Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гироскопический принцип измерения курса

Гироскопический принцип измерения курса. Выставка оси гироскопа, горизонтальная и азимутальная коррекция

Гироскоп (от древнегреческих «вращать» и «смотреть») – это в принципе любое вращающееся тело. В современной технике гироскоп представляет собой достаточно массивный ротор с большой скоростью вращения (несколько тысяч оборотов в минуту). Основным физическим свойством любого гироскопа является то, что он стремится сохранять направление оси своего вращения в пространстве. Это является следствием общего свойства инертности материи – ведь каждая точка вращающегося тела стремится сохранять скорость и направление своего движения.

Идея устройства гироскопических компасов проста. Если на борту, несмотря на развороты ВС, все время сохраняется некоторое постоянное направление (направление оси вращения гироскопа), то его можно принять за направление начала отсчета и отсчитывать от него угол до направления продольной оси ВС, то есть курс, и другие пилотажные элементы.

Разумеется, если ось гироскопа жестко закрепить на самолете, то она просто вынуждена будет поворачиваться вместе с ним и тогда никакое направление начала отсчета не сохранится. Поэтому гироскоп помещают в специальное устройство – карданов подвес, который обеспечивает гироскопу три степени свободы, то есть дает ему возможность свободно вращаться вокруг трех перпендикулярных осей. Карданов подвес (назван в честь Д. Кардана, который впервые описал его в своей книге) представляет собой две рамки, одна внутри другой, соединенные между собой в противоположных точках. Если внутри рамок поместить какое-нибудь тело, то оно будет сохранять свое положение, как бы рамки ни вращались вокруг него.

Поскольку курс измеряется в горизонтальной плоскости, ось курсового гироскопа, то есть гироскопа, предназначенного для измерения курса, должна располагаться горизонтально. Если эту ось направить по какому-либо выбранному направлению, например, по северному направлению меридиана данной точки, то она будет сохранять это направление, как бы ни вращалось ВС вместе с кардановым подвесом «вокруг» гироскопа. Остается только каким-либо образом измерить и передать на указатель компаса угол между осью гироскопа и продольной осью самолета и тогда можно отсчитывать курс относительно выбранного направления начала отсчета (в данном случае – от северного направления меридиана).

Выставка ГПК. Как следует из устройства гирополукомпаса, он сам не измеряет курс, то есть не может определить, где север и юг, куда направлена ось самолета относительно сторон света. Этим он отличается от магнитного компаса, чувствительный элемент которого сам определяет направление магнитного меридиана в данной точке. Все что делает ГПК – показывает направление продольной оси ВС относительно оси гироскопа, которая хотя и сохраняет свое направление, но в принципе может быть направлена куда угодно. Поэтому данный прибор и называется полукомпасом. Ведь полноценный компас – это прибор для измерения курса.

Только что включенный ГПК может показать совершенно любое значение гироскопического курса, поскольку ось гироскопа может оказаться в любом положении. Для отсчета курса с помощью гирополукомпаса необходимо сначала установить ось гироскопа с помощью задатчика курса по выбранному направлению начала отсчета.

С помощью задатчика курса необходимо установить такое значение курса, которое соответствует фактическому направлению продольной оси ВС относительно выбранного направления начала отсчета.

Рис. 5.21. Выставка оси курсового гироскопа по направлению начала отсчета

На рисунке (рис. 5.21, а) ось гироскопа стоит в направлении, не совпадающем с желаемым направлением начала отсчета С и гироскопический курс γг вовсе не совпадает с фактическим курсом γо относительно направления начала отсчета (оно обозначено С).

Но если ось гироскорпа направить в направлении начала отсчета (рис. 5.20, б), то показания компаса будут соответствовать γо . Следовательно, для того, чтобы с помощью использовать ГПК для определения курса, необходимо:

— выбрать направление начала отсчета курса;

— каким-либо образом определить, каков на самом деле курс самолета (направление его продольной оси) относительно этого направления;

— установить это значение на шкале гирополукомпаса с помощью задатчика курса.

Эта операция называется выставкой ГПК. Она аналогична установке правильного времени на часах, для которой, конечно, необходимо сначала узнать правильное время.

Курс ВС относительно выбранного меридиана можно узнать с помощью другого компаса, например, магнитного, который всегда имеется на самолете. Магнитный компас измеряет курс относительно магнитного меридиана места самолета, поэтому при установке на шкале ГПК значения магнитного курса ось гироскопа и окажется ориентированной по направлению магнитного меридиана в той точке, где эта операция была проделана.

