Викитека

НЭС/Мореходная астрономия

< НЭС

Мореходная астрономия — отдел практической астрономии, где излагаются способы определения места корабля на море и поправки компаса помощью астрономических наблюдений. Место корабля на море определяется его широтой и долготой, считаемой от какого-нибудь меридиана, за каковой у нас во флоте принят гриничский. Существуют два рода наблюдений для определения географического места: наблюдение «прохождений» светил через меридиан или первый вертикал и наблюдение «высот» светил. На море наблюдение прохождений невозможно, почему и могут быть применяемы только приемы, основанные на наблюдении высот до видимого горизонта, при чем, в виду трудности наблюдать звезды, пользуются главным образом солнцем. Для получения широты места достаточно знать меридиональную высоту солнца и его склонение; первая получается из наблюдений, второе дается в астрономических таблицах. Для измерения высот на море служат секстант или призмозеркальный круг (см. Угломерные инструменты). Для определения долготы места надо найти разность местного времени и времени в Гриниче в тот же момент. Местное время может быть определено по известной широте и наблюденной высоте светила; наибольшую трудность представляло определение соответствующего времени в Гриниче или, вообще, на первом меридиане, и можно сказать, что до XVIII в. не было способов, применимых с удобством для определения долготы в открытом океане. Эта задача могла считаться решенной лишь после того, как удалось построить часовые механизмы, достаточно хорошо «сохранявшие» время. Это были хронометры (компенсированные пружинные часы с балансом), изготовленные почти одновременно Гаррисоном в Англии и Леруа во Франции. Плавание корабля «Deptford» (1761) из Портсмута на Ямайку и обратно знаменито тем, что доказало всю пользу хронометров Гаррисона в морском деле. Вслед за тем на французском фрегате «Аврора» были испробованы хронометры Леруа. Хронометры через 46 дней плавания дали ошибку лишь в 5 секунд. Параллельно с этим, после первых же работ Эйлера и Майера в теории движения луны и после изобретения секстанта, благодаря удобству и точности наблюдения им углов, начал входить в практику способ определения долготы по лунным расстояниям. Идея этого способа состоит в следующем: луна собственным движением проходит в сутки около 13°, поэтому угловые расстояния ее до солнца и звезд меняются достаточно быстро для того, чтобы служить для определения времени, если только составлены точные таблицы ее движения, так как тогда стоит только сличить наблюденное в какой-нибудь момент угловое расстояние луны, напр., до солнца, с показанным в таблицах, чтобы найти и соответствующее ему время в Гриниче. Отсюда ясно, что успех способа зависит от точности лунных таблиц. Впервые на море этот способ был применен Лакайлем в 1751 г., во время его путешествия на мыс Доброй Надежды; Лакайль предложил показывать в «Connaissance de Temps», издававшихся парижской обсерваторией, вычисленные расстояния луны до солнца и ярких звезд в моменты среднего парижского полдня и полночи; впоследствии стали давать эти расстояния через каждые три часа. Такие же данные печатаются в издаваемом по почину Маскелайна с 1767 г. знаменитом ежегоднике «Nautical Almanac». Постепенное удешевление и усовершенствование хронометров заставило, однако, в настоящее время лишь в редких случаях прибегать к лунным расстояниям. При измерении высот светил на море высоту приходится брать до видимого горизонта. Делалось много попыток, чтобы и на море пользоваться искусственными горизонтами, но из всех этих попыток только гироскоп-коллиматор Флерие, изобретенный в 1885 г., дает удовлетворительные результаты. Из способов определения места применяются на море: для определения широты — наблюдения 1) полуденной высоты солнца, 2) близмеридиональных высот солнца и 3) высоты полярной звезды; для определения местного времени, а значит, и долготы по хронометру — наблюдения высот солнца вблизи