История создания первого компаса. Доклад: Компас, история его открытия. От XIV века и до наших дней

19.10.2015

В истории науки существует термин «4 великих изобретения». Речь идет об инновациях, которые были созданы в Китае и навсегда изменили понимание человеком окружающего мира. Наряду с бумагой, колесом и порохом, китайские ученые древности первыми подарили человечеству компас. Компас стал тем изобретением, без которого никогда бы не стали возможны географические открытия, не смогла бы существовать транснациональная торговля и многие другие процессы, создавшие нашу цивилизацию.

Первое письменное упоминание о компасе относится к 1044 году. В китайской книге описывается удивительное приспособление, с помощью которого путник мог ориентироваться в пустыне. Подробно компас был описан 40 годами позднее китайцем Шэнь Ко. Автор описывает конструкцию: кусок металла крепился к палке, которая была погружена в воду. Таким образом, достигался магнитный резонанс, та часть дерева, на которой крепилось железо, указывала направление в сторону севера.

Как компас попал в Европу доподлинно неизвестно. По всей видимости, изобретение принесли с собой арабы, которые к XII веку окончательно завоевывают территорию современной Испании. Оттуда компас попадает сперва к итальянцам, а затем и к англичанам. К слову, стоит отметить, что современное название прибора этимологически относится как раз к английскому compass, что означает «круг».

Существует и другая точка зрения, согласно которой компас в Европе был впервые изобретен викингами в X-XI веках, во времена походов на запад. Стремясь открыть для себя морские пути в неизведанные страны, северные войны использовали некое изобретение, которое позволяло определять направление сторон света, при помощи воды и солнца. Недаром, считается, что первыми берегов Америки достигли исландские воины. Сложно представить, чтобы они смогли пройти такой долгий путь, ориентируясь исключительно по звездам.

Первым из европейских ученых, усовершенствовавших конструкцию компаса, стал итальянец Флавио Джойя.

Он предложил крепить стрелку на шпильку, что существенно сократило погрешность в указании направления, а также разделил окружность на 16 румбов (позже на 32). Таким образом, морская качка теперь практически не влияла на показания прибора, а капитаны кораблей смогли грамотно описывать и рассчитывать направление.

В XX веке с развитием инженерного дела, географии и геодезии создаются новые образцы прибора: электромагнитный компас, гирокомпас, буссоль и другие устройства. Так, в 1927 году был впервые опробован электрический компас. Необходимость такой разработки появилась в связи с развитием авиации. Первым летчиком, совершившим путешествие через Атлантический океан с таким компасом, стал американец Чарльз Линдберг.

С развитием науки пришло и понимание относительно некоторых тонкостей. Так, магнитный и реальный (географический) полюса земли не совпадают, что приводит к погрешности в расчетах. Это чревато, к примеру, отклонением от курса кораблей, совершающих плавание.

Именно поэтому в конце XIX был разработан, так называемый, гирокомпас. Сегодня он используется практически на всех морских судах, отличается более сложной конструкцией и высокой точностью.

История создания компаса — это история человеческой наблюдательности. Если бы, однажды, один китайский мудрец не заметил бы связи между сторонами света, звездами и реакцией металла, возможно, человечество на долгие годы было бы вынуждено притормозить в своем развитии.

История компаса [ВИДЕО]

Компас, как и бумагу, еще в глубокой древности изобрели китайцы. В III веке до Р.Х. китайский философ Хэнь Фэй-цзы так описывал устройство современного ему компаса: он имел вид разливательной ложки из магнетита с тонким черенком и шарообразной, тщательно отполированной выпуклой частью. Этой выпуклой частью ложка устанавливалась на столь же тщательно отполированной медной или деревянной пластине, так что черенок не касался пластины, а свободно висел над ней, и при этом ложка легко могла вращаться вокруг оси своего выпуклого основания.

На пластине были нанесены обозначения стран света в виде циклических зодиакальных знаков. Подтолкнув черенок ложки, ее приводили во вращательное движение. Успокоившись, компас указывал черенком (который играл роль магнитной стрелки) точно на юг. Таким был самый древний прибор для определения сторон света. В XI веке в Китае впервые появилась плавающая стрелка компаса, изготовленная из искусственного магнита. Обычно она делалась в форме рыбки. Эту рыбку опускали в сосуд с водой. Здесь она свободно плавала, указывая своей головой в ту сторону, где находился юг. Несколько разновидностей компаса придумал в том же XI веке китайский ученый Шэнь Гуа, который много работал над исследованием свойств магнитной стрелки. Он предлагал, например, намагнитить о природный магнит обычную швейную иглу, затем прикрепить ее с помощью воска в центре корпуса к свободно висящей шелковой нити. Этот компас указывал направление более точно, чем плавающий, так как испытывал гораздо меньшее сопротивление при своем повороте. Другая конструкция компаса, предложенная Шэнь Гуа, была еще ближе к современной: намагниченная иголка здесь насаживалась на шпильку. Во время своих опытов Шэнь Гуа установил, что стрелка компаса показывает не точно на юг, а с некоторым отклонением, и правильно объяснил причину этого явления тем, что магнитный и географический меридианы не совпадают между собой, а образуют угол. Ученые, которые жили после Шэнь Гуа, уже умели вычислять этот угол (его называют магнитным склонением) для различных районов Китая. В XI веке многие китайские корабли были оснащены плавающими компасами. Они устанавливались обычно на носу и на корме кораблей, так что капитаны в любую погоду могли держать правильный курс, сообразуясь с их указаниями. В таком виде китайский компас в XII веке заимствовали арабы. В начале XIII века «плавающая игла» стала известна европейцам. Первыми ее переняли у арабов итальянские моряки. От них компас перешел к испанцам, португальцам и французам, а позднее — к немцам и англичанам. Поначалу компас состоял из намагниченной иголки и кусочка дерева (пробки), плававшего в сосуде с водой. Вскоре догадались закрывать этот сосуд стеклом, чтобы защитить поплавок от действия ветра. В середине XIV века придумали помещать магнитную стрелку на острие в середине бумажного круга (картушки). Затем итальянец Флавио Джойя усовершенствовал компас, снабдив его картушкой, разделенной на 16 частей (румбов) по четыре на каждую часть света. Это нехитрое приспособление стало большим шагом в усовершенствовании компаса. Позже круг был разделен на 32 равных сектора. В XVI веке для уменьшения воздействия качки стрелку стали крепить на кардановый подвес, а век спустя компас снабдили вращающейся линейкой с визирами на концах, что позволило точнее отсчитывать направления. Компас произвел такой же переворот в мореплавании, какой порох — в военном деле, а переделочный процесс — в металлургии. Он был первым навигационным прибором, позволившим прокладывать курс в открытом море. Вооружившись компасом, испанские и португальские моряки в конце XV века отважились на далекие плавания. Они оставили морские берега (к которым мореплавание было привязано на протяжении нескольких тысячелетий) и пустились в плавание через океан.