Заметим, что это вовсе не означает, что ГПК будет теперь измерять магнитный курс. Это только в данном месте гироскопический курс совпадет с магнитным. Если же самолет переместится в другое место, то ось гироскопа сохранит прежнее положение, а направление магнитного меридиана в новой точке может быть уже другим из-за схождения меридианов и из-за изменения магнитного склонения.

Другой способ выставки ГПК не требует даже магнитного компаса. Перед взлетом, когда самолет находится на исполнительном старте на взлетно-посадочной полосе (ВПП), его продольная ось с высокой точностью соответствует направлению ВПП, которое, конечно, точно известно на каждом аэродроме. При выставке на шкале ГПК этого направления (магнитного курса взлета) ось гироскопа и будет направлена по северному направлению магнитного меридиана аэродрома вылета.

На практике выставка гирополукомпаса осуществляется по магнитному компасу на стоянке аэродрома перед выруливанием, а на исполнительном старте на ВПП установленный курс при необходимости корректируется задатчиком курса.

Ось гироскопа может быть выставлена по любому направлению, а не обязательно по направлению магнитного меридиана. В любом случае необходимо определить и выставить задатчиком курса фактический курс ВС относительно выбранного меридиана. Например, если за направление начала отсчета выбрано направление истинного меридиана аэродрома вылета, то нужно определить и выставить фактический истинный курс. Его можно определить прибавлением к магнитному курсу магнитного склонения.

Горизонтальная коррекция. При начальной выставке ось курсового гироскопа, конечно, располагается в горизонтальной плоскости. Ведь курс – это угол именно в горизонтальной плоскости, да и направление начала отсчета (меридиана) тоже является горизонтальным. Но что такое горизонтальная плоскость? Если принять Землю за сферу, то это плоскость, касательная к ней в данной точке, то есть перпендикулярная к радиусу Земли. А при вращении Земли эта плоскость меняет свое положение в мировом пространстве относительно звезд. Гироскоп же сохраняет свое направление и, следовательно, со временем выходит из этой горизонтальной плоскости (на самом деле это горизонтальная плоскость отклоняется от оси гироскопа).

Чтобы ось гироскопа (направление начала отсчета курса) оставалась горизонтальной в ГПК-52 и в более современных приборах предусмотрена горизонтальная коррекция. Ее механизм постоянно удерживает ось курсового гироскопа в горизонтальном положении.

В простейшем случае механизм горизонтальной коррекции представляет собой так называемый жидкостной переключатель, который выполняет функцию маятника. Это небольшая емкость с токопроводящей жидкостью, закрепленная на нижней части гироузла. В жидкости имеется пузырек воздуха, а по краям емкости – электрические контакты. Если гироузел с жидкостным маятником и, следовательно, ось гироскопа расположены горизонтально, то пузырек плавает в центре емкости. Если маятник вышел из плоскости горизонта, то пузырек примыкает к краю емкости, касаясь какой-либо пары контактов. Поскольку воздух в пузырьке ток не пропускает, изменяются электрические токи в цепях маятника и разность токов, протекающих через разные пары контактов, заставляет работать специальный электрический двигатель. Этот двигатель разворачивает внутреннюю рамку карданова подвеса и приводит гироузел вместе с осью гироскопа и жидкостным маятником в горизонтальное положение. Пузырек перестает замыкать контакты и двигатель выключается.

Механизм горизонтальной коррекции работает автоматически и не требует от экипажа каких-либо действий. При дальнейшем рассмотрении работы гироскопических приборов будем считать, что благодаря этому механизму ось курсового гироскопа все время находится в горизонтальном положении.

Азимутальная коррекция. За счет вращения Земли ось курсового гироскопа имеет уход и в азимуте, то есть поворачивается и вокруг вертикальной оси, отклоняясь от направления меридиана начальной выставки. Поскольку Земля вращается с запада на восток, нетрудно сообразить, что в северном полушарии Земли ось гироскопа «уходит» к востоку, то есть вращается по часовой стрелке, если смотреть сверху. Скорость этого ухода, то есть поворота оси гироскопа, зависит от широты места расположения гироскопа. На рис. 5.23 изображен гироскоп, а ось Y — направление местной вертикали в точке его расположения.

