Надёжность – это простота. И под стать твердыне старой маячной башни достаточно надёжен в обращении обычный магнитный компас, которым с давних пор успешно пользуются моряки.
Сегодня невозможно представить себе современный мир без этого простого, на первый взгляд, и в то же время до конца не разгаданного прибора. «Безкопмасную» ситуацию на море изобразил в одном из своих рассказов русский писатель-маринист Борис Житков...
Тридцать дней безрезультатно бастовали торговые моряки в одном из портов царской России. Пароходчики, терпя убытки, не сдавались и в довершение ко всему ввели в порт штрейкбрехеров из, так называемого, «Союза русского народа». Благодаря их помощи задымили трубы парохода «Юпитер», и, казалось, что забастовка моряков-профессионалов будет сорвана. Однако два хитроумных матроса на собственный страх и риск выкрали у штрейкбрехеров путевой компас. С утра пораньше поднял якоря «Юпитер» и вышел в море, а часа через три вынужден был вернуться. Капитан парохода глянул, а компаса-то и нет. Как тут курс задавать?
Человечество многим обязано компасу. Из поколения в поколение люди с ужасом взирали на море, такое огромное и грозное, каждый вечер поглощающее солнце.
Первыми отважились выйти в море египтяне. Плавали тогда только вдоль берегов, но другой древний народ Средиземноморья – финикийцы – почти за две тысячи лет до Васко да Гаммы обогнули Африку. От одного приметного пункта на берегу к другому, от скалы к скале на побережье, от высокого дерева к отдельно стоящему... Конечно, уже тогда древние люди владели началами астрономии, умели ориентироваться по звёздам. Каждый народ-мореплаватель имел свои оригинальные приборы, помогающие им ориентироваться в открытом море. Поморы России пользовались, например, деревянным «вертомётом». Это был сферический сегмент, разбитый по краю диска на румбы. В центр диска вставлялась длинная вертикальная палочка, в полдень служившая для определения направления «север-юг» по солнцу, а в ночь – по Полярной звезде.
Неугомонные финикийцы, скорее всего ориентировались визуально. Скажем, по обыкновенной альпийской сосне, каковая произрастает на некоторых участках средиземноморского побережья. Ствол сосны достигает в высоту 10-12 метров и неизменно наклонён в южную сторону. Местные жители и рыбаки и по сию пору определяют страны света по дереву.
Впрочем, испокон веку существуют предметы, устройство или происхождение которых тесно связано с проявлениями земного магнетизма. Со всеми вытекающими отсюда последствиями. Без сомнения, к ним относятся статуи древних индейцев-ольмеков, или «толстые мальчики», как прозвали изваяния учёные люди за их толстощёкие округлые головы и такие же округлые туловища. Когда-то эти статуи, возраст которых около трёх тысяч лет, служили ольмекам символами плодородия и продолжения рода. Теперь они картинно стоят на центральной площади гватемальского города Демокрасия. Недавно было обнаружено, что некоторые из истуканов обладают магнитными свойствами, причём магнитные силовые линии выходят у них около пупка и что каменные идолы были высечены именно с таким тонким расчётом.
Первые достоверные сведения о применении для ориентирования на местности кусков горных магнитных пород относятся к 2600 году до нашей эры. Известно также, что примерно в 250 году нашей эры первозданный компас, как навигационный прибор в виде магнитной иглы подвешенной на шелковой нити, применяли китайцы.
Его Величество Великий Компас получил особое признание и развитие в Европе, определив эпоху Великих Географических Открытий. По некоторым данным компас впервые был употреблён европейскими флотоводцами во время первых крестовых походов, где-то около 1096 года. По другим первые упоминания о магнитах и их свойствах в европейской литературе относятся к двенадцатому веку. Английский монах Александр Некэм писал, что по магнитной стрелке моряки определяют курс корабля в море, когда небо покрыто облаками и не видно ни звезд, ни солнца. Прошло ещё немного времени и в первом своём путешествии через Атлантический океан в 1492 году Христофор Колумб уже руководствовался показаниями, вполне удовлетворяющим нужды морской дороги.