(слово «кибернетика» в переводе с греческого означает «кормчий» или «рулевой»). Эта наука потребовала появления специальных приборов, которые бы помогали путешественникам находить правильный путь. Одним из них был компас — прибор, указывающий направление географического или магнитного меридиана. Современные компасы бывают магнитные, механические, радио- и другие.

Слово «компас», по-видимому, происходит от старинного английского слова compass , означавшего в XIII-XIV вв. «круг».

Первые упоминания об изобретении компаса в Европе относятся к XII веку. Этот прибор представлял собой просто железную намагниченную стрелку, укрепленную на пробке, плавающую в сосуде с водой. Затем придумали укреплять стрелку на оси, закрепленной на дне чаши.

Однако в Китае компас был известен намного раньше. Его называли «чи-ан». Китайские летописи приписывают его изобретение полумифическому богдыхану (императору) Хуан-ди, царствовавшему за 2600 лет до нашей эры.

В китайских летописях сохранилась такая легенда.

Император Хуан-ди воевал с одним монгольским ханом. После поражения монголы стали отступать в пустыню, а китайские войска долго преследовали их. Однако монгольские всадники устроили хитрость: они подняли такую пыль, что она заслонила солнце. Когда же пыль рассеялась, монголы уже скрылись из виду. Преследователи бросались то в одну, то в другую сторону, но нигде не встречали даже признаков человеческого жилья. Они поняли, что заблудились. У них кончалось продовольствие, они стали страдать от невыносимой жажды. И тогда император Хуан-ди вспомнил про крошечного железного человечка, которого ему подарил один мудрец. Этот человечек, как его ни поставь, всегда показывал рукой на юг. Император установил человечка на своей колеснице и повел измученное войско в ту сторону, куда указывала рука человечка. И скоро все увидели знакомые места.

Легенда, конечно, не может служить достоверным источником. Но есть и другие сведения о том, что компас действительно изобрели в Китае, примерно за 100-200 лет до нашей эры — на 3 тысячи лет позже, чем указывается в легенде.

Но даже в этом случае первооткрывателями компаса все равно остаются китайцы.

Модель компаса эпохи китайской династии Хань.

Известно также, что примерно 800 лет назад арабские моряки пользовались компасом. Возможно, они переняли это изобретение у китайцев, все корабли которых в XI веке были снабжены компасами. Арабский прибор был сделан в виде железной рыбки. Намагниченную рыбку опускали на воду, и она всякий раз неизменно поворачивалась головой на север. От арабов, вероятно, об этом приборе узнали венецианские купцы, которые привезли его в Италию. Отсюда компас стал известен во всех странах Средиземноморья, а оттуда — и всей Европе. Во всяком случае, первое упоминание об использовании магнитной иглы в мореплавании встречается в труде англичанина Александра Неккама, написанном в 1180 г., причем он пишет о ней, как о вещи уже известной.

Прототип современного компаса был изобретен итальянцем Флавио Джойя в XIV веке (называют даже точный год — 1302). До этого компас служил лишь для определения направления север-юг. А Джойя предложил делить круг компаса на 16 частей (румбов) для определения других сторон света. Кроме того, он надел стрелку компаса на шпильку для ее лучшего вращения.

В Италии существует красивая легенда, связанная с именем Флавио Джойя.

Давным-давно, когда город Амальфи стоял, как и Венеция, на берегу моря, жил в нем бедняк Флавио Джойя, ювелир и инкрустатор. Он был влюблен в красавицу Анджелу, дочь богатого рыбака Доменико. Суровый Доменико считал людьми второго сорта тех, кто не выходил в море на веслах или под парусами, не испытал себя в штормах и бурях. А Флавио Джойя, к несчастью, относился как раз к этой категории людей. Доменико не хотел иметь такого зятя, но отказать претенденту на руку дочери он решил дипломатично и поэтому поставил условие: Флавио должен хотя бы один раз ночью или в туман проплыть на лодке строго по прямой линии. По тем временам такая задача была невыполнимой. Это не удавалось даже его товарищам, бывалым морякам.

Но Флавио принял вызов. Он взял продолговатый магнитный камень, который он укрепил горизонтально на круглой плоской пробке. На верхнюю поверхность пробки он установил диск с делениями. Так получился чувствительный элемент магнитного компаса — картушка.

Чтобы картушка могла поворачиваться в горизонтальной плоскости, Флавио проткнул ее вертикальной осью с острыми концами, которые упирались в опоры, установленные в корпусе прибора — чашке. Однако из-за давления картушки на нижнюю опору возникал большой момент трения, который препятствовал вращению картушки и вызывал большие ошибки прибора. Тогда Флавио налил в чашку воды. Пробка всплыла, давление на нижнюю опору снизилось, вращение картушки стало плавным и свободным. В одном месте на краю чашки Флавио провел тонкую черту, а всю окружность диска картушки разделил на 16 равных частей — румбов.

Настал день испытаний. Флавио сел в лодку и установил свой прибор так, чтобы тонкая черта на чашке совпадала с продольной осью лодки. Картушка, покачавшись вокруг оси, остановилась в таком положении, что один конец продолговатого магнитного камня указывал на север. Флавио заметил румб, который установился против тонкой черты на чашке, и отправился в путь. Ему лишь нужно было вести лодку так, чтобы во время движения против тонкой черты на чашке стоял один и тот же румб.

Так Флавио справился с заданием и женился на Анджеле.

Многие исследователи полагают, что Флавио Джойя — фигура вымышленная… Однако это не помешало благодарным итальянскиим потомкам воздвигнуть изобретателю компаса целых два памятника: в Неаполе и на родине Джойя — в городе Амальфи.

Памятник Флавио Джойя в Амальфи (Италия)

Да-да, это не ошибка: наука о закономерностях процессов управления и передачи информации — кибернетика — получила свое название по древнегреческому названию искусства судовождения!

Многие интересуются тем, где и когда появился первый компас. Путем данного рассказа я попытаюсь освятить данный вопрос как можно более детально и подробно. Итак, структура моего повествования следующая:

• причины создания компаса;
• место и время появления компаса;
• как выглядел первый компас и кто им пользовался.

Причины создания компаса

Люди во все времена нуждались в умении ориентировки в период своего путешествия. От знаний подобного рода зависел торговый оборот, пропитание, освоение новых территории, территориальные захваты и др. Для успешного возвращения домой нужен был какой-то ориентир, который не зависел бы ни от погоды, ни от природы. Именно с этими целями и придумали такое изобретение, как компас.

Место и время появления компаса

После династии Сун Китай перестал быть разобщенным и начал существенно подниматься в экономических, политических, а также социальных отраслях. Империя начала мощно развиваться. Эти сведения важны, так как только в связи с этим в Китае и был изобретен компас. Дело в том, что богатый китайский караван с товаром все же должен был пройти огромное расстояние, при этом не потерявшись. Если бы не развитие Китая, то никому и не понадобилось бы создавать там некий компас, так как он попросту не понадобился бы. По крайней мере, именно в этот период времени.

