Практически все знают, что такое маяк. Кто-то из поэтов назвал маяк путеводной звездой кораблей. С давних времен мореплаватели ориентировались по маякам (моряки произносят это слово с ударением на второй слог – «по маЯкам»). Для древних капитанов было достаточно знать, что корабль находится вблизи от известного маяка. И уже не принципиально, где именно – к югу, к западу, далеко, близко… Все равно, других ориентиров не было, а приблизившись к берегу, где установлен маяк, уже можно было уточнить свое местоположение по известным наземным ориентирам, или, в конце концов, спросить у местных жителей, что это за маяк, и куда нелегкая моряцкая судьба забросила корабль на этот раз.
Как известно, с течением времени задачи, которые решались кораблями и судами в море, ширились и усложнялись. И на определенном этапе потребовалось не просто знать, что корабль недалеко от земли, где установлен маяк, но и где конкретно он находится относительно мелей и рифов, скал и фарватеров. А еще позднее появились задачи – указать фарватер для безопасного прохода и обозначить его вехами, выставить минное заграждение во время войны и протралить мины после нее, проложить подводный кабель или углубить судовой ход. Необходимость решать эти и подобные задачи привели к развитию способов определения места корабля по наземным ориентирам.
В докосмическую эру более точных способов, чем навигация по визуальным ориентирам не существовало. Самым простым и распространенным способом визуального определения места является пеленгование наземных ориентиров с помощью пеленгатора и прокладка полученных пеленгов на морской навигационной карте.
Пеленг – это угол между направлением на север и направлением на визуальный ориентир. Т.е. в данном способе используются компас, чтобы получить направление на север, и пеленгатор – устройство для измерения пеленга. Полученные навигационные параметры – пеленги прокладываются на карте с помощью линейки и транспортира. Все просто:
Из всего вышесказанного ясно, что точность определения места по пеленгам визуальных ориентиров зависит от точности показаний компаса, от точности снятия отсчетов с помощью пеленгатора, от расстояния до ориентиров, от величины угла пересечения пеленгов.
Снять отсчет со шкалы пеленгатора, который изображен на рисунке выше, возможно лишь с точностью до половины цены деления, т.е. до полуградуса. Прибавьте к этому погрешности компаса, и в ряде случаев мы получим точность не приемлемую для некоторых навигационных задач.
Следовательно, для того, чтобы избавиться от погрешностей, необходимо проводить измерения с точностью как минимум до долей угловых минут и исключить погрешности компаса. Как это сделать? Тут, как всегда, нам поможет школьный курс геометрии 7-го класса, из которого известно, что вписанные углы окружности, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны.
На основании этого замечательного геометрического явления навигаторы изобрели способ определения места по визуальным ориентирам, позволяющий в несколько раз увеличить точность результата. Этот способ называется – определение места по двум горизонтальным углам. Действительно, если измерить углы между тремя ориентирами, мы получим две окружности, точка пересечения которых на карте даст нам местоположение корабля.
Преимущества этого способа очевидны: мы не используем компас, поэтому избегаем погрешностей определения направления на север, но самое главное, что для измерения горизонтальных углов у моряков существует замечательный угломерный прибор – секстан.
Точность измерения углов с помощью секстана составляет доли угловой минуты, что на порядки выше погрешностей пеленгования с помощью пеленгатора. Таким образом, способ определения места по двум горизонтальным углам является самым точным из визуальных способов определения места корабля.
А где же трактор, спросите вы? Так много непонятных слов картинок, а про трактор, что в заглавии – ни слова!
Немного терпения! Предположим, что штурман измерил горизонтальные углы с помощью секстана, но что с этим делать дальше?
При определении места по пеленгам полученные значения просто откладываются от меридиана на карте с помощью транспортира и линейки, а как же поступить с горизонтальными углами? Для этого придумали специальный инструмент. Сегодня его редко можно увидеть в штурманской рубке, чаще он пылится на музейных полках. Вот именно он и получил название ПРОТРАКТОР.
Как пишет морской энциклопедический словарь, ПРОТРАКТОР— прибор, посредством которого наносится на карту место корабля, определенное по измерению двух углов между тремя видимыми с корабля предметами. Протрактор. П. состоит из медного разделенного через 1/2° круга радиусом в 2,5 дм. (64 мм) и 3 медных же линеек длиною около 9 дм. (229 мм), линии срезов которых проходят через центр П. Средняя линейка неподвижна, а две крайние, вращаясь около общей оси, проходящей через центр П., могут поворачиваться относительно линейки на любой угол.
После измерений и исправления углов левую линейку устанавливают на отсчет, равный значению угла, измеренного между левым и средним ориентирами, правую линейку — на отсчет, равный значению угла, измеренного между средним и правым ориентирами. Затем, проверив еще раз правильность установки углов (невнимательность часто приводит к тому, что левый угол устанавливается вместо правого, а правый — вместо левого) и остерегаясь касаться отсчетных барабанов, чтобы не сбить установки линеек, наложить протрактор на карту так, чтобы скошенные срезы боковых линеек проходили через изображения соответствующих ориентиров. Затем следует передвигать протрактор по карте таким образом, чтобы это совмещение не нарушалось и одновременно скошенный срез средней линейки прошел через центр изображения среднего ориентира. Когда скошенные срезы всех трех линеек пройдут через изображения соответствующих ориентиров на карте, центр круга протрактора, являющийся общей вершиной установленных на нем углов, будет фиксировать место корабля. Это место отмечается на карте уколом острия фиксатора протрактора или карандаша через вырез в пластинке центрального цилиндра протрактора. Для контроля надо сдвинуть протрактор, произвести совмещение еще раз и убедиться, что полученная при этом точка практически совпадает с полученной при первом совмещении.
Что любопытно, в английском языке слово protractor переводится как транспортир. Судя по всему, английские моряки не использовали этот прибор.