Вектор угловой скорости вращения Земли ωз направлен по оси вращения планеты, причем, в соответствии с правилом буравчика, в сторону северного полюса. Проекцию этого вектора на направление местной вертикали (ось Y) обозначим ωз.y .Из рис. 5.23 видно, что

Читать еще:  Электрическая схема двигателя x16xel

где φ — широта точки;

ωз — угловая скорость вращения Земли. Поскольку Земля совершает оборот на 360° за 24 часа, то ωз =15 °/ч.

Рис. 5.23. Азимутальный уход курсового гироскопа

Вектор ωз.y характеризует скорость вращения Земли вокруг вертикальной оси в точке относительно звезд и, следовательно, относительно сохраняющего свое направление гироскопа. Очевидно, что такой же по величине, но противоположной по направлению, будет скорость поворота оси гироскопа относительно Земли, если теперь Землю считать неподвижной.

Таким образом, скорость азимутального ухода гироскопа за счет суточного вращения Земли зависит от широты места самолета. На экваторе (φ =0) гироскоп от начального направления (например, направления истинного меридиана) не уходит. На полюсе (φ =90°) скорость ухода максимальна (15°/ч). На промежуточных широтах скорость ухода пропорциональна синусу широты. Например, на широте 30° она составляет 7,5°/ч (sin30°=0,5; 0,5х15=7,5).

В южном полушарии Земли широта отрицательна, поэтому противоположен и знак (сторона) ухода.

Таким образом, если даже на неподвижном самолете установить ось гироскопа, например, по истинному меридиану и не предпринять никаких мер, то с течением времени ось гироскопа будет уходить от меридиана. На компасе при этом будет меняться гироскопический курс, несмотря на то, что самолет неподвижен.

Для компенсации ухода гироскопа в азимуте ГПК снабжен механизмом азимутальной коррекции. Он представляет собой небольшой электромотор, скорость вращения которого можно регулировать. На пульте управления ГПК имеется кремальера установки широты пролетаемой местности, которая и регулирует скорость электромотора. Если установить с ее помощью некоторую широту φуст, то двигатель будет поворачивать ось гироскопа с угловой скоростью прецессии (ухода)

но в сторону, противоположную той, в которую уходит гироскоп из-за вращения Земли.

Очевидно, что если установить φуст равную фактической широте места самолета, то ось гироскопа будет сохранять свое первоначальное положение. Ведь с какой скоростью она «хочет» уйти за счет вращения Земли, с такой же скоростью, но в обратном направлении, ее будет поворачивать двигатель механизма азимутальной коррекции.

Механизм азимутальной коррекции на практике часто называют «широтным потенциометром», поскольку в первых типах гироскопических приборов (в том числе, ГПК-52) действительно использовался потенциометр для изменения скорости вращения электромотора.

Из изложенного следует, что для сохранения осью курсового гироскопа направления начала отсчета в полете необходимо устанавливать широту пролетаемой местности (на практике – при ее изменении на 1-2°). Если этого не делать или устанавливать широту неточно, ось гироскопа будет уходить со скоростью, соответствующей разности фактической и установленной широт, и, следовательно, будет возрастать погрешность измерения курса.

Азимутальное подруливающее устройство

Винторулевая колонка (азимутальное подруливающее устройство) — в судостроении разновидность движителя в виде гребного винта, расположенного на поворачивающейся на 360° колонке.

Такое устройство может быть основным движителем или только подруливающим устройством, заменяющим или дополняющим судовой руль. Позволяет маневрировать в стеснённых условиях, не привлекая буксир. Основным часто является на современных специализированных судах, нуждающихся в регулярном маневрировании, например буксирах и плавучих буровых.

Содержание

  • 1 Конструкция
  • 2 Достоинства и недостатки
  • 3 Применение
  • 4 Производство
    • 4.1 В России
  • 5 См. также
  • 6 Примечания

Конструкция [ | ]

Винторулевые колонки классифицируются по схеме передачи момента от двигателя к винту: [ источник не указан 25 дней ]

  • Двигатель расположен внутри судна над колонкой, его вал входит в колонку вертикально и с помощью одной угловой зубчатой передачи передается на вал гребного винта. Такая схема в мировом судостроении называется англ. L-drive .
  • Двигатель расположен внутри судна, его вал входит в колонку горизонтально и с помощью двух угловых зубчатых передач и промежуточного вертикального вала передается на вал гребного винта. Такая схема в мировом судостроении называется англ. Z-drive .
  • Электродвигатель расположен внутри колонки так что гребной винт расположен на его валу. Такую схему впервые применили под брендом Azipod.