Как выглядел первый компас и кто им пользовался

Первый компас внешне был как ложка, которая вертится беспрепятственно на блюдечке как пластина, на которую нанесли стороны света.

Черенок компаса немного намагничивали, и достаточно часто он показывал территорию именно в южном направлении.

Некоторые компасы могли подарить чиновнику либо даже императору. Они были искусно вырезаны лучшими мастерами, украшены драгоценностями. Это было искусством.

Вначале такой компас применялся лишь в пустыне и иных государствах, а потом, со временем, был перенесен в морское использование, где хорошо себя зарекомендовал и распространился по всему свету.

На сегодняшний день компас возможно скачать на адройд — устройство, айфон или компьютер.

Компас считается одним из самых древних устройств, которые помогали людям ориентироваться на местности. Историю его создания изучают ещё в школе. Но если попытаться найти самые первые упоминания о магнитном компасе, можно наткнуться лишь на обрывки историй, по которым сложно понять, кто именно стал создателем этого изобретения.

За звание быть первой страной, где появился компас, соревнуются: Индия, Греция и Китай. В каждой из них находили древние записи об использовании этого устройства, но определить его точное время появления в каждом из государств очень сложно. Ученые также не исключают того, что они ошибаются, поэтому постоянно занимаются поисками любых сведений в остальных странах мира.

В повседневной жизни люди практически никогда не используют магнитный компас, но для моряков и путешественников это незаменимая вещь, которая может спасти жизнь, если человек заблудился и не помнит путь домой. Обыкновенные компасы состоят из пластмассовой коробки (или круглой латунной) и стрелки. Обычно её делают из стали. В центре находится небольшой кусок камня – агата. Он необходим, чтобы снизить трение между стрелкой и остриём шпиля.

История создания

Некоторые историки уверены, что человек, который изобрёл компас, жил в Китае. Считается, что изначально его планировали использовать только на земле, а для морских путешествий он не подходил. Но в те времена прибор мало чем походил на современный компас. Он больше был похож на ложку, которая лежит на отполированной плите. Черенок данной ложки изготавливали из магнетита. Он свободно вращался, а стрелка была лишь одна и указывала только на юг.

В VI веке нашей эры компас видоизменился и стал похожим на современный, с вращающейся стрелкой. Вскоре изобретение дошло до Арабских стран. Местным морякам оно очень понравилось, поэтому они стали очень часто применять его, чтобы найти верный путь в продолжительном морском путешествии.

Обратите внимание! Спустя 200 лет, похожее устройство появилось в европейской части света. Примерно в это же время компас усовершенствовали, что практически исключает возможность заблудиться. Магнитная стрелка была закреплена шпилькой на дне чаши компаса или бумажном его основании.

Вскоре устройство попало в руки к итальянцу Флавио Джойа. Он изучил краткую историю создания компаса и усовершенствовал его, установив круглую катушку с шестнадцатью ромбами. Позже делений стало в 2 раза больше. В XVIII веке компас стал выглядеть как сложное устройство, предназначенное не только для обозначения сторон света, но и показывающее время.

По какому принципу работают компасы

Компас способен определять стороны света, благодаря взаимодействию двух его магнитов и магнитных полюсов. Прибор оснащён свободно вращающейся стрелкой. Один её конец постоянно указывает на северный полюс, а другой – на южный.

Уильям Гильберт стал первым, кто предположил, что планета имеет магнитные полюса. Он описал это явление в книге «О магните». В своём рассказе Гильберт делает вывод о том, что наша планета представляет собой огромный магнит. Спустя некоторое время, исследователи обнаружили магнитные полюса (это местности, где магнитная стрелка становится вертикально). Это открытие присвоили Джону Россу (английскому исследователю).

Разновидности

В наше время ученые не перестают изобретать новые разновидности компасов, но основные из них – это:

• электромагнитный;
• электронный.

Они являются самыми надежными и точными, поэтому используются в самолетах и на кораблях. Но, несмотря на прогресс, самым удобным считается обыкновенный магнитный компас. Именно его часто используют альпинисты, геологи или простые любители путешествий.

Компас древних стран

На данный момент ученые не могут сказать точно, в какой из древних стран изобретатели придумали компас. Но все они предлагают к рассмотрению три государства – это Греция, Китай и Индия. Отчасти это связано с тем, что изобретение было придумано очень давно, поэтому до нашего времени не сохранилось каких-либо свидетельств, изучив которые можно сделать окончательный вывод.

Первый китайский компас

Часть исследователей, занимающихся историей изобретения компаса, полагает, что явление магнетизма впервые заметили и открыли греки. Но при этом нельзя отбрасывать и другую точку зрения, которая отдает авторство открытия древним китайским изобретателям. Учёные, которые утверждают, что прибор изобрели китайцы, ссылаются на найденные здесь древние письмена. При этом, исходя из тех же летописей, магнетит также был открыт в Китае на одно тысячелетие раньше.

В письменах также есть упоминание о том, что китайский правитель Хуан-Ди в период войны использовал устройство, по функциям похожее на компас. Иная версия гласит, что прибор напоминал колесницу, на которой была установлена магнитная фигурка человека, указывающая на южное направление. Эту колесницу можно было установить на любое древнее транспортное средство.

Оно соединялось с колесами таким образом, чтобы механизм шестеренок, находящийся внутри изобретения, во время поворота повозки вращался в обратную сторону. Это необходимо, чтобы указатель, установленный на колеснице, всегда имел возможность показывать правильное направление, независимо от того, куда движется транспорт.

Чтобы это устройство всегда работало правильно, очень важно установить указатель в верном направлении ещё до того, как колесница отправится в свой первый путь, в противном случае, человечек будет указывать неверное направление. Что касается первого компаса в виде плоской доски и лежащей на ней ложки, его использовали маги, чтобы предсказать будущее, так как движение стрелки объясняли влиянием потусторонних сил.

Для обрядов компас использовали только до II тысячелетия до нашей эры. Согласно иным версиям, магнитные свойства прибора использовались в IV тысячелетии до нашей эры при проведении обрядов фен-шуя. В то время явление магнетизма объясняли как магическое проявление высших сил. Только через 100 лет китайские моряки стали использовать компас по назначению и брали его в продолжительные морские путешествия.

Компас в Индии

Некоторые исследователи считают, что компас впервые появился на территории Индии, или же местные изобретатели создали его примерно в то же время, что и китайские, но без их вмешательства и подсказок. Исходя из краткой истории о создании компаса в Индии, на открытие изобретателей подтолкнула гора, расположенная неподалёку от реки Инд. Местные жители со временем начали замечать, что она способна необъяснимым образом притягивать к себе небольшие металлические предметы.