Усовершенствованный к тому времени итальянцем Флавио Джоем компас имел помещённую на острие картушку – бумажный круг, связанный с магнитом и разделённый на тридцать два деления или «румба» (1 румб равен 11 градусов). Картушка Флавио служила основой компаса. Прибор располагался в бронзовой коробке с застеклённой крышкой. В таком виде, без значительных изменений, компас сохранился до наших дней. «Прибор, имеющий намагниченную стрелку, всегда указывающую на север» - сказано о нём в академическом словаре русского языка.
Магнитный компас нужен лётчикам геологам, военным, топографам, рыбакам, яхтсменам, туристам, используется в спортивных играх для ориентирования на местности. Электронный компас появился в автомобилях и в спутниковых системах навигации. Маленький, трёхдюймовый компас во время Великой Отечественной войны помог советским людям проложить «Дорогу Жизни» по льду Ладожского озера из осаждённого гитлеровцами Ленинграда.
Все части компаса выделываются из меди, не содержащие в себе никаких примесей железа. Но как ни странно, даже в «чистом» исполнении компас время от времени даёт сбои. Как ошибку, а точнее, как не объяснимую тайну воспринимали средневековые моряки незнакомое им тогда явление, названное впоследствии магнитным склонением. Суеверный ужас вызывало странное поведение магнитной стрелки корабельного компаса у членов Колумбовской экспедиции. Через месяц после выхода из порта Испании моряки с изумлением заметили, что стрелка компаса отклонилась к западу. Чуть позже штурман определил азимут по солнцу и отметил, что стрелка корабельного компаса сместилась на целый румб. Только непререкаемый авторитет Колумба и введённая им в экипаже железная дисциплина удержали моряков от бунта, и они благополучно продолжили плавание.
Правда, некоторые историки полагают, что мореходам ещё в восьмом-двенадцатом веках было известно о существовании магнитного полюса земли, не совпадающего с «севером». И всё-таки честь открытия магнитного склонения принадлежит именно Колумбу. По этому поводу великий мореплаватель заметил: «Существует лишь одно безошибочное корабельное исчисление – это астрономическое; счастлив тот, кто с ним знаком».
Показателен в данном случае литературный пример. Многие из нас с детства и юношества знакомы с содержанием захватывающего романа Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан». В основание всей приключенческой коллизии этой книги целиком положена «компасная история». Злоумышленник и преступник - судовой повар или, по-морскому, кок, изменил курс деревянной шхуны «Пилигрим» в нужном ему направлении, подложив под судовой компас обыкновенный плотницкий топор весом килограмма на два. Под влиянием «топорного» железа стрелка корабельного компаса отклонилась, из-за чего юный капитан судна, команда «Пилигрима» и его пассажиры оказались совершенно в иной части света, а не в той куда они стремились в благородных целях. Вместо Южной Америки - в Африке.
По мере своего развития наука о земном магнетизме внесла ясность в проблему склонения. По аналогии с географическими магнитные пояса также соединяются меридианами. Угол, на который отклоняется от географического меридиана, и называется магнитным склонением. Величина его указывается на картах. Чтобы получить правильное направление на суше достаточно исправить показания компаса на величину отклонения.
Но суша – это всего лишь четверть земной поверхности. Остальное принадлежит морям и океанам. На воде свои особенности магнитного поля, свои неожиданности. К примеру, магнитное поле резко изменяется над подводными вулканами. Оно «пошаливает» у островов. Магнитное поле над плотными породами морского дна, как правило, напряжённее, над рыхлыми – послабее. Над подводными хребтами замечены аномалии в виде полос. Так называемая, полосовая аномалия позволяет найти места разломов земной коры. Что подтверждает интересную теорию Альфреда Вегенера о дрейфе материков.
