Войти
Компас был изобретен более 2000 лет назад. Первые компасы были сделаны из магнитного камня, естественно намагниченного железного камня, в династии Хань в Китае (20 г. до н.э. - 20 г. н.э.). Компас позже использовался для навигации во время китайской династии Сун (960–1279 гг. Н.э.), как описано Шен Куо. Позднее компасы были сделаны из железных игл, которые намагничивались путем ударов магнитного камня. Намагниченные иглы и циркули были впервые описаны в средневековой Европе английским теологом Александром Неккамом (1157–1217 гг.). Сухие компасы начинают появляться примерно в 1300 году в средневековой Европе и в средневековом исламском мире. На смену ему в начале 20 века пришел магнитный компас с жидким наполнителем.
Предыдущий до введения компаса географическое положение и направление на море определялись в первую очередь путем наблюдения за ориентирами, дополненного наблюдением за положением небесных тел. Другие методы включали отбор проб ила с морского дна (Китай), анализ траектории полета птиц и наблюдение за ветром, морскими обломками и состоянием моря (Полинезия и другие места). Объекты, которые считались использовавшимися для навигации путем измерения углов между небесными объектами, были обнаружены в долине реки Инда в Лотале. Считается, что норвежцы использовали тип солнечного компаса, чтобы определить истинный север. В пасмурные дни викинги могли использовать кордиерит или какой-либо другой кристалл с двойным лучепреломлением для определения направления солнца и высоты от поляризации дневной свет; их астрономических знаний было достаточно, чтобы позволить им использовать эту информацию для определения правильного курса. Изобретение компаса позволило определять курс, когда небо было пасмурным или туманным, а ориентиры не были видны. Это позволяло мореплавателям безопасно перемещаться вдали от суши, увеличивая морскую торговлю и внося свой вклад в Эпоху открытий.
Китайский геомантический компас c. 1760 г. из Национального морского музея в Лондоне Компас был изобретен в Китае во время династии Хань между 2-м веком до нашей эры и 1-м веком нашей эры, где он назывался «южным». губернатор "(sīnán 司南). Магнитный компас сначала использовался не для навигации, а для геомантии и гадания китайцами. Самые ранние китайские магнитные компасы, возможно, использовались для упорядочивания и согласования зданий в соответствии с геомантическими принципами фэн-шуй. Эти ранние компасы были сделаны из магнитного камня, разновидности минерала магнетита, который представляет собой встречающийся в природе магнит и выравнивается с магнитным полем Земли. Люди в древнем Китае обнаружили, что если магнитный камень подвешивают так, чтобы он мог свободно вращаться, он всегда будет указывать на магнитные полюса. Ранние компасы использовались для выбора участков, подходящих для строительства домов, выращивания сельскохозяйственных культур и поиска редких драгоценных камней. Позднее компасы были адаптированы для навигации во время династии Сун в 11 веке.
На основе открытия Кроцером и Коу артефакта Olmec гематит в Мезоамерике, радиоуглерод, датируемый 1400–1000 гг. до н.э., астроном Джон Карлсон предположил, что ольмеки могли использовать геомагнитный магнитный камень раньше, чем 1000 г. до н.э., для геомантия, метод гадания, который, если его подтвердят, на тысячелетие предшествовал использованию китайцами магнетизма для фэн-шуй. Карлсон предполагает, что ольмеки использовали подобные артефакты в качестве устройства направления для астрономических или геомантических целей, но не предлагает навигационного использования. Артефакт представляет собой часть полированного стержня гематита с канавкой на одном конце, возможно, используемой для прицеливания. Заявления Карлсона были оспорены другими научными исследователями, которые предположили, что артефакт на самом деле является составной частью декоративного украшения, а не специально построенным компасом. Несколько других артефактов из гематита или магнетита были обнаружены на археологических раскопках доколумбового периода в Мексике и Гватемале.
В ряде ранних культур использовался магнитный камень, поэтому они мог поворачиваться, как магнитные компасы для навигации. Ранние механические компасы упоминаются в письменных источниках китайцев, которые начали использовать их для навигации где-то между 9-м и 11-м веками, «где-то до 1050 года, возможно, уже в 850 году». В настоящее время, согласно Крейцу, ученые единодушны в том, что китайское изобретение, используемое в навигации, появилось на 150 лет раньше, чем первое европейское упоминание о компасе. Первое зарегистрированное использование компаса в Европе (1190 г.) произошло раньше, чем в мусульманском мире (1232 г.), поскольку описание намагниченной иглы и ее использования среди моряков встречается в Александре Неккаме. De naturis rerum (О природе вещей), написанный в 1190 году.
Однако есть вопросы по поводу распространения. Некоторые историки предполагают, что арабы принесли компас из Китая в Европу. Некоторые предполагали, что компас был передан из Китая в Европу и исламский мир через Индийский океан или был привезен крестоносцами в Европу из Китая. Однако некоторые ученые предложили независимое европейское изобретение компаса.
Модель династии Хань (206 г. до н.э. – 220 г. н.э.), указывающий на юг ковш или синан. Предполагается, что направленные на юг ложки времен династии Хань были намагниченными магнитами. Существуют разногласия относительно того, когда именно был изобретен компас. Это заслуживающие внимания китайские литературные ссылки, свидетельствующие о его древности:
Схема династии Мин морской компас Таким образом, использование магнитного компаса военными для наземной навигации произошло где-то до 1044 года, но неопровержимые доказательства использования компаса в качестве морского навигационного устройства появились только в 1117 году.