Вскоре магнитные свойства породы начали применять в индийской медицине. Один из местных врачей начал использовать магнит при проведении хирургических операций. Как и китайцы, индусы пользовались компасом, уходя в море. Они решили не придумывать ничего нового и сделали намагниченную стрелку в виде рыбы. Её голова постоянно указывала на юг.

Как изобретали компас в Греции

Как и остальные страны того времени, Греция не отставала ни в одной из научных сфер, а в некоторых даже обгоняла многие государства. Местные исследователи самостоятельно смогли исследовать явление магнетизма, что позволило им создать свой первый компас. В VII-VI веках до нашей эры Фалес Милетский обнаружил, что магнетит может притягивать металлические изделия.

В то время это явление объясняли по-разному. Кто-то думал, что магнит ищет свою душу, которая по непонятным причинам тянется к металлу. Ещё одно, более обоснованное объяснение было связано с тем, что железо обладает влажностью, которую поглощает магнит, но почему именно это происходит, никто не смог понять.

Несмотря на огромное количество догадок, все они даже близко не подошли к истине. Спустя некоторое время, Сократ заметил, что железо, притянутое к магниту, постепенно начинает намагничиваться. Чуть позже было обнаружено, что магниты имеют способность не только притягиваться, но и отталкиваться. Все эти открытия со временем навели ученых на истинные свойства магнетизма, но никак не на изобретение компаса. Первое похожее на него устройство появилось здесь через 200-300 лет.

Принцип работы электронного компаса

Электромагнитное устройство – это развёрнутый электрогенератор, где магнитное поле планеты выступает статором, а одна рамка или более – это ротор. Этот компас выгодно отличается от стандартного магнитного тем, что здесь отсутствует девиация от ферримагнитных деталей транспортного средства.

Обратите внимание! Для корректной работы прибора с гальванометром необходимо быстрое передвижение, поэтому в большинстве случаев этот компас используют в авиации.

Компас гироскопического типа

Если говорить кратко, гирокомпасом называется устройство, указывающее полюса на поверхности земли и воды. Прибор состоит из одного или нескольких гироскопов. Он является неотъемлемой частью систем навигации на кораблях. Если сравнивать этот компас с обычным магнитным, он всегда показывает на истинный Северный полюс, а не на магнитный.

Прибор можно использовать как навигационное устройство, поэтому его устанавливают в рулевую систему на морских судах. Также он станет полезным при необходимости определить точное направление при наведении орудий боевых кораблей. Говоря о морских гирокомпасах, они очень тяжёлые. Вес некоторых из них превышает 25 килограмм.

Используя компас, всегда стоит помнить, что его стрелка не указывает строго на север. Она часто отклоняется, так как расположение географических полюсов не совпадает с магнитными. Когда устройство используется в авиации, оно способно указывать правильный курс, только если борт двигается по прямой линии. Когда самолет летит, например, из Америки в Европу, на протяжении всего остального времени полёта летчиков координируют диспетчеры с помощью сообщений.

Современные разновидности компасов

В современном мире существует несколько разновидностей компасов, а именно:

• радиокомпас. Устройство, оснащенное радиопеленгатором;
• электромагнитный компас. Как упоминалось выше, внутри него установлен электрогенератор, который необходим, чтобы привести в действие магнитное поле;
• электронный компас. Указывает на четыре стороны света. Его можно найти в виде приложения, поэтому даже ребёнок может установить его на свой смартфон или планшет;
• гирокомпас. Самый географически точный прибор.

Вывод

Возможно, древние компасы могли появляться не только в Греции, Индии и Китае, но точных свидетельств об этом нет. Истории известны лишь краткие упоминания об этом приборе, поэтому учёные не могут определиться с точным местом его создания.

Когда был придуман компас. Компас

Создание компаса и его широкое внедрение дало толчок не только географическим открытиям, но и позволило лучше понять взаимосвязь между электрическими и магнитными полями. После начала использования компаса стали появляться новые отрасли научного знания.

Компас с магнитной стрелкой открыл человечеству не только земной шар, но и физический мир во всем его многообразии.

Первенство в открытии свойств компаса оспаривают несколько : индийцы, арабы и китайцы, итальянцы, англичане. Сегодня очень сложно достоверно определить, кому принадлежит честь изобретения компаса. Многие выводы делаются лишь на предположениях, которые выдвигают историки, археологи и физики. К сожалению, многие свидетельства и документы, которые могли бы пролить свет на этот вопрос, не сохранились или дошли до настоящего времени в искаженном виде.

Где впервые появился компас?

Одна из самых распространенных версий гласит, что компас в Китае примерно лет назад («От астролябии к навигационным комплексам», В. Корякин, А. Хребтов, 1994). Куски руды, которые обладали чудесным свойством притягивать к себе мелкие металлические предметы, китайцы называли «любящим камнем» или «камнем материнской любви». Жители Китая первыми обратили внимание на свойства волшебного камня. Если ему придать форму продолговатого предмета и повесить на нить, он занимал определенное положение, указывая одним концом на юг, а другим – на север.

Было удивительным, что отклоненная от своего положения «стрелка» после колебаний вновь занимала первоначальное положение. Китайские летописи содержат указания на то, свойство магнитного камня использовали путешественники, чтобы определять правильное положение при движении по пустыням, когда в небе не было видно дневного светила и звезд.

Первый китайский компас стали использовать при движении караванов через пустыню Гоби.

Значительно позже магнит стал использоваться для ориентирования в мореходстве. Согласно китайским источникам, примерно в V-IV веках до новой эры мореходы стали использовать металлическую иглу, натертую магнитным камнем и подвешенную на шелковой нити. Удивительно, что в то время компас не добрался до Индии и Европы, ведь тогда между Китаем и этими регионами уже налаживалось сообщение. Но греческие тех времен не упоминают о .

Считается, что в Европу компас попал не ранее III века до новой эры через арабских мореходов, которые бороздили воды Средиземного моря. Но отдельные исследователи не исключают, что это полезное приспособление было вновь изобретено , которые самостоятельно открыли эффект, производимый магнитной , подвешенной на тонкой нити.

Компас – удивительно древнее изобретение, несмотря на относительную сложность его устройства. Предположительно впервые этот механизм был создан в Древнем Китае еще в III веке до нашей эры. Позже его заимствовали арабы, через которых этот прибор попал в Европу.

История компаса в Древнем Китае

В III веке до нашей эры в китайском трактате философ по имени Хэнь Фэй-цзы описал устройство прибора сынань, что , как «ведающий югом». Это была небольшая ложка из с довольно массивной выпуклой частью, отполированной до блеска, и тонким небольшим . Ложку ставили на медную пластину, тоже хорошо отполированную, чтобы не было трения. Черенок при этом не должен был касаться пластины, он оставался висеть в воздухе. На пластину наносились знаки сторон света, которые в Древнем Китае были связаны со знаками . Выпуклая часть ложки легко вращалась по пластине, если немного ее подтолкнуть. И черенок в таком случае всегда указывал на юг.