По количеству винтов в колонке:

  • Одновинтовое;
  • Двухвинтовое тандемное (винты вращаются в одну сторону);
  • Двухвинтовое оппозитное (винты вращаются в разные стороны).

В моторных яхтах зачастую азимутальное устройство поворачивается не на все 360°, а лишь в некотором секторе.

Достоинства и недостатки [ | ]

  • Лёгкое маневрирование на низких скоростях, вплоть до швартовки без буксира.
  • Короткий остановочный путь, заодно не требуется реверсирование винта.
  • Затруднён ремонт в пути.

Применение [ | ]

  • Буксиры, спасательные суда, плавучие буровые, научно-исследовательские суда — судам этих классов надо точно маневрировать или даже ложиться в дрейф (подруливать так, чтобы независимо от ветра и волн положение судна оставалось неизменным).
  • Самоходные земснаряды и плавучие краны.
  • Крупные яхты и пассажирские суда (например, Queen Mary 2) — для упрощения манёвров по гавани.
  • Ледоколы и ледокольные суда (струя воды от подруливающего устройства хорошо очищает проход от плавающих льдин).
  • Военные корабли прибрежной зоны (в частности, десантные корабли «Мистраль»).

Производство [ | ]

В России [ | ]

В России винторулевые установки типа Azipod мощностью до 9 МВт производят на верфи «Звездочка». [1] Также готовится к открытию в 2019 году завод по производству винторулевых колонок мощностью до 15 МВт на ССК «Звезда». [2]

В России с 2020 года действуют требования к локализации винторулевых колонок. [3] [4]

Что такое магнитный и истинный азимут

Опытные туристы и ориентировщики владеют навыками вычисления азимута, что помогает более точно составить маршрут и не сбиться с назначенного пути. Его используют для передвижения и в ночное время, и пасмурную погоду. Поэтому новичкам перед отправлением в путешествие следует изучить виды азимута и способы его вычисления.

Что такое магнитный азимут

Простыми словами, магнитный азимут — это величина угла между направлениями на север (по компасу) и на объект. Значение такого угла находится в диапазоне от 0 до 360 градусов, а именно в пределах целой окружности.

Чтобы найти магнитный показатель, потребуется компас. С этим устройством угол определяют относительно магнитного северного полюса. Основываясь на положении северной стрелки компаса, расчёты позволяют точно определить направление дальнейшего движения.

Что такое истинный азимут

Истинным азимутом называется угол между северным направлением географического меридиана и направлением на объект. В этом случае основываются на расположение сторон света. Расчёт ведется строго по ходу стрелке часов и для этого можно использовать с помощью обычного транспортира, имеющий шкалу в 180 градусов.

Разница между магнитным и истинным азимутом

Установление азимута на местности осуществляется исходя из курса на север. При этом, определяя истинный показатель, берётся во внимание географическое расположение полюсов. От северного и южного полюса зависит и форма Земли, и её ось вращения.

Если для ориентирования использовать компас, то он укажет на магнитный полюс, который находится на некотором расстоянии от точного географического направления на север или юг. Этот факт объясняется действием вокруг планеты магнитного поля, которое не соответствует истинным полюсам Земли.

Из-за этих несовпадений в процессе ориентировки необходимо помнить, что изображение на карте соответствует географическим полюсам, а стрелка компаса нацелена на магнитные полушария. В этом случае можно рассчитать магнитное склонение, которое представляет собой разницу между значениями углов.

В определённых местах Земли погрешность между азимутами может существенно повлиять на маршрут путешественника. Например, находясь в диапазоне экватора, очень важно учитывать склонение. Ошибка всего в несколько градусов может сбить с намеченного курса на несколько десятков километров.

В процессе работы с компасом есть возможность узнать степень склонения, а также его направленность в зависимости от сторон горизонта:

  • если прибор склоняется к востоку, то истинный меридиан и угол восточного склонения суммируются;
  • когда компас стремится к западному направлению, то, соответственно, склонение называют западным, а в формуле применяется вычитание.

Такие вычисления нужны, чтобы узнать магнитный азимут, исходя из величины истинного.

