EASY NAVIGATION
Записки штурмана
Осенними и зимними вечерами после работы на яхте,
за рюмкой чая, с моим товарищем, военным, а потом
и гажданского флота, штурманом Львом Королёвым,
а так же с помощью "Мореходная Астрономия"
Б.И.Красавцева, родилась эта идея.
СУМЕРКИ
Это очень серьёзный момент – час до восхода Солнца, и час после захода.
Заметив просветление на восточной стороне неба, необходимо открыть «МОРСКОЙ ЕЖЕГОДНИК» на нужной странице, соотвтствующей данной дате. Если Ежегодник не соответствует данному году – это не должно вас смущать. Важна дата наблюдения, а точнее число и месяц. Конечно, для академических расчётов, желательно иметь всё в соответствии с годом плавания. На практике предельная точность в определении места (Астрономическими методами) в общем-то не нужна. Если уже ситуация доходит до необходимости определения с помощью ветхозаветных (в наши дни) методов, то только затем, чтобы определиться в пределах дальности 15-20 миль по окружности.
Но вернёмся к СУМЕРКАМ..... приготовим все, что касается времени восхода, снимем с карты имеющиеся координаты
( сч. Λсч. ) и в момент восхода(или захода) Солнца – момент появления или ухода верхнего края диска Солнца записываем судовое время, соответсвующее поясному, и Т гр. Т.е.время соответствующее данному моменту на меридиане Гринвической обсерватории в районе Лондона.
В ежегоднике МАЕ имеются сведдения о восходах и заходах Солнца – время и широта на которой это наблюдается. Конечно с большой точностью таким методом определиться нельзя, но как говориться... « Лучше, чем ничего».
Далее сравнив Т судовое и Т хр(Гринвич) можем получить долготу места. Но может случиться, что восхода или захода Солнца, мы наблюдать не можем – небо сплошь или частично, затянуто облаками. Это конечно проблема, но не нужно, как говорится «опускать руки». Именно сами сумерки дадут нам возможность хоть как то определится. Ночное небо начинает светлеть записываем время и берём пеленг примерно в середину светлеющего участка горизонта и прибавив ко времени 1час, «входим» в ежегодник. Ближайшее время восхода, захода дадут длительность дня. Разделив величину дня пополам, получим время полдня. Если к полудню выглянет Солнце, то можно будет замерить его высоту. Если высота «лежит» на пеленге =180̊ -это можно считать как меридианальную высоту. Но даже если Солнце так и не показалось, то длительность дня всё-таки определяет наше положение именно на вполне определённой широте. Да, до полной точности таким образом не дотянуть, но опять-таки, лучше хоть что то, чем ничего.
ПОЛЯРНАЯ ЗВЕЗДА
Звёзд, и видимых как звёзды планет, более чем достаточно (в списке так называемых навигационных, числится около 160-ти) если знать и определяться с ними всеми, то в принцепе можно и «горя не знать». Но на практике, тем более в нынешнее время, мы хватаемся за звёзды в ситуациях, когда кроме этого в нашем положении просто нет. Тут мы пользуемся именно теми, которые нам наиболее, чуть ли не с детства знакомы. Это созвездия: Большая Медведица и Малая Медведица, с самой важной, хотя и не очень яркой звездой – Полярной, и если воспользоваться только ими, хотя бы приблизительно правильно, то они нас «не подведут».