первого вертикала. Для определения поправки компаса пользуются наблюдениями высоты солнца и азимута по компасу в тот же момент, или же замечают азимуты по компасу и момент по хронометру, а также азимуты при восходе и заходе солнца. Для облегчения вычислений составлено множество различных таблиц, которые делают задачу определения места корабля вполне доступной даже для шкиперов мелких коммерческих судов. Утром, ок. 9 час., наблюдают высоту солнца и замечают соответствующий момент по хронометру. Тщательно следят за курсом и скоростью хода корабля и затем в полдень наблюдают меридиональную высоту солнца. Взяв из «Nautical Almanac» склонение солнца во время наблюдений, по этому склонению и полуденной высоте находят полуденную широту корабля. Зная его курс и проплытое расстояние за время от утренних до полуденных наблюдений, вычисляют разность широт и разность долгот мест корабля в полдень и утром. По полуденной широте и разности широт находят широту при утренних наблюдениях, зная же склонение солнца по «Almanac» и имея высоту из наблюдений, вычисляют соответствующий часовой угол солнца, а по нему и местное время, сличив же его с гриничским, которое указывает хронометр, находят долготу при утренних наблюдениях. Стоит только к этой долготе присовокупить разность долгот, соответствующую проплытому расстоянию, и получится долгота корабля в полдень, а значит — и место его. Среди различных приемов, отличающихся лишь практическими деталями, наиболее оригинален предложенный в 1843 г. американцем Сомнером (Sumner) и получивший вследствие простоты вычислений большое распространение. Зная (Гриничское) время по хронометру, берут из таблиц место солнца на небесной сфере и тем самым определяют ту точку (M) земли, где в данный момент солнце находится в зените. Наблюденная же высота дает зенитное расстояние солнца. Если из точки M описать на карте или глобусе малый круг с угловым радиусом, равным наблюденному зенитному расстоянию, то круг пройдет через все те точки земли, где солнце имеет найденное зенитное расстояние, и корабль, следовательно, находится на этом круге. Через несколько времени (2—3 часа) вновь определяют другой Сомнеров круг, и точка пересечения их на карте дает точное положение корабля. Всегда легко различить — которое из двух пересечений брать. Ночью можно тотчас же построить два круга, взяв зенитные расстояния двух ярких звезд, зная показание хронометра и координаты звезд на небесной сфере, т.-е. те две точки земли, где эти звезды в данный момент соответственно находятся в зените. Вычерчивание целых кругов ни на карте, ни на глобусе не производится; надо только нанести на карту весьма малые их части вблизи места наблюдения, которое приблизительно всегда известно. Эти малые части круга можно заменить прямыми линиями (Сомнеровыми линиями). Таким образом искомое место на карте определится пересечением двух Сомнеровых линий, из которых одна соответствует первой высоте солнца, а другая — второй. Если корабль между двумя наблюдениями продвинулся, то первую линию исправляют на эпоху второго наблюдения, передвигая эту линию параллельно самой себе по направлению и на величину плавания корабля. Если был замечен азимут солнца по компасу, то, сличив его с направлением перпендикуляра к Сомнеровой линии, получают поправку компаса. В М. астрономии излагаются также способы определения поправки хронометра, правила ухода за хронометрами и пр. — См. Н. Зыбин, «Руководство по кораблевождению. Ч. II. М. астрономия»; Степанов, «Теория кораблевождения» (1902); Шульгин, «М. астрономия» (1905); Лукин, «Навигация» (1906); Bowditch, «Practical Navigator» (1800 и позднее; Вашингтон, 1904); Martin, «Navigation and Nautical Astronomy» (принято в англ. флоте); «Lehrbuch der Navigation» (Б., 1906; оффиц. изд.). М. таблицы, изд. гидрограф. дпт. и дополнения к ним; таблицы для облегчения вычислений по способу Сомнера.

Источник — https://ru.wikisource.org/w/index.php?title=НЭС/Мореходная_астрономия&oldid=3926890