Склонение не только зависит от территории его определения, но и изменяет своё значение с течением времени. Поэтому ориентировщикам рекомендуется использовать только последние версии топографических карт. Кроме этого карты должны быть максимально подробными, чтобы была возможность брать во внимание даже незначительные ориентиры.

Показатель магнитного склонения часто указан в нижней части карты. Если в походе используется не обновлённая карта, следует узнать его новое значение. Для этого проводятся два действия:

  • Умножить величину, которая показывает ежегодное изменение данного склонения, на общее количество лет, прошедших от начала действия используемой карты.
  • Затем к полученному числу прибавить величину магнитного склонения, указанное первоначально.
Читать еще:  Громко работает двигатель лада гранта

Связь между истинным и магнитным азимутом

Связь между этими двумя единицами формируется благодаря прибору под названием буссоль. Он представляет собой устройство круглой формы, в котором находится специальное кольцо со шкалой, обозначающей градусы с промежутками в 10 делений.

В таком кольце отчёт градусов осуществляется против часовой стрелки. Так происходит расчёт углов от 0 до 360 градусов.

Обратите внимание! Также каждый прямой угол, равный 90 градусам, называется румбом. Зная румбы и ориентируясь на стрелку в бусолле, которая нацелена на магнитный меридиан, можно определить азимут.

Определение азимута

Существует несколько различных способов определения азимута, выбор которых зависит от текущих условий и наличия дополнительных приспособлений.

Способ с использованием компаса

В этом деле лучше использовать компас с визиром, чтобы расчёты были более точными. Для того, чтобы определить магнитный азимут на местности, нужно придерживаться инструкции:

  1. Первым делом нужно выбрать предмет на местности и повернуться к нему.
  2. Прибор помещается на не высокую ровную поверхность или держать его на уровне груди, стараясь оставлять его параллельно земле.
  3. Направить северную стрелку прибора на северную сторону, а именно совместить её с начальным значением циферблата, обозначенное 0 ° или буквой С.
  4. Далее нужно перемещать визирное приспособление по часовой стрелке, при этом корпус компаса должен оставаться неподвижным, а северная стрелка не смещаться.
  5. На последнем этапе отмечается значение, на котором остановился визир, направленный точно на выбранный объект. Так виден угол между указателем на север и линией дальнейшего движения. Это и будет магнитный показатель.

Если путешественник имеет обычный компас без специальной визирной стрелки, её вполне можно заменить тонкой палочкой или спичкой. В этом случае палочку накладывают на центр прибора и аккуратно поворачивают в сторону ориентира.

Способ с применением карты и компаса

Данный алгоритм описывает, как найти показатель по карте и компасу:

  1. Компас прислоняют к боковому краю топографической карты, которую поворачивают так, чтобы верхний обрез совпадал с северной стрелкой.
  2. Затем на карте ставятся пометки, обозначающие начальный пункт и выбранный ориентировщиком объект. Две точки соединяются прямой линией.
  3. Прибор перемещают по карте в сторону отмеченных знаков, при этом его центр должен совпадать с начальной отметкой.
  4. Благодаря начерченной линии можно увидеть на шкале циферблата значение, которому соответствует магнитный азимут.

Выполняя указанные действия, находится прямой угол. В походе многие путешественники сразу рассчитывают обратный угол, чтобы не сбиться с пути по возвращению.

Определение географического меридиана с азимутом по соответственным звездным высотам

Для целей наблюдения высоких звезд существует специальный прибор, который называется теодолит. Устройство имеет окулярную призму и специальные приспособления для освещения сетки внутри трубы, а также для проведения измерений у него должны быть как вертикальный, так и горизонтальный лимб, то есть шкала.

Чтобы определить географический меридиан с помощью теодолита, необходимо следовать этапам работы с ним:

  1. Установить прибор так, чтобы четко виднелся небосклон на северной стороне, а также без затруднений можно было увидеть объект, относительно которого ведется расчет.
  2. При установлении теодолида не допускаются наклоны. Он должен принимать строго горизонтальное положение. Труба направляется на подсвеченную точку конкретного объекта.
  3. Далее происходит отслеживание звезд, близких к меридиану. С помощью сетки нитей проставляются отметки движения звезд на лимбах.

Направлению географического меридиана соответствует:

  • количество положений звезды до прохождения меридиана;
  • среднее значение положений звезды после его пересечения.