Поскольку Полярная, являееся единственной звездой, которая находится на небосводе по линии оси Земли, т.е. как бы определяет точку полюса (Северного полюса Земли). Её положение по высоте над горизонтом определяется (широта места) в Северном полушарии. h*-Полярной, измеренная над горизонтом, соответствует положению наблюдателя по широте т.е. . Формула h*Полярной = - лучшее, тому доказательство. А также, что касается Z- зенита, Z=90ᵒ- . Это сразу вроде не требуется, но когда перейдём к определению места судна с использованием высотных(Сомнеровых ) линий положнения, то в числе входящих состовляющих, эта простая формула будет использована. А пока, как пример h* полярной 90ᵒ, судно находиться на Северном полюсе. h* Полярной=0 – судно находиться на Экваторе. Остальное находится между этими «крайностями»
ЗВЁЗДНОЕ МЕСТНОЕ ВРЕМЯ
При наблюдении звездного неба и изменении положения « Большой Медведицы» по кругу, можно определить местное (Tм) время суток. Тут нужно уточнить « небесный циферблат» - (назовём эту картинку так...). Целиком как он обычно отображается в астрономических пособиях, виден только в зимнее время в Северных полярных широтах во время полярной ночи. Практически наблюдать это не всегда удаётся т.к. зимой там «жуть» , что творится. Непрерывные шторма, метели, туман и т.п. А если этого нет,то наблюдению мешает Северное сияние. Но иногда «Циферблат» всё-таки можно наблюдать целиком. В средних широтах ситуация иная, наблюдается он(«Циферблат») как бы «частично» т.е. мы можем определить только ночную часть времени. Но это уже кое что, широта по Полярной и время (Tм) дают возможность определиться с координатами.Т
Picture
Тут не грех вспомнить умозаключение одного чеховского персонажа, который, идя куда – то ночью, в состоянии «лёгкого подпития» обратил внимание на звёздное небо и изрёк для самого себя следующее: ...Звёзды, это фонарики, которые Боги развесили, что бы мы грешные с пути не сбивались. А ведь действительно сие не так уж далеко от истины.
ЕЩЁ О ВРЕМЕНИ
Далее о времени.... и как следствие его использования – о долготе. ( Нам известно, что отсчёт долгот к E и W, ведётся от нулевого меридиана Гринвича( предместье Лондона). Таким же образом произведена «разбивка» к E и W по системе часовых поясов. Нулевым поясом принято считать Гринвичский. практически он представляет собой сумму 7ᵒ 30' к Е и 7ᵒ 30' к W. А далее уже идут часовые пояса, 12 к Востоку и 12 к Западу. Каждый пояс это временной по меридианам один час и он включает в себя 15ᵒ, это в минутах составляет 900' т.е. 900 экваториальных миль. Восточным поясам при расчётах присвоен знак ( -) ,Западным знак (+). Таким образом имея Тс(судовое) или местное к Западу от Гринвича мы прибавляем к нему количество разделяющих нас поясов, а к Востоку вычитаем их из Тс и получаем время, которое соответствует на данный момент времени Гринвича. В числе многочисленных штурманских пособий всегда желательно иметь специальную карту с обозначенными на ней часовыми поясами. Следует помнить, что для целей нормального функционирования во времени различного вида служб, транспорта и т.п., в ряде государств специальными указами вводятся «свои» временные отличия, от поясных, а так же сезонные, т.е. летние и зимние системы. Всё это, скажем так может сбить морехода с толку. Достаточно хотя бы одного: Гринвич «живёт» по Гринвическому времени(время Гринвичечкой обсерватории, а Лондон по средне-европейскому. Когда «летнему», когда «зимнему». И пэтому надежда на часы, хорошие, надежныу часы, желательно в двух, трёх экземплярах, которые должны всегда «держать» Вас в системе именно Гринвического времени. Во всех штурманских пособиях их именуют - ХРОНОМЕТРЫ.
Вообще- то сравнительно не далеко от берегов т.е. плавание в пределах одного часового пояса, какое бы время мы не использовали особенного «вреда» оно нам не причинит. Тем более, что используя различного рода радиоаппаратуру, мы всегда в курсе, что и как вокруг нас делается во времени.
Что же следует делать «дальше»
О морской миле
Различных «едениц» для измерения расстояний за время истории мореплавания было «великое множество». Всех их вряд ли возможно вспомнить и они, судя по всему имели право жить. Но, видимо потому, что Земля у нас всех одна и моря-океаны пока общие, возникла необходимость остановиться на чём-то, что всех нас «объеденит». К моменту, когда это произошло, много трудов приложили учёные. Землю измерили вдоль и поперёк, докопались до того, что не такая уж она круглая. В конце концов остановились пока на том, что она сфероид. Но какой сфероид? Сфероидов было представленно много. Пока с этим разобрались много воды утекло. Принята в итоге была «форма» сфероида Красовского.
Международную конвенцию в этой связи приняли и подписали почти все морские державы в 1948г., а уже позднее в 1960г. Был окончательно утверждён стандарт морской мили.
