать в условиях качки судна.

Указанные причины заставляют обратиться к проектированию магнитного компаса нового поколения. Решение задачи было найдено путём оснащения судового компаса обычной конструкции дополнительной системой коррекции на основе гироскопического датчика угловой скорости. Датчик устанавливается на котелок компаса и после интегрирования сигнала позволяет измерять углы рыскания судна.

В дальнейшем показания компаса корректируются с помощью измеренных значений рыскания. Таким образом, компас имеет направляющую силу от магнитного поля Земли, а углы рыскания измеряются гироскопическим датчиком. Указанные особенности позволяют придать прибору свойства гиромагнитного компаса. Эти приборы хорошо известны и получили развитие в 1960 -1970 годы, а затем были вытеснены более современными гироскопическими курсоуказателями.

Указанный способ коррекции запатентован, а в настоящее время проводятся работы по совершенствованию конструкции доступного по цене серийного магнитного компаса, предназначенного для работы в высоких широтах.