Определение истинного азимута по солнцу

Если у заблудившегося туриста отсутствуют устройства для определения азимута, в этом случае пригодятся часы с циферблатом. С помощью них можно вычислить истинный показатель по солнцу таким образом:

  • механические часы кладут на ровную поверхность так, чтобы часовая (маленькая) стрелка была направлена на небесное светило;
  • далее проводится линии из центра к числу «1». Полученный угол делится на две ровные части.
  • разделяющая биссектриса обозначает северо-южное направление;
  • если необходимо найти азимут до полудня, то расчёт ведётся против часовой стрелки, так как север расположен левее солнца. После полудня, отсчёт идёт по ходу часовой стрелки, так как север расположен справа от светила;
  • далее выстраивается схема дальнейшего пути по такому же принципу работы, как с компасом.

Определение азимута по карте без компаса

В случаях, когда под рукой нет компаса, можно определить азимут по карте. Для этого существует следующий алгоритм расчёта:

  1. Следует поместить карту на ровную поверхность, чтобы было удобно работать с ней.
  2. На топографической карте ставится отметка, которая обозначает начало пути.
  3. Вторая отметка ставится на объекте, выбранном в качестве ориентира.
  4. Две точки соединяются прямой линией, которая также должна захватывать линию ближайшего меридиана.
  5. К этой линии прикладывается основание транспортира.
  6. Затем по часовой стрелке отсчитывается угол между меридианом и ранее отмеченным лучом. Полученный угол и является истинным.

Ориентирование направлений по магнитному азимуту через истинный

После проведенных вычислений важно помнить, что теоретические результаты нельзя применять на своём пути. Найденный географический показатель отличается от магнитного, который находится по компасу. В таком случае следует подставить данные в специальную формулу:

Магнитный азимут = Истинный – магнитное склонение + сближение меридианов

Как видно из формулы, в первую очередь нужно найти истинную величину, чтобы не допустить ошибки при ориентировании. Затем найденный угол откладывать на схеме.

Важно! Показатель склонения и сближения меридианов указаны на карте. При этом не стоит забывать, что восточные показатели указаны со знаком плюс, западные – со знаком минус.

Работая с топографией, недостаточно знать только эти две величины. Также важен дирекционный угол между северным направлением координатной сетки топографической карты и направлением на ориентированный объект. Такой угол отчитывается по часовой стрелке и может принимать любое значение от 0 до 360 градусов.

Для подготовки маршрута передвижения на определенной территории следует придерживаться следующего алгоритма:

  • проставить ориентиры на топографической карте;
  • рассчитать значение дирекционного угла;
  • далее необходимо сопоставить магнитный азимут и дирекционный угол путем подставления их значений в вышеуказанную формулу. При этом истинный угол заменяется на дирекционный;
  • полученный результат показывает расстояние от начального пункта до ориентира. Если предполагается, что передвижение будет осуществляться пешим ходом, то необходимо рассчитать количество шагов в пути;
  • затем все данные нанести на карту и составляется подробный план маршрута для целей ориентирования.

Что такое обратный и аварийный азимут

Азимут на местности может быть как прямым, то есть указывать путь от человека до выбранного им объекта, так и обратным.

Для определения обратного угла необходимо найденный прямой угол увеличить или уменьшить на 180 градусов. Сложение применяется в том случае, когда первоначальная величина угла менее половины окружности. И наоборот, если прямой угол более 180 градусов, в формуле используется вычитание. Эта модель применяется при необходимости поиска обратного пути.

Также существует такое понятие, как аварийный азимут. В критической ситуации, когда турист или группа сбивается с намеченного пути и теряется, вычисляют именно аварийный показатель. Он представляет собой направление, как правило, на масштабный ориентир с целью спасения и выхода на выбранную территорию.

Интересный факт! Горизонтальным ориентиром при вычислении аварийного азимута может выступать, к примеру, шоссе или железная дорога. Иногда есть возможность составить план движения к ориентиру площадного характера, а именно к целому населенному пункту.

Погрешности в расчетах

Даже опытный турист или ориентировщик может допустить погрешности в процессе выстраивания маршрута. Чтобы минимизировать возникновение ошибок, следует соблюдать следующие правила:

  • разбивать дальнейший маршрут на части, при этом в каждой части выбирать разные ориентиры;
  • контролировать своё перемещение, чтобы можно было уверенно вернуть на первоначальную точку в случае встречи с преградами;
  • поочередно преодолевать препятствия;
  • составить план передвижения и провести расчеты до похода.