Ученые считают, что форму стрелки магнита – ложку – выбрали не случайно, она символизировала Большую Медведицу, или «Небесный ковш», как называли это созвездие древние китайцы. Работал этот прибор не очень хорошо, так как до идеального состояния отполировать пластину и ложку было невозможно, и трение вызывало погрешности. Кроме того, он был сложен в изготовлении, так как магнетит трудно обрабатывать, это очень непрочный материал.

В XI веке в Китае было создано несколько вариантов компаса: плавающий в виде железной рыбки с водой, намагниченная иголка на и другие.

Дальнейшая история компаса

В XII веке китайский плавающий компас позаимствовали арабы, хотя некоторые исследователи склоняются к мнению, что арабы были авторами этого изобретения. В XIII веке компас попал в Европу: сначала в Италию, после чего он появился у испанцев, португальцев, французов – тех наций, которые отличались развитым мореплаванием. Этот средневековый компас имел вид магнитной стрелки, закрепленной на пробке и опущенной в воду.

В XIV веке итальянский изобретатель Джойя создал более точную конструкцию компаса: стрелка надевалась на шпильку в вертикальном положении, к ней крепилась катушка с шестнадцатью румбами. В XVII веке количество румбов увеличилось, а чтобы качка на корабле не влияла на точность компаса, был установлен кардановый подвес.

Компас оказался единственным навигационным прибором, позволившим европейским мореплавателям ориентироваться в открытом море и отправляться в далекие путешествия. Это послужило толчком к Великим географическим открытиям. Этот прибор также сыграл свою роль в развитии представлений о магнитном поле, о его взаимосвязи с электрическим, что повлекло за собой образование современной физики.

Позже появились новые виды компаса – электромагнитный, гирокомпас, электронный.

Видео по теме

Инструкция

Идея создания компаса принадлежит древним китайцам. В III веке до н.э. один из китайских философов описывал компас того времени следующим образом. Это была разливательная ложка из магнетита, у которой был тонкий черенок и хорошо отполированная шарообразная выпуклая часть. Опиралась ложка своей выпуклой частью на такую же тщательно отполированную поверхность медной или деревянной пластины, при этом черенок пластины не касался, а свободно висел над ней. Таким образом, ложка могла вращаться вокруг своего выпуклого основания. На самой пластине были нарисованы стороны света в виде зодиакальных знаков. Если специально подтолкнуть черенок ложки, она начинала вращаться, при этом, останавливаясь, черенок всегда указывал точно на юг.

Все в том же Китае в XI веке придумали плавающую стрелку компаса. Делали ее из искусственного магнита, обычно в форме рыбки. Ее помещали в сосуд с водой, где она свободно плавала, а остановившись, также всегда указывала головой на юг. Другие формы компаса в том же веке были придуманы китайским ученым Шэнь Гуа. Он предлагал намагнитить обычную швейную иглу о природный магнит, а затем прикрепить эту иглу в центре корпуса к шелковой нити с помощью воска. Так получалось меньшее при повороте иглы, чем в воде, а потому компас показывал более точное направление. Еще одна модель, предложенная ученым, предполагала крепление не к шелковой нити, а к шпильке, что больше напоминает современную форму компаса.

Почти на всех китайских кораблях в XI были установлены плавающие компасы. Именно в таком виде они распространились в мире. Сначала их в XII веке переняли арабы. Позже магнитная игла стала известна и в европейских странах: сначала — в Италии, затем — в Португалии, Испании, Франции, позднее — в Англии и Германии. Сначала намагниченная игла на кусочке дерева или пробки плавала в сосуде с водой, позже сосуд догадались закрыть стеклом, а еще позже магнитную стрелку догадались размещать на острие в центре бумажного круга. Затем компас был усовершенствован итальянцами, к нему была добавлена катушка, которая делилась на 16 (позже — 32) равных секторов, указывающих на стороны света (сначала по 4, а позже по 8 секторов для каждой из сторон).

Дальнейшее развитие науки и техники сделало возможным создание электромагнитного варианта компаса, который более совершенен в том плане, что не предусматривает отклонений из-за наличия ферромагнитных деталей в том транспортном средстве, на котором он используется. В 1908 году немецкий инженер Г. Аншютц-Кэмпфе создал прототип гирокомпаса, преимуществом которого стало указание направления не на магнитный северный полюс, а на истинный географический. Для навигации и управления крупными морскими судами почти повсеместно используется именно гирокомпас. Современная эра новых компьютерных технологий позволила придумать электронный компас, создание которого связано, прежде всего, с развитием системы спутниковой навигации.

«Компас» доклад для детей кратко расскажет Вам историю открытия этого предмета. Также доклад о компасе можно использовать во время подготовки к занятию.

Сообщение о компасе

Компас представляет собой прибор для поиска сторон горизонта при помощи магнитной стрелки, которая указывает направление на юг и север. Его изобрели много столетий назад, и он сразу же стал использоваться путешественниками. Компас был первым навигационным прибором, позволивший морякам выходить в открыто море.

Где и когда появился первый компас?

В III веке до н. э. в Китае изобрели прибор, который указывал на стороны света. Внешне он напоминал ложку с тонким черенком и выпуклой шарообразной частью. Изготавливалась она из магнетита. Отполированную выпуклую часть ложки ставили на деревянную или медную пластину, также отполированную. Черенок свободно висел над пластиной, а вот ложка вращалась вокруг оси выпуклого основания. На пластине были обозначены страны света. Стрелка компаса, находящаяся в покое, всегда показывала точно на юг. Этот древний компас назывался сынань, то есть «ведающий югом».

В ХI веке китайцы изобрели плавающую стрелку компаса из искусственного магнита.Железный компас тогда имел форму рыбки. Вначале его нагревали до красноты, а потом опускали в сосуд с водой. «Рыбка» начинала плавать, и ее голова указывала в южную сторону. Шэнь Гуа, ученый из того же Китая, предложил парочку разновидностей компаса: с намагниченной иглой и шелковой нитью, с намагниченной иголкой и шпилькой. В ХII веке компас с магнитной иглой использовался арабами, а спустя столетие итальянцами, французами, испанцами и португальцами.

В XIV веке магнитную стрелку стали размещать на острие в середине круга из бумаги – картушки. Следующий, кто усовершенствовал компас, был итальянец Флавио Джулио. Он разделил бумажный круг на 16 частей. В XVII веке его усовершенствовали вращающейся линейкой с визирами, которая позволяла более точно рассчитать направление.

Из чего состоит компас?

Устройство прибора зависит от вида компаса. Выделяют следующие его разновидности: гирокомпас, магнитный компас, электронный компас. Основной частью обычного магнитного компаса является компас со шпилем в центре. На конце шпиля находится магнитная стрелка, а сам корпус сверху прикрыт стеклом.