Итак, морская миля равна 1852,0 метра( в английских мерах 6080 фут.) Длина дуги в 1" мередиана. В принципе на этом можно было бы и успокоиться. Но ...опять «но», всплыли некоторые подробности о всяких милях.Их оказалось достаточно много и все так или иначе в чём-то разные
Вот некоторые из них:
-Морская миля 1852,0 м
-Экваториальная миля 1855,1 м
-Британская и американская (статутная) 1609.34 м
-Немецкая, или Географическая: 1 миля = 1/15° экватора = 7420 м
-Норвежская: 1 миля = 10 км (с 1889 года; до этого — 11 298 м)
В общем, всё вроде как то, но согласовалось и вдруг......
И где тут 1852,0м?
Длина дуги параллелей и меридианов на эллипсоиде Красовского,
с учетом искажений от полярного сжатия Земли
О ДОЛГОТЕ
Если для определения долготы места судна используется хронометр, установленный по времени Гринвича Тгр и имеется определённое в какой то момент местное судовое время Тс (определение может быть сделано различными способами при наблюдении дневного перемещения Солнца, от момента восхода, нахождения его в «точке» полудня и далее в момент захода.)
Градусная разметка по долготе на любых географических картах ведётся от нуля Гринвича в двух направлениях: к Est от 0ᵒ до 180ᵒ Est
И к Wst от от 0ᵒ до 180ᵒ Wst
В практике записи координат нахождения, а также при различных расчётах наименования Est долготы или Wst , должны обязательно присутствовать. В навигационных или астрономических пособиях всегда имеется карта с изображением часовых поясов. Такие же карты в различной размерности издаются почти во всех странах и на любом судне в комплекте карт они всегда имеются.
Для расчёта долготы( при использовании хронометра, это иногда называют «методом перевозки хронометра) можно применить две простые формулы:
В случае нахождения к Wst от Гринвича
Tгр - Тс
В случае нахождения к Est от Гринвича
Tс – Тгр
Чем объясняется их некоторое различие, в случае определения по времени в западном полушарии, время Гринвича будет численно больше, чем определённое местное судовое. Поэтому из величины времени Гринвича следует вычесть величину определённого судового времени и затем пересчитать в градусную величину.
При ситуации нахождения судна к Est от Гринвича, определённое Тс будет численно больше, чем Тгр и при расчёте из величины судового времени вычитается величина времени Гринвича.
Полученная временная разница пересчитывается в градусную величину.
В одном и другом варианте мы получаем величины долгот нахождениясудна, которые можно нанести накарту и записать в судовой журнал.
Теперь о переводе градусных величин во временные. И естественно... временных величин в градусные.
По причине постоянного вращения нашей планеты один оборот был поименован, как сутки. Далее этот промежуток был поделен на 24 равные части. Одна двадцать четвёртая часть суток получила название – час. Каждый час был разбит на 60минут и далее на секунды, их тоже 60...
Если взглянуть на многократно уменьшенную модель нашей планеты – глобус, мы сразу заметим нанесённую на его поверхности соответствующую зазметку. Нас в данном случае интересует «разбивка именуемая – меридианы. Т.Е. линии идущие как бы вдоль по поверхности моделипланеты от одного полюса до другого. Интервал этой разметки равен 15ᵒ градусам.
Это именно та величина, на которую смещается во вращении наша планета, в течение одного часа.
А теперь осталось только привести всё к обычным цифровым обозначениям
360ᵒ = 24 час
1ᵒ = 4мин
1' = 4сек
или
1час = 15ᵒ
1мин =15'
1сек = 15''
Из чего следует, что время и какие-то угловые величины «надёжно» увязаны между собой и могут быть обозначены при расчётах, как в градусных наименованиях, так и во временных.
ПРИМЕР II
... мы находимся где-то на Востоке по отношению к Гринвичу.
В полдень наблюдаемое нами Солнце находится точно на Юге, т.е. его азимут равен 180̊
В этот момент замечаем показания хронометра установленногопо времени Гринвича
Тхр = 3ч 21м 10сек, т.е. на Гриниче пока ночь.
Наше судовое полуденное время Тс = 12ч 00м 00сек.