Многое о магнетизме стало известно людям, благодаря поистине титаническим усилиям моряков и учёных, занимающихся измерениями магнитных параметров земного шара. В средние века, чтобы обеспечить безопасность бурно развивающегося мореплавания, нужны были данные о склонении на морях и океанах. В 1699 году, после магнитометрических изысканий научной экспедицией под командованием морского офицера Эдмунда Галлея, Британским адмиралтейством была издана первая магнитная карта Атлантического океана. Величина склонения в Атлантике изменяется постоянно и довольно быстро. Поэтому магнитные карты приходится переиздавать через каждые десять, а иногда и через пять лет.
Идеальным вариантом для проведения магнитометрических работ является деревянный парусник. На таком судне влияние корабельного металла не сказывается на работе компаса. Специализированным, без железным, а следовательно, немагнитным, было небольшое парсуно-моторное судно «Каренги» длиной около 40 метров, построенное в США в 1909 году. После того, как в 1929 году оно трагически погибло при пожаре, возникшем из-за взрыва горючего, данные о магнитном поле Мирового океана получали с помощью самолётов, а затем и со спутников. Однако такие измерения давали не слишком точные данные. Собственные помехи летательных аппаратов искажают картину.
В значительной степени возникший пробел восполнила советская немагнитная шхуна «Заря», заступившая на мировую вахту в 1953 году. «Заря» - это парусно-моторная шхуна длиной 44 метра и водоизмещением 580 тонн. В 1985 году на судне проводились съёмки советско-болгарского телевизионного семи серийного кинофильма "В поисках капитана Гранта".
Обычно пошучивают:
-А якоря у этой деревянной шхуны тоже деревянные?
Но нет, якоря на «Заре» бронзовые, по 450 килограммов каждый. И трёхсотсильный дизель шхуны выполнен из специальных немагнитных сплавов! В ходе реконструкции этого уникального судна, проведённой в восьмидесятых годах прошлого столетия, взамен деревянных установлены новые мачты из особой немагнитной стали, а гафельное вооружение парусов заменено на бермудское. Новшества улучшили мореходные качества шхуны и упростили управление парусником.
Исторически, особая точность показаний компасов потребовалась в эпоху появления морских судов со стальными корпусами, пришедшими на смену деревянным посудинам. Корабли вдруг оказывались на рифах, хотя лоции сулили большие глубины. Но почему? Ответ на этот вопрос впервые удалось получить английскому капитану Мэтью Флиндерс. Он открыл явление девиации – отклонение стрелки компаса под влиянием судового железа. Флиндерс разработал остроумный способ уничтожения судовой девиации.
Девиатор – профессия редкая, связанная с использованием сложнейших формул и математических расчётов. Большой вклад в создание и развитие этой отрасли науки внесли многие энтузиасты, учёные-теоретики и практики: англичанин Томас Юнг, французский математик Симеон Пуассон, астроном Джордж Биддел Эри, учёный Арчибальд Смит, капитаны Вильям Скорсби и уже названный Мэтью Флиндерс. В России ещё при Петре Первом было утверждено положение о компасных дел мастерах, а удаление полной девиации магнитных судовых компасов не только в российском флоте, но и, вообще, впервые в мировой практике было произведено на броненосце «Первенец». Работы начались ещё на стапеле. Их провел капитан-лейтенант И.Блавинец, ставший впоследствии (наряду с академиками И.Колонгом и А.Крыловым) известным учёным-специалистом в этой области.
Именно И.Блавинец предложил после спуска корабля на воду разворачивать его на 180 градусов и только после этого продолжать достройку – устанавливать на корабле машины и крепить броню, что сразу же уменьшило девиацию корабельных компасов вдвое.
В 1909 году русские умельцы создали 127-миллиметровый компас с котелком, заполненным смесью дистиллированной воды и спирта с небольшой примесью глицерина, в которой плавал шести стрелочный чувствительный элемент. Этот прибор затем неоднократно усовершенствовался и сегодня может успешно конкурировать с лучшими компасами, изготовленными в разных странах. Несколько позже появился 75-миллиметровый компас, предназначенный, в основном, для малых судов.