Компас: интересные факты

• До изобретения и распространения компаса, моряка на своих кораблях не выходили в открытое море, чтобы не заблудиться.
• В Европу компас привезли венецианские купцы.
• До китайцев что-то наподобиекомпаса использовали индейцы. В Сан-Лоренцо Теночтилан ученые нашли изделие из гематита, датируемый1000 годом до н.э. Но магнитный железняк все же открыли китайцы.
• Можно самому сделать компас из блюдца с водой и намагниченной иглы.

Надеемся, что доклад про компас помог узнать много полезной информации о нем. А краткий рассказ о компасе Вы можете оставить через форму комментариев ниже.

Известно, что компас, впрочем как и бумагу, изобрели китайцы. Философ Хэнь Фей-цзы, в 3-м веке до н.э. описал данное устройство так: «Он выглядел как разливная ложка из магнетита, оснащенная тончайшим черенком и тщательно отполированной шарообразной выпуклой частью. Выпуклая часть ложки, монтировалась на отполированной медной, либо деревянной пластине, таком образом, чтобы черенок не прикасался к ней и свободно свисал. При этом сама ложка была способна вращаться по собственной окружности выпуклого основания. На поверхности пластины были указаны страны в виде зодиакальных пометок. Если черенок подтолкнуть, то ложка начинала вращаться. После остановки компас указывал точно на юг». Именно этот прибор и являлся самым древним из известных истории, устройством, для определения сторон света.

В 11 веке, в Китае впервые была создана плавающая стрелка компаса, которую соорудили из искусственного магнита. Достаточно часто ее выплавляли в форме рыбы. Данную рыбу помещали в емкость с водой, где она и «плавала», указывая своей головой в ту или иную сторону, где в этот момент находился юг.

Шэнь Гуа (китайский ученый) примерно в тот же период 11 века разработал несколько вариаций компаса. Он выяснил, что если намагнитить стандартную швейную иглу, а затем присоединить ее посредством воска к шелковой нити в центральной части корпуса, то такой прибор станет показывать направление намного более точно, нежели чем плавающий компас, в силу минимального сопротивления, фиксируемого при повороте. Иной тип компаса, который предложил Шэнь Гуа, очень походил на современный. Здесь намагниченная игла прикреплялась к шпильке. Во всех опытах, которые проводил ученый, выяснилось, что стрелка указывает не точно на юг, а слегка отклоняется в сторону. Он объяснил это тем, что географический и магнитный меридианы образуют угол, вследствие чего не могут совпадать между собой. Потомки Шэнь Гуа сумели вычислить данный угол для всех районов Китая. Его назвали магнитное склонение.
В 11 веке, практически все китайские корабли были оборудованы компасами. Их размещали на корме и на носу судна. Такой подход позволил капитанам беспрепятственно удерживать правильный курс независимо от погодных и сезонных условий.

В 12-м веке, данный компас был заимствован у китайцев арабами. Примерно в этот же период о нем узнали и европейцы. Первыми у арабов компас заимствовали итальянцы. От них он перешел к португальцам, испанцам и французам, а позже к англичанам и немцам. Изначально компас представлял собой кусок пробки и намагниченную иглу, которые плавали в емкости с водой. Чуть позже сосуд стали накрывать стеклом, чтобы устранить внешние явления (ветер). В середине 14-го века магнитную стрелку устанавливали на острие в центре круга из бумаги. Флавио Джойя (итальянец) смог усовершенствовать компас. Он снабдил его бумажным полотном, разделенным на 16-ть румбов (частей), по 4-ре на каждую часть света. В дальнейшем круг уже имел 32-е равные части.

Несмотря на полумифические упоминания о навигационном приборе у древних китайцев, самофракийцев и греков, более интересен вопрос — кто изобрел компас и когда в его современном виде? Если в XII – XIII веках данное устройство представляло собой намагниченную иголку, вставленную в кусок коры пробкового дерева, плавающего в воде, то около 1300 года житель итальянского города Амальфи, известный в то время капитан Флавио Джойя, придал этому навигационно-географическому аксессуару вид, максимально приближенный к современному. Он одел намагниченную стрелку на острие иглы и разместил эту конструкцию в круглой коробке, на днище которой были нанесены 16 румбов. Два века спустя мореплаватели стали использовать компасы с тридцатидвухрумбовой разбивкой. Для повышения точности навигационных наблюдений в XVII веке прибор оснастили «прицелом», который представлял собой два диаметрально противоположных визира, закрепленных на свободно поворачивающейся линейке, которая имела центр вращения над иглой магнитной стрелки.

В это же время компас получил множество полезных дополнений, одним из которых считается кардановый подвес, снижающий влияние качки корабля на

показания стрелки прибора.

Где изобрели компас гироскопического типа

Первый гироскопический компас был запатентован в 1908 году немецким инженером Германом Аншютц-Кемпфе. Его показания не зависят от расположения магнитных полюсов Земли, и он не подвержен действию магнитных бурь и геомагнитных аномалий. Сегодня гироскопические навигационные

Краткая история навигационных инструментов — Moosmosis

Биология

Автор: walkertwebb on 23 апреля 2020 г. • (5 комментариев)

Когда дело доходит до досовременных методов навигации , их можно разделить на пару широких категорий. : земных и небесных . Земные методы, использующие землю и предметы на ней, являются более старыми и простыми из двух, тогда как небесные методы, использующие небо и предметы на нем, более сложны и точны. В то время как досовременные путешествия совершались как по суше, так и по морю, история навигационных инструментов склоняется к морским путешествиям. Многие из устройств, упомянутых в этой статье, также имеют наземные приложения, но, чтобы это резюме не было слишком растянутым, имейте в виду, что мы сосредоточимся на морских путешествиях.

Аутокринный, паракринный и эндокринный…

Пожалуйста, включите JavaScript

Аутокринный, паракринный и эндокринный: в чем различия?

До появления радара или глобальной системы позиционирования (GPS) планирование путешествие требовало визуальных подсказок и умственных вычислений. Наземная навигация в значительной степени зависит от первого. Без использования объектов в небе в качестве ориентира у досовременных мореплавателей было три основных варианта во время путешествия, а именно ориентиры, счисление пути и компас.

Ориентиры в навигации

Использование ориентиров для поиска пути — это то, что делали почти все. Будь то визуальный индикатор из собственной памяти или знания, переданные кем-то другим, ориентиры служат указателями в путешествиях навигатора. Это может хорошо работать над сушей и небольшими водоемами, но, как правило, бесполезно в открытом море.

Для тех культур, которые не использовали инструменты астрономической навигации для пересечения океана, существовал точный счет. До появления современных технологий позиционирования счисление пути относилось исключительно к практике оценки того, куда вы идете, по тому, где вы были. По сути, путешествуйте по обоснованным предположениям. Ожидается, что во время плавания, если вода не будет совершенно спокойной и нет бриза, судно со временем отклонится от своего курса из-за этих внешних факторов. В отсутствие каких-либо внешних ориентиров расчеты с точностью до места часто были авантюрой, хотя при знании того, куда направляешься, это, безусловно, было лучше, чем ничего.