Есть множество различных способов нахождения магнитного и истинного азимутов, применяя компас, карту или опираясь на природные ориентиры. Они помогут точно проложить маршрут на незнакомой местности и достигнуть выбранный объект.

Была ли полезна данная информация для Вас? Поделитесь в комментариях!

Видео по теме

Азимут — что это такое? Определение, происхождение слова

От Masterweb

Если вы читаете эту статью, то вам интересно определение слова «азимут». Азимут (от арабского существительного «السَّمْت» as-samt, что означает «направление») является угловым измерением в сферической системе координат. Вектор от наблюдателя (начала координат) до интересующей точки проецируется перпендикулярно плоскости отсчета, а угол между прогнозируемым вектором и опорным вектором на опорной плоскости называется азимутом.

Читать еще:  Что такое встреча в двигатели

Применение

Что значит слово «азимут»? При использовании в качестве небесной координаты — это горизонтальное направление звезды или другого астрономического объекта на небе. Звезда — это интересующая точка, опорная плоскость — это локальная область (например, круговая зона радиусом 5 км на уровне моря) вокруг наблюдателя на поверхности Земли, а опорный вектор указывает на истинный север. Что это — азимут? В данном случае это угол между северным вектором и вектором звезды на горизонтальной плоскости.

Измерение

Азимут обычно измеряется в градусах (°). Эта концепция используется в навигации, астрономии, машиностроении, картографии, горном деле и баллистике.

В наземной навигации азимут обычно обозначается как альфа (α) и определяется как горизонтальный угол, измеренный по часовой стрелке от северной базовой линии или меридиана. Также более широко он определяется как горизонтальный угол, измеренный по часовой стрелке от любой фиксированной базовой плоскости или легко устанавливаемой базовой линии направления.

Стандарты

В наше время люди знают, что это — азимут, а потому у него существуют четко определенные стандарты. Сегодня эталонной плоскостью для азимута обычно является истинный север, измеряемый как азимут 0 °, хотя могут использоваться и другие угловые единицы. Двигаясь по часовой стрелке по кругу 360 градусов, восток имеет азимут 90 °, юг 180 ° и запад 270 °. Есть исключения: некоторые навигационные системы используют юг в качестве опорного вектора, которым может быть любое направление, если оно четко определено.

Общий вид

Обычно азимуты или подшипники компаса указываются в системе, в которой север или юг могут быть нулем, а угол может быть измерен по часовой стрелке или против часовой стрелки от нуля. Например, подшипник может быть описан как «(с) юга, (повернуть) на тридцать градусов (в направлении) на восток» (слова в скобках обычно опускаются), сокращенно «S30 ° E», то есть подшипник на 30 градусов в направление на восток с юга, что значит направление 150 градусов по часовой стрелке с севера. Указанная первая координата всегда является севером или югом, а последняя — востоком или западом. Направления выбираются так, чтобы указанный между ними угол был положительным, от нуля до 90 градусов. Если направление оказывается точно в направлении одной из кардинальных точек, другое обозначение, например, «должный восток», используется вместо этого.

Существует большое разнообразие азимутальных картографических проекций. Все они обладают тем свойством, что направления (азимуты) от центральной точки сохраняются. Некоторые навигационные системы используют юг в качестве базовой плоскости. Однако любое направление может служить в качестве плоскости отсчета, если оно четко определено для всех, кто использует эту систему.

Используемый в небесной навигации азимут — это направление небесного тела от наблюдателя. В современной астрономии азимут почти всегда измеряется с севера. (но в статье о системах координат, например, используется соглашение об измерении с юга.) В прежние времена было принято ссылаться на азимут с юга, так как тогда он был равен нулю в то же время, что и часовой угол звезды также был нуль. Это предполагает, что звезда (вверху) достигает кульминации на юге, что верно только в том случае, когда склонение звезды меньше (т.е. дальше к югу), чем широты наблюдателя.

Координаты

В горизонтальной системе координат, используемой в небесной навигации и установке спутниковой антенны, азимут является одной из двух координат. Другая — это высота, иногда называемая высотой над горизонтом.

Математический аспект

В математике азимутальный угол точки в цилиндрических или сферических координатах — это угол против часовой стрелки между положительной осью x и проекцией вектора на плоскость xy. Угол совпадает с углом в полярных координатах компонента вектора в плоскости xy и обычно измеряется в радианах, а не в градусах. Наряду с измерением угла по-разному, в математических приложениях очень часто используется тета (θ) для представления азимута, а не представления символа phi φ.