Типичный китайский навигационный компас имел форму магнитной стрелки, плавающей в чаше с водой. Согласно Нидхэму, китайцы в династии Сун и в продолжение династии Юань действительно использовали сухой компас, хотя этот тип никогда не получил широкого распространения в Китае. как мокрый компас. Свидетельство этого можно найти в Shilin guangji ("Путеводитель по лесу дел"), опубликованном в 1325 году Чэнь Юаньцзином, хотя его составление произошло между 1100 и 1250 годами. Сухой компас в Китае был компасом на сухом подвесе, деревянный каркас, сделанный в форме черепахи, подвешенной вверх ногами на доске, с магнитом, запечатанным воском, и если повернуть, игла на хвосте всегда будет указывать в северном направлении света. Хотя европейский компас в рамке и игле с сухим стержнем был принят в Китае после того, как его использовали японские пираты в 16 веке (которые, в свою очередь, узнали о нем от европейцев), китайский дизайн подвесного сухого компаса использовались и в 18 веке. Однако, по словам Крейца, существует только одна китайская ссылка на иглу с сухим креплением (встроенную в поворотную деревянную черепаху), которая датируется периодом между 1150 и 1250 годами и утверждает, что нет четких указаний на то, что китайские моряки когда-либо использовали что-либо, кроме плавающая игла в чаше до XVI века.
Первое зарегистрированное использование 48-позиционного морского компаса в мореплавании было отмечено в «Таможнях Камбоджи» дипломатом династии Юань Чжоу Дагуан, он подробно описал свое путешествие в 1296 году из Вэньчжоу в Ангкор-Том ; когда его корабль вышел из Вэньчжоу, моряк взял направление стрелки в положение «дин-вэй», что эквивалентно 22,5 градусу ЮЗ. После того, как они прибыли в Бариа, моряк взял "иглу Кун Шен", или 52,5 градуса юго-западного широты. Навигационная карта Чжэн Хэ, также известная как "Карта Мао Куня" ", содержит большое количество подробных" игольчатых записей "экспедиций Чжэн Хэ.
Рисунок компаса на копии середины XIV века Epistola de magnete of Питер Перегрин.Александр Неккам сообщил об использовании магнитного компаса в районе Ла-Манша в текстах De utensilibus и De naturis rerum, написанных между 1187 и 1202 годами, после того, как он вернулся в Англию из Франции и до вход в августинское аббатство в Сайренчестере. В издании Неккама De naturis rerum 1863 года Томас Райт приводит перевод отрывка, в котором Неккам упоминает моряков, направляемых стрелкой компаса:
Более того, моряки во время плавания над морем, в пасмурную погоду, могут ли они больше не пользоваться солнечным светом, или когда мир окутан тьмой ночных теней, и они не знают, к какой точке компаса идет курс их корабля направленного, они касаются магнита иглой, которая (игла) вращается по кругу до тех пор, пока, когда ее движение не прекращается, ее острие не смотрит прямо на север.
Ясное представление Неккама о компасе моряка в конце двенадцатого века. Века и его описание его использования в морской навигации поставили под сомнение, был ли компас, как утверждал профессор Дерк Бодде, одним из «подарков Китая Западу». Судя по описанию Неккама, некоторые ученые предположили, что вполне вероятно, что компас был также «изобретен» в Европе, независимо от восточных технологий. Это дополнительно подтверждается упоминанием Жака де Витри о компасе, который использовался в море в 1218 году, что указывает на более широкое знание компаса и его использования в средневековой Северной Европе:
железная игла, после соприкосновения с грузоподъемным камнем всегда поворачивается к северной звезде, которая, как и ось небосвода, остается неподвижной, в то время как остальные следуют своим курсом, так что это очень необходимо тем, кто путешествует по морю. 346>Роберт Саути предположил, что Siete Partidas содержал ссылку из 1250-х годов на иглу, используемую для навигации.
В 1269 году Петрус Перегринус из Марикура описал плавающий компас для астрономических целей, а также сухой компас для мореплавания в своей известной Epistola de magnete.
В Средиземном море появление компаса, сначала известного как плавающая намагниченная стрелка в тазе с водой, идет рука об руку с улучшениями в счёте мертвых методы и разработка карт-портоланов, что привело к увеличению количества навигации в зимние месяцы во второй половине 13 века. Хотя издревле существовала практика ограничения морских путешествий в период с октября по апрель, отчасти из-за отсутствия надежного чистого неба во время средиземноморской зимы, продление парусного сезона привело к постепенному, но устойчивому увеличению судоходства; примерно к 1290 году парусный сезон может начаться в конце января или феврале и закончиться в декабре. Дополнительные несколько месяцев имели большое экономическое значение. Например, это позволило конвоям венецианских совершать два рейса в год в Левант вместо одного.
В то же время движение между Средиземным морем и Северная Европа также увеличилась: первые свидетельства прямых коммерческих рейсов из Средиземного моря в Ла-Манш появятся в последние десятилетия XIII века, и одним из факторов может быть то, что компас совершил пересечение Бискайского залива безопаснее и проще. Однако такие критики, как Крейц, предположили, что это было позже, в 1410 году, когда кто-то действительно начал управлять по компасу.
Схема компаса и