Первый компас датируется 200 г. до н.э.!

История использования компаса в навигации

С точки зрения чисто наземных навигационных инструментов компас, пожалуй, самый удобный. Первые компасы, разработанные в Китае между 200 г. до н.э. и 200 г. н.э. Эти ранние прототипы использовали естественно намагниченную руду, известную как магнитный камень, чтобы указывать на север. Первоначально это открытие было в основном ограничено геомантией, общим термином для различных типов гадания, которые полагаются на землю и расположение вещей на ней для предсказания будущих результатов (одним из примеров является фэн-шуй). Как только было обнаружено, что магнитные свойства магнетита можно передать железной игле, потирая ее о намагниченную руду, были изготовлены меньшие по размеру и более удобные для переноски компасы. К 11 веку эти готовые к путешествиям компасы были приняты как торговыми судами, так и военачальниками. Они либо использовали сосуд, наполненный водой, в качестве основания и прикрепляли намагниченную стрелку к плавучей платформе, либо подвешивали иглу на шелковой нити, чтобы указать магнитный север, который отличается от истинного севера. Истинный север относится к направлению, ведущему к Северному полюсу, тогда как магнитный север указывает на смещающуюся область, близкую к Северному полюсу. Внешнее ядро ​​Земли расплавлено, и из-за текучести этого намагниченного металла геомагнитный Северный полюс слегка перемещается.

Карты в наземной навигации

Кто-то может возразить, что карты также могут подпадать под эту категорию. T здесь есть некоторая заслуга включения некоторых типов карт в качестве средства наземной навигации, хотя в отношении морских путешествий мало пользы от карты без возможности указывать небесные объекты. Подобно недостаткам точного счисления как метода навигации корабля, если кто-то не знает, где они находятся на карте, он не может помочь пользователю. Морские карты, как правило, ориентируют путешественников на основе широты и долготы, которые можно узнать только с помощью инструментов астрономической навигации или современных технологий.

Орел-разведчик использует секстант для морской навигации! Люди до сих пор используют секстанты. Источник: Wikimedia Commons. Таким образом, небо является общим ресурсом, доступным для всех.

Первое среди небесных объектов, Солнце может служить грубым указателем направления, поскольку оно восходит на востоке и заходит на западе. Планеты, известные звезды, такие как Полярная звезда, и созвездия также могут служить небесными ориентирами. Однако с помощью инструментов можно получить больше информации об их текущем положении, наблюдая за расположением небесных объектов относительно горизонта. Именно здесь появляются многие из досовременных навигационных инструментов.

Поперечный посох в астрономической навигации

T Поперечный посох был разработан раввином Леви бен Гершоном , в некоторых отчетах Герсонидом. Подобные изобретения существовали на протяжении веков, но поперечный посох был первой моделью, достаточно маленькой для использования капитаном корабля. Крестовина — это, по сути, линейка с регулируемой поперечиной, которая может скользить вверх и вниз по ее длине. Эта крестовина имеет смотровые отверстия с обеих сторон и, в зависимости от использования, выровнена астрономами либо по паре звезд, либо по Солнцу в полдень в случае навигатора. Это дает зрителю две стороны любого треугольника, так как крестовина является измерительным инструментом. С помощью некоторой базовой тригонометрии можно найти недостающую длину их треугольника. В парусном спорте знание высоты Солнца над горизонтом может помочь определить их широту в сочетании с таблицами данных в морском альманахе.

Солнце и астролябии в истории мореплавания

Однако Солнце — не единственное небесное тело, используемое навигаторами для расчета высоты меридиана. Таким образом можно было использовать любой астрономический объект, положение которого относительно Земли было известно. Astrolabes — один из таких инструментов, обеспечивающих такую ​​гибкость. Ряд сложенных дисков, основание астролябии представляет собой горизонт, а те, что над ним, представляют известные звезды или планеты. Используя прямое правило устройства, можно вычислить высоту любого включенного небесного объекта над горизонтом. Астролябии изготовлялись из самых разных материалов: от дерева для простых людей до латуни для ученых. Морская астролябия, более прочная и устойчивая модель, была создана для более суровых условий раскачивания лодки в открытом море.

Секстант в истории мореплавания

Еще один испытанный навигационный прибор — секстант. Это тоже еще один инструмент, используемый для измерения углового расстояния до небесных объектов. В отличие от более универсальной астролябии, назначение секстанта единственное и более простое в использовании. Чтобы использовать секстант для навигации, его выравнивают по горизонту, затем смотрят в окуляр и двигают подвижным рычагом с зеркалом по шкале в сто двадцать градусов до тех пор, пока свет рассматриваемого небесного объекта не отразится. через второе зеркало инструмента в первое, которое, в свою очередь, освещает окуляр. Везде, где расположен рычаг секстанта, находится угол наблюдаемого объекта от горизонта.

Звездный компас в истории мореплавания

S До сих пор мы рассматривали инструменты, созданные и улучшенные в Европе, Китае и на Ближнем Востоке, но инновации происходили и в других местах. Одним из таких инструментов является микронезийский «звездный компас» . Название на самом деле вводит в заблуждение, изобретение западных ученых. «Звездные компасы» действительно существуют как предметы, которые можно держать в руке, но они представляют собой просто материальные представления того, что у многих традиционных микронезийских мореплавателей есть в голове. Это другой взгляд на часть мира, довольно большую часть, если вы живете в цепочке небольших островов, где путешествия между ними являются обычной необходимостью. Этот мысленный инструмент имеет тридцать два направления, в то время как стандартный компас может иметь только четыре стороны света. Помимо острого понимания положения определенных звезд микронезийцы, обученные традиционной навигации, также находят указатели направления в волнах прибоя и траекториях полета морских птиц.

Следует отметить, что это не какие-то сверхчеловеческие способности, а разница в фокусе. Большинство, если не все люди, вероятно, могли бы совершить традиционное микронезийское путешествие, если бы обучались с достаточно юного возраста. Навигаторы в других местах пошли другим путем, вместо этого сосредоточившись на разработке механизмов вне себя. Оба пути производят инструменты. Что отличает их, так это расположение этих инструментов: внешнее или внутреннее.

Однако не все навигационные трудности можно решить одним умом.