Для накопителей на магнитной ленте азимут относится к углу между головкой (ами) ленты и лентой.

В экспериментах по локализации звука и литературе азимут относится к углу, который формирует источник звука по сравнению с воображаемой прямой линией, которая проведена изнутри головы через область между глазами.

Азимутальный двигатель в судостроении — это гребной винт, который можно вращать горизонтально.

Значение слова «азимут»

Это слово есть во всех европейских языках сегодня. Он происходит от средневекового арабского al-sumūt, произносится как as-sumūt на арабском языке, что означает «направления» (множественное число от арабского al-samt — «направление»). Арабское происхождение слова «азимут» известно многим. Арабское слово вошло в позднесредневековую латынь в контексте астрономии и, в частности, в использовании арабской версии астрономического инструмента. Первое упоминание этого слова на английском языке написано в 1390-х в «Трактате об астролябии» Джеффри Чосера. Первая известная запись на любом западном языке обнаружена на испанском языке в 1270-х в астрономической книге, которая была в значительной степени получена из арабских источников, Libros del saber de astronomía, заказанной королем Кастилии Альфонсо X. Все это и есть развернутый ответ на вопрос, что означает слово азимут.

Квантовое число

Азимутальное квантовое число — это квантовое число для атомной орбитали, которое определяет его орбитальный угловой момент и описывает форму орбитали. Азимутальное квантовое число является вторым из набора квантовых чисел, которые описывают уникальное состояние электрона. Это понятие так же известно, как квантовое число орбитального углового момента, орбитальное квантовое число или второе квантовое число и обозначается символом ℓ (произносится: ell).

С энергетическими состояниями электронов атома связаны четыре квантовых числа: n, ℓ, mℓ и ms. Они определяют полное уникальное квантовое состояние одного электрона в атоме и составляют его волновую функцию или орбиталь. Волновая функция уравнения Шредингера сводится к трем уравнениям, которые при решении приводят к первым трем квантовым числам. Поэтому уравнения для первых трех квантовых чисел все взаимосвязаны. Азимутальное квантовое число возникло в решении полярной части волнового уравнения, как показано ниже. Чтобы помочь понять эту концепцию азимута, может оказаться полезным рассмотреть сферические системы координат и другие альтернативные математические системы координат, помимо декартовой системы координат. Обычно сферическая система координат лучше всего работает со сферическими моделями, цилиндрической системой с цилиндрами, декартовой с общими объемами и т. д.

Для того чтобы понять, что это — азимут, нужно осознать его математическую природу. Азимутальное квантовое число было перенесено из модели атома Бора и было задано Арнольдом Зоммерфельдом. Модель Бора была получена из спектроскопического анализа атома в сочетании с моделью атома Резерфорда. Было обнаружено, что самый низкий квантовый уровень имеет момент импульса, равный нулю. Орбиты с нулевым угловым моментом рассматривались как осциллирующие заряды в одном измерении и поэтому назывались «маятниковыми» орбитами. В трех измерениях орбиты становятся сферическими без каких-либо узлов, пересекающих ядро, подобно (в состоянии с наименьшей энергией) скакалке, которая колеблется в одном большом круге.

Картографическая проекция

Азимутальная эквидистантная проекция является азимутальной картографической проекцией. Здесь все точки на карте находятся на пропорционально правильных расстояниях от центральной, а на карте находятся на правильном азимуте (направлении) от центральной точки. Полезным приложением для этого типа проекции является полярная проекция, которая показывает все меридианы (линии долготы) как прямые, причем расстояния от полюса представлены правильно. Флаг Организации Объединенных Наций содержит пример полярной азимутальной эквидистантной проекции.

В астрономии

Хотя он мог использоваться древними египтянами для звездных карт в некоторых священных книгах, самый ранний текст, описывающий азимутальную равноудаленную проекцию, является работой аль-Бируни в XI веке. Однако древние египтяне скорее всего знали, что это — азимут.

Проекция появляется на многих картах Ренессанса, а Герардус Меркатор использовал ее для врезки северных полярных областей в листе 13 и в легенде 6 своей известной карты 1569 года. Во Франции и России эта проекция называется «Постель проекция» в честь Гийома Постеля, который использовал ее для карты в 1581 году. Многие современные планеры звездной карты используют полярную азимутальную эквидистантную проекцию.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector