При нахождении судна в море, деятельность судоводителя непосредственно связана с определением направления движения судна, а также с определением направлений на подвижные (соседние корабли, суда, самолеты, вертолеты) и неподвижные (береговые ориентиры, буи, бочки и пр.) объекты.

Рассмотрим, как эти направления определяются?

Направление движения судна характеризуется его истинным курсом.

Покажем это на рис. 2.7 для чего:

Рис. 2.7. Истинный курс судна

• проведем северную часть истинного меридиана наблюдателя, находящегося на судне С → С-N_И;
• продолжим носовую часть продольной оси симметрии судна → С-К, тогда:

– истинный курс судна есть ничто иное, как направление продольной оси судна, измеряемое горизонтальным углом между северной частью истинного меридиана и носовой частью продольной оси судна.

Истинный курс судна измеряется в круговой системе счета направлений от 0° до 360° (по часовой стрелке) и обозначается – как ИК.

Направление на объект наблюдения определяется или относительно носовой части продольной оси судна (курсовой угол), или относительно северной части истинного меридиана наблюдателя (истинный пеленг).

Истинным пеленгом называется горизонтальный угол в плоскости истинного горизонта наблюдателя между северной частью истинного меридиана наблюдателя и направлением из точки наблюдения на объект (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Истинный пеленг на ориентир

Истинный пеленг, также как и истинный курс, измеряется в круговой системе счета направлений от 0° до 360° по часовой стрелке и обозначается как ИП.

Обратный истинный пеленг (ОИП) – это направление, отличающееся от истинного пеленга на 180°.

Если ИП на маяк 95°, то ОИП (с маяка на судно) 275° (рис. 2.8).

Курсовым углом называется горизонтальный угол в плоскости истинного горизонта наблюдателя между носовой частью продольной оси судна (ДП судна) и направлением из точки наблюдения на объект (ориентир).

Курсовой угол измеряется в полукруговой системе счета направлений от 0° до 180° левого (л/б) и правого (пр/б) бортов (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Курсовой угол

Курсовой угол обозначается – как КУ или q.

При вычислениях курсовому углу правого борта (КУ пр/б) придается знак «+», а курсовому углу левого борта (КУ л/б) – знак «–».

Курсовые углы, равные 90° (90° пр/б, 90° л/б) получили название «траверзных» курсовых углов.

Курсовые углы, равные 45° (45° пр/б, 45° л/б) – «крамбола».

Курсовые углы, равные 135° (135° пр/б, 135° л/б) – «раковина» или «подзор».

Все истинные направления (ИК, ИП, КУ) связаны между собой соотношениями, которые легко установить из рис. 2.10.

Рис. 2.10. Истинные направления

Формулы алгебраические.

При решении задач по данным формулам необходимо знать, что:

1. Если при вычислениях ИК или ИП получается результат более 360°, то из полученного результата необходимо вычесть 360°.

   Например:	ИК = 270°, КУ = 130° пр/б, ИП = ? ИП = ИК + КУ = 270° + 130° = 400° – 360° = 40°
   Ответ:	ИП = 40°.

2. Если при вычислениях ИК или ИП получится отрицательный результат, необходимо к полученному результату прибавить 360°.

   Например:	ИК = 40°, КУ = 70° л/б, ИП = ? ИП = ИК + КУ = 40° + (–70°) = 40° – 70° = –30° + 360° = 330°
   Ответ:	ИП = 330°.

3. Если при вычислениях значение курсового угла (КУ) получается более 180°, то необходимо полученный результат отнять от 360°, а наименование КУ изменить на противоположное.

   Например:	ИП = 340°, ИК = 40°, КУ = ? КУ = ИП – ИК = 340° – 40° = 300° пр/б, 360° – 300° = 60° л/б
   Ответ:	КУ = 60° л/б.

Кратко рассмотрим устройство штурманского транспортира.

Транспортир штурманский служит для измерения направлений в море на карте относительно истинного меридиана и представляет из себя полукруг, разделенный на 180° с линейкой, расположенной по диаметру круга. На середину внутреннего среза линейки нанесен центральный штрих, являющийся центром транспортира. Полукруг транспортира разбит на градусные деления. Надписи десятков градусов сделаны двойными цифрами, обозначающими взаимно противоположные направления (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Оцифровка транспортира штурманского

А как провести на карте линию по заданному направлению?

Для проведения на карте линии по заданному направлению необходимо (рис.2.12):

Рис. 2.12. Проведение на карте линии заданного направления

1. К ближайшему от точки (из которой будет проводиться линия заданного направления) меридиану прикладываем транспортир с параллельной линейкой таким образом, чтобы на меридиане находился центральный штрих транспортира(*) и значение заданного направления(**). Параллельная линейка должна плотно прилегать верхним своим срезом к нижней кромке транспортира.
2. Удерживая параллельную линейку отодвигаем транспортир в сторону.
3. Последовательным перемещением верхней и нижней частей параллельной линейки добиваемся совмещения верхнего среза линейки с точкой, из которой должна быть проведена линия заданного направления.
4. От точки по срезу линейки проводим карандашом линию, которая и будет соответствовать заданному направлению (перед тем как проводить линию необходимо убедиться, что она будет проведена именно в ту, а не в обратную сторону).

Для определения направления проложенной на карте линии необходимо:

1. Приложить параллельную линейку (ее верхний срез) к линии на карте, направление которой (линии) необходимо снять.
2. К верхнему срезу линейки приложить транспортир так, чтобы центральный штрих совпал с меридианом (рис. 2.12) и снять отсчет со шкалы транспортира:
   • если линия направлена вверх – отсчет необходимо снимать с внешней оцифровки шкалы (290°);
   • если линия направлена вниз – отсчет необходимо снимать с внутренней оцифровки шкалы транспортира (110°).

2.3.2. Задачи на расчет значений ИК, ИП, КУ

А. Расчет значения КУ по известным ИК и ИП

Б. Расчет значения ИП по известным ИК и КУ

В. Расчет значения ИК по известным ИП и КУ

2.4. Дальность видимости горизонта и ориентиров в море

2.4.1. Дальность видимости горизонта

Наблюдаемая в море линия, по которой море как бы соединяется с небосводом, называется видимым горизонтом наблюдателя.

Если глаз наблюдателя находится на высоте е_М над уровнем моря (т. А рис. 2.13), то луч зрения идущий по касательной к земной поверхности, определяет на земной поверхности малый круг аа, радиуса D.

Рис. 2.13. Дальность видимости горизонта

Это было бы верно, если бы Землю не окружала атмосфера.

Если принять Землю за шар и исключить влияние атмосферы то, из прямоугольного треугольника ОАа следует: ОА=R+e

(2.5)

Так как величина    чрезвычайно мала (для е = 50м при R = 6371км – 0,000004), то окончательно имеем:

(2.6)

Под действием земной рефракции, в результате преломления зрительного луча в атмосфере, наблюдатель видит горизонт дальше (по кругу вв).

(2.7)

где х – коэффициент земной рефракции (≈ 0,16).

Если принять дальность видимого горизонта D_e в милях, а высоту глаза наблюдателя над уровнем моря (е_М) в метрах и подставить значение радиуса Земли (R=3437,7 мили = 6371 км), то окончательно получим формулу для расчета дальности видимого горизонта

(2.8)

По формуле (2.8) составлена таблица № 22 «МТ-75» (с. 248) и таблица № 2.1 «МТ-2000» (с. 255) по (е_М) от 0,25 м ÷ 5100 м. (см. табл. 2.2)

Географическая дальность видимого горизонта (из табл. 2.2. «МТ-75» или 2.1. «МТ-2000»)

Таблица 2.2.

2.4.2. Дальность видимости ориентиров в море

Если наблюдатель, высота глаза которого находится на высоте е_М над уровнем моря (т. А рис. 2.14), наблюдает линию горизонта (т. В) на расстоянии D_е(миль), то, по аналогии, и с ориентира (т. Б), высота которого над уровнем моря h_М, видимый горизонт (т. В) наблюдается на расстоянии D_h(миль).