...Опять вспоминаем английское стихотворное правило(применительно к Востоку)
“…Longitude East
-Greenwich time least”
Производим первый простейший расчёт
Тс –Тгр =12ч 00м 00сек – 3ч 21м 10сек
Удобнее изобразить _ 11ч 59м 60сек
Это так 3ч 21м 10сек
8ч 38м 50сек
Наблюдая разность и неособенно уточняясь можем предположить, что находимся в пределах 8-го восточного часового пояса.
Восемь часов....
Пересчитываем в градусы долготы
15 ̊ х 8ч = 120 ̊ Est
Далее следует обратиься к минутам
Возьмём для начала 30мин – это ½ часа т.е. половина часового пояса
15 ̊ х ½ = 7 ̊ 30'
Затем складываем элементарно в уме то, что имеем: 120 ̊ + 7 ̊ 30 ' получается 127 ̊ 30 ' Est.
Таким образом не затрулняя себя вообще занудными расчётами, мы в сущности почти разобрались с долготами.
Но «пойдём далее» - учтём ещё оставшиеся 8мин.
Одна часовая минута соответствует 15 ' дуговым
15 ' х 8мин =120 '(дуговых)
120 ' –это составляет величину 2 ̊ (дуговых)
Опять производим элементарное сложение и получаем
127 ̊ 30 ' + 2 ̊ = 129 ̊ 30 'Est.
Осталось учесть 50 сек(часовых), в сущности это почти 1мин(Часовая)
и она равняется 15 ' (дуговых)
Если данная точность нас устраевает, складываем всё, что имеем и получаем 129 ̊ 45 'Est.
Две –три мили в свободном океанском плавании врядли могут на что – либо серьёзно повлиять...
А если представить, что всё-таки могут, то нам придётся ещё потрудиться.Ещё чуть-чуть...чтобы «докопаться» до полной.
Берём эти последние 10 сек(часовых), опять же умножаем их на 15 и получаем 150''(дуговых) т.е. 2 ',5. Это 2' 30''(дуговых).
Наконец производим окончательный расчёт
129 ̊ 44' 60'' – 2' 30 =129 ̊ 42'30'' Est
Можно записать 129 ̊ 42',5 это проще...
Теперь это всё нужно ещё раз внимательно « взвесить». Интересно всё-таки к чему мы пришли.
То, что у судоводителя так или иначе всегда должно быть под рукой – карта, понятно каждому. Но в данном случае желательно взглянуть на карту часовых поясов.
В каком точно поясе всё –таки находится в данный момент наше судно
С первой попытки на мелкой карте часовых поясов уточнить не всегда удаётся. Опять займёмся занудной арифметикой.
Где –то рядом проходит граница 8-го и 9-го поясов. Попробуем определиться с ней.
Возьмём величинуодного часового пояся и умножим уё на 8.
15 ̊ х 8 = 120 ̊ (дуговых), к этому следует прибавить 7 ̊ 30' т.е. ½ нулевого пояса. В результате получаем 127 ̊ 30' Est, а наш окончательный результат 129 ̊ 42,5' Est.
Всё правильно, мы находимся на «территории» 9 – го восточного пояса.
Теперь ещё раз более внимательно присмотримся к «часовой» карте. На границе поясов проставленны величины долготы т.е. где они (пояса) начинаются и где заганчиваются.
На границе 7-го и 8-го поясов обозначена долгота 112 ̊ 30' Est, а на следующей границе
8-го и 9-го поясов проставленадолгота 127 ̊ 30' Est
Вот теперь предельно ясно, сравним 127 ̊ 30' Est на границе, с нашим 129 ̊ 42,5' Est и уже точно «пропишем» себя по 9-му поясу Est .
Всё, можно заняться установкой времени судовых часов.
Гражданские по 9-му поясу
Судовые по солнцу.
Что это значит?
Во времена парусного флота судовые часы выставлялись ежедневно на «12» по моменту полуденной кульминации Солнца. Мы сейчас вроде тоже «парусники», и сспокойно можем поступать так же.
Хронометр – продолжает «идти» строго по Гринвичу.
Для сведения.....