Двумя наиболее известными современными навигационными инструментами являются радар и GPS, оба из которых основаны на радиоволнах. Хорошей аналогией для объяснения основ радионавигации является эхолокация . Передатчики посылают электромагнитное излучение, и когда эти радиоволны вступают в контакт со специальным отражателем, они возвращаются отправителю, будь то корабельная радиолокационная система или спутник. Когда радиоволны отражаются таким образом, это дает навигаторам информацию о том, где и когда был отражен сигнал, ключевые переменные для геолокации. В гражданском мореплавании радар часто используется, когда видимость ухудшается из-за плохой погоды, чтобы избежать столкновения с другими судами и невидимыми объектами. А когда дело доходит до GPS, спутники выстроены в так называемые созвездия, чтобы обеспечить достаточное покрытие всего земного шара, так что любой под открытым небом имеет к ним доступ. В то время как звезды могут быть очень полезны для путешественников, нуждающихся в направлении, созвездия, созданные руками человека, оказались гораздо более удобными для пользователя.

«Компас». БИБЛИОТЕКА РЕСУРСОВ | ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКАЯ СТАТЬЯ, National Geographic , http://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/compass/, по состоянию на 16 апреля 2020 г.

Фрейк, Чарльз О. «РЕИНТЕРПРЕТАЦИЯ МИКРОНЕЗИЙСКОГО ЗВЕЗДНОГО КОМПАСА». Журнал полинезийского общества , Vol. 104, № 2, Полинезийское общество, июнь 1995 г., стр. 147–158.

«Как работает секстант». Coastalboating.net , resources.coastalboating.net/Navigation/Celestial/howitworks.html, по состоянию на 16 апреля 2020 г.

Jones, S.S.D. Том С. Логсдон. «Радар». Encyclopedia Britannica, Britannica , http://www.britannica.com/technology/navigation-technology/Radar, по состоянию на 18 апреля 2020 г.

«Навигация». БИБЛИОТЕКА РЕСУРСОВ | ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКАЯ СТАТЬЯ, National Geographic , http://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/navigation/, по состоянию на 16 апреля 2020 г.

Поппик, Лора. «История астролябии, оригинального смартфона». Smithsonianmag.com , Smithsonian Magazine, 31 января 2017 г., http://www.smithsonianmag.com/innovation/astrolabe-original-smartphone-180961981/, по состоянию на 16 апреля 2020 г.

Silverman, Susan. «Музей древних изобретений Смит-колледжа: компас». smith.edu , http://www.smith. edu/hsc/museum/ancient_inventions/compass2.html, по состоянию на 16 апреля 2020 г.

Стерн, Дэвид П. «Крестовый посох». nasa.gov , НАСА, 31 марта 2014 г., www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Scrostaf.htm, по состоянию на 16 апреля 2020 г.

Все права защищены. Это эссе или любая его часть
не может быть воспроизведена или использована каким-либо образом
без явного письменного разрешения издателя.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Категории: Биология

С тегами: астролябия, небесная, колледж, компас, образование, история, жизнь, карты, навигационные инструменты, школа, секстант

Эволюция навигационных систем — Страна изобретений

Мы не знаем о ком-то еще, но мы (почти ежедневно) благодарим небеса за GPS. Это может не прийти вам в голову, пока вы не начнете им пользоваться, но подумайте о той свободе, которую дает вам это маленькое приложение. В старые времена нам нужны были карты или письменные указания, чтобы добраться куда угодно. Не дай Бог, мы заблудились, и нам действительно пришлось бы остановиться и узнать дорогу на заправке или в магазине… если бы нам посчастливилось оказаться в районе, где они есть. Тогда так много было оставлено на волю случая, что вы, как правило, были менее… авантюрными. Теперь, просто зная, что у вас всегда есть GPS в качестве подстраховки (не говоря уже о его невероятно удобных уведомлениях о ближайшей заправке, остановке для отдыха или отеле), вы можете свободно быть своим собственным компасом. Но как мы перешли от использования компасов к использованию спутников? Вот временная шкала, показывающая несколько важных открытий нашего навигационного прошлого:

1300: Магнитный компас

По данным Смитсоновского института, мы не знаем, когда был создан компас. Считается, что это началось в Китае где-то после 1000 года нашей эры и оттуда распространилось по исламскому миру, а затем по Европе. Когда он добрался до Европы, они создали свою собственную версию, которая сочетала в себе вращающуюся намагниченную стрелку и карту, показывающую направления ветра, в стеклянной коробке. Он был создан сразу после 1300 г. н.э., и, будучи установленным на киле корабля, компас мог указывать курс корабля.

1707-1714: Обломки корабля Association

Во время обратного рейса в Гибралтар в 1707 году эскадра кораблей Британского Королевского флота из-за неудачи с компасом сбилась с пути у побережья. Англии. Association (название корабля) врезался в скалы у побережья островов Силли и затонул, в результате чего погибло более 1000 человек. В то время это была самая страшная морская катастрофа в британской истории, и трагедия спровоцировала людей требовать более безопасных средств навигации. В конце концов, британский парламент принял Закон о долготе 1714 года, который создал группу экспертов и систему вознаграждений для тех, кто работает над решением проблемы навигации в море.

1757: Секстант

Джон Бёрд, лондонский мастер инструментов, создал первый секстант в 1757 году. Секстант был устройством, которое могло определять вашу широту и долготу, измеряя углы между определенными небесными телами. Он получил средства на свое открытие от Совета по долготе Англии и опубликовал брошюры о своих методах. Однако вскоре после его открытия пришел Джесси Рамсден и усовершенствовал инструмент.

18:37: Позиция

Капитан Томас Самнер сделал важное открытие, приближаясь к земле по пути в Шотландию. Используя свой секстант и только одно наблюдение за Солнцем, Самнер произвел три разных расчета, основанных на оценках его широты. Когда он нанес оценки на диаграмму, три разных расчета ложились на одну прямую. Он понял, что любой корабль, который видит солнце на такой высоте, должен находиться где-то на этой линии. Он назвал свой метод «линии положения», и это открытие изменило практику астрономической навигации.

1907-1926: Радио

С созданием радио появился совершенно новый способ помощи в навигации. В начале 1900-х годов были установлены пеленгаторные станции, чтобы заблудшие корабли и самолеты могли звонить на радиомачту для помощи в навигации. К 1926 году Национальное бюро стандартов США создало общенациональную систему направленных радиолучей для управления коммерческими самолетами.

1931: Винни Мэй и система навигации Weems

Филип Ван Хорн Уимс разработал так называемую навигационную систему Уимса. Эта система использовала пузырьковый секстант Бюро стандартов, секундомер и кривые высоты звезды для дальнейшего совершенствования искусства астрономической навигации. В 1931 году этот метод был испытан в полете на «Винни Мэй», самолете, которым управляла компания Wiley Post, а пилотировал Гарольд Гэтти. Они облетели мир за восемь дней — рекордное время — с использованием системы Weems.

1950: инерциальная навигация

Инерциальная навигация или INS использовала датчики вращения и движения вместе с компьютером для определения положения, ориентации и скорости движения транспортного средства. Это был первый случай, когда географическое положение можно было определить без использования каких-либо внешних визуальных ориентиров, таких как солнце, луна или звезды.