Рис. 2.14. Дальность видимости ориентиров в море

Из рис. 2.14 очевидно, что дальность видимости предмета (ориентира), имеющего высоту над уровнем моря h_М, с высоты глаза наблюдателя над уровнем моря е_М будет выражаться формулой:

(2.9)

Формула (2.9) решается с помощью таблицы 22 «МТ-75» с. 248 или таблицы 2.3 «МТ-2000» (с. 256).

Рис. 2.15. Номограмма 2.4. «МТ-2000»

Формулу (2.9) можно решать и с помощью Приложения 6 к «МТ-75» или номограммы 2.4 «МТ-2000» (с. 257) → рис. 2.15.

Например: е = 8 м, h = 30 м, D_П = ?

Решение: Значения е = 8 м (правая шкала) и h = 30 м (левая шкала) соединяем прямой линией. Точка пересечения этой линии со средней шкалой (D_П) и даст нам искомую величину 17,3 миль. (см. табл. 2.3).

Географическая дальность видимости предметов (из табл. 2.3. «МТ-2000»)

Таблица 2.3.

Примечание:

Высота навигационного ориентира над уровнем моря выбирается из навигационного руководства для плавания «Огни и знаки» («Огни»).

2.4.3. Дальность видимости огня ориентира, показанная на карте (рис. 2.16)

Рис. 2.16. Дальности видимости огня маяка

На навигационных морских картах и в навигационных пособиях дальность видимости огня ориентира дана для высоты глаза наблюдателя над уровнем моря е = 5 м, т.е.:

Если же действительная высота глаза наблюдателя над уровнем моря отличается от 5 м, то для определения дальности видимости огня ориентира необходимо к дальности, показанной на карте (в пособии), прибавить (если е > 5 м), или отнять (если е < 5 м) поправку к дальности видимости огня ориентира (ΔD_K), показанной на карте за высоту глаза.

ΔDK = De − De=5м = De − 4,7 мили = 2,08 · − 4,7 мили

(2.12)

Например:	DK = 20 миль, е = 9 м. ΔDK = 2,08 · − 4,7 = 6,24 − 4,7 = 1,54 мили тогда: DO = DK + ΔDK = 20,0 + 1,54 = 21,54 мили
Ответ:	DO = 21,54 мили.

2.4.4. Задачи на расчет дальностей видимости

А) Видимого горизонта (D_e) и ориентира (D_П)

Б) Открытие огня маяка

Выводы

1. Основными для наблюдателя являются:
   1. плоскости:
      • плоскость истинного горизонта наблюдателя (пл. ИГН);
      • плоскость истинного меридиана наблюдателя (пл. ИМН);
      • плоскость первого вертикала наблюдателя;
   2. линии:
      • отвесная линия (нормаль) наблюдателя,
      • линия истинного меридиана наблюдателя → полуденная линия N-S;
      • линия Е-W.
2. Системами счета направлений являются:
   • круговая (0°÷360°);
   • полукруговая (0°÷180°);
   • четвертная (0°÷90°).
3. Любое направление на поверхности Земли может быть измерено углом в плоскости истинного горизонта, принимая за начало отсчета линию истинного меридиана наблюдателя.
4. Истинные направления (ИК, ИП) определяются на судне относительно северной части истинного меридиана наблюдателя, а КУ (курсовой угол) – относительно носовой части продольной оси судна.
5. Дальность видимого горизонта наблюдателя (D_e) рассчитывается по формуле:
6. Дальность видимости навигационного ориентира (днем в хорошую видимость) рассчитывается по формуле:

   DП(мили) = 2,08 · .

7. Дальность видимости огня навигационного ориентира, по его дальности (D_К), показанной на карте, рассчитывается по формуле:

   DO = DК + ΔDК, где ΔDК = De − 4,7 мили.

Примечание: Самоконтроль знаний по теме проводится по тестовым заданиям к главе на базе приложения «Компьютерная система тестирования знаний «OPENTEST».