В примере 1, касающимся определения долготы с помощью хронометра была изложена весьма кратко суть расчётов.
В примере 2, касающимся того же вопроса (но с восточной стороны) изложение в сущности того же принципа, но несколько иное.
Почему это сделано, дело в том, что часто при производстве подобного рода расчётов, используются специальные таблицы переодически издаваемые в России, так называемые
«МТ» http://padabum.com/d.php?id=17883. Есть и другие издания подобных расчётных таблиц.
В сущности их использования заложен именно такой метод.
Данные обрабатываются как бы частями, сначала «крупные» часовые величины, затем минутные и далее секундные.
Таблицы составлены очень просто и пользование ими предельно упрощает расчёты и гарантирует правильный результат. Методика таблиц может использоваться и без них.
Вот это мы и пытались изобразить. Несложные действия, использование устного счёта и главное, что буквально с первого « шага» в основном знаем, где мы.
Теперь о точности, надёжности и реальности определений.
Использование различных средств, приборов и инструментов в условиях весьма некомфортных, при нахождении, далёком от берегов на маломерном судне – весьма не простое дело.
Ошибок и промахов может быть весьма много. Главное не упустить ГЛАВНОЕ, увлёкшись «ловлей блох». Опять же, велика зависимость от капризов погоды, волнения и т.п. Поэтому, что бы не «попасть в историю» следует всё время быть внимательным, использовать любую возможность прверить или уточнить какие-то детали в своизх прокладках.
Когдато шутили ... «позишен – сомнишен» Сомневаться и проверять, неоднократно и разными способами...
Способов и методик в штурманском деле за тысячи лет накоплено огромное множество - всех не перебрать.
Постепенно, в результате не простой практики, Вы что-то и возможно многое из этого «арсенала» примените. А может случиться, что Вы откроете в этом искусстве, что – то совершенно новое, что – то своё.
ЛИНИЯ РАЗГРАНИЧЕНИЯ ДАТ(ЛИНИЯ ПЕРЕМЕНЫ ДАТ)
Если, к примеру, следовать так или иначе по морям и океанам всё время на WEST, естественно наша долгота с каждым днём будет всё более численно увеличиваться то, в какой то день она, долгота, достигнет величины 172 ᵒ 30’ W, мы достигнем 12-го часового пояса.
Произойти это может, как при следовании в регионе Северного Ледовитого Океана на подходе к острову Врангеля или в регионе Тихого Океана при прохождении района Алеутских островов, если южнее, Гавайских островов, в экваториальной части, множественные архипилаги, при приближении к Новой Зеландии и так далее до берегов Антарктиды (море Росса). Всё это, находится в пределах двенадцатого часового пояса. В этом 12-ом, часовом поясе, как и нулевом Гринвича средняя линия находится :
172 ᵒ 30’ W + 7 ᵒ 30’ =180ᵒ
Или, если от Est, то
172 ᵒ 30’ E + 7 ᵒ 30’ =180ᵒ
180-й меридиан имеет ещё одно, свойственное только ему, название – «Линия разграничения дат» (допускается, Линия дат) Здесь мы невольно попадаемв несколько затруднительное положение. С одной стороны идём вроде так же, опреднляемся как обычно, получаем соответствуюие координаты широты и долготы. На карте и в реальности – всё как всегда, но не всё. Долгота до момента приближения к 180ᵒ - увеличивается, при прохождении 180ᵒ - уменьшается. Ничего особо сложного, меняем название долготы с W на Est. И если мы ведём судовой журнал, делаем соответствующую запись о том, что 180-й градус долготы пересекли, координаты, дата, подпись... Стоп, что-то тут не так, как обычно... Дата календаря, должна быть изменена. Во всех пособиях на этот случай имеется разъяснение « .... при следовании к Est календарная дата пересечения должна повториться» значит следующий день, как был к примеру 14 –го Сентября, так им и останеться. А если для нас т.к. мы изначально двигались на West, что необходимо сделать. То же разъяснение рекомендует: «...при следовании к West (т. Е. За Солнцем) дата следующая за моментом пересечения 180-го меридиана изменяется на две единицы (одна дата как бы выпадает). В нашем случае, следующий день за датой 14 сентября, следует записать, как 16 сентября.