В последние десятилетия инженеры изобрели так называемый магнитонасыщеный или трехфазный зонд (или щуп), магнитный компас на основе электронно-лучевой трубки, аналогично телевизору. К новейшим заменителям магнитной стрелки относится гирокомпас – прибор, представляющий собой быстро вращающееся тело (волчок), ось вращения которого сохраняет неизменное положение в пространстве при любых изменениях положения самого прибора. Он никак не реагирует на магнитное поле Земли и не имеет склонения, не реагирует на магнитное поле корабля и потому не имеет девиации. И, что особенно важно, указывает не на магнитный, а непосредственно на географический полюс.
Только с появлением разнообразного поколения гирокомпасов появилась возможность безошибочного управления стальными кораблями.
«Компасной загадкой» в истории морских баталий осталась трагическая гибель флагмана российского эскадры «Князь Суворов» во время Цусимского сражения с японским флотом.
С первых минут сражения русский броненосец оказался под жестоким обстрелом всей армады японских кораблей. Замечательный русский писатель Алексей Силыч Новиков-Прибой в своей книге «Цусима» приводит слова очевидцев трагедии: «Уже в 2 часа 30 минут «Суворов», сильно пострадавший, с заклиненным рулем, вышел из строя вправо, описав циркуляцию на 180 градусов, он представлял сплошной костёр. Через пробоины разбитого борта по верхней палубе вырывались огромные языки пламени. Грот-мачта и кормовая труба были сбиты». «...Мы приблизились к «Суворову», который постепенно привёл руль в среднее положение и шёл на ост, управляясь машинами. «Суворов» без грот-мачты и задней трубы, с обломком фок-мачты, с разрушенными мостиками и рострами и обширными пожарами по всему спардеку, прорезал, как слепой, нашу колонну между «Наварином» и «Нахимовым» и вышел на её левый борт, обращенный к неприятелю»...
Тем не менее, корабль продолжал удерживаться на плаву, продолжая вести ответный огонь из своей последней, оставшейся неповреждённой противоминной пушки.
По мнению экспертов, у броненосца было повреждено рулевое управление, и капитан пытался управлять кораблём, реверсируя машины. То левая машина вперёд, то правая – задний ход. В результате «Князь Суворов» не удерживался на курсе, уклоняясь из стороны в сторону на 160-180 градусов.
Однако утрата управления и потеря манёвренности броненосца могла произойти и по другой причине.
Рулевое управление было полностью исправно, так как находилось глубоко внутри корабля - под надёжной защитой поясной брони. Но компас, изолированный от магнитного поля земли и закрытый в непроницаемом стальном контуре корабля, практически прекратил работать. Таким образом, ни один из оставшихся в живых офицеров "Суворова" не мог видеть окружающего пространства, и не мог воспользоваться указаниями компаса, чтобы идти вместе со всей русской эскадрой. Офицеры и экипаж геройски погибли за честь и независимость своей Родины, и некому сегодня пролить свет истины на происшедшее на борту российского флагмана.
Лишь появление гирокомпасов произвело подлинную революцию в судовождении, породив серию приборов, сделавших возможным механизировать и автоматизировать труд судового штурмана. От гирокомпаса работают репитер, авторулевой, курсограф, автопрокладчик...
Но, заступая на вахту и проверив состояние гирокомпасного отсека на корабле, вахтенный штурман обязательно сверит показания гирокомпаса с показаниями обычного магнитного, который по императорски устроен на высоком нактоузе в центре капитанского мостика как главный страж правильного курса корабля и безопасности моряков.
И, между нами, если вам снится компас, приготовьтесь к самой настоящей борьбе за выживание. Сон, в котором стрелка компаса "врет", говорит о том, что в будущем вас, увы, ждут обманы и серьезные потери.
*****
Опубликовано:
Газета West-Est,5(597)31 января-6 февраля 2012 года
http://1001news.ca/swf/2012/edition_5/index.html#/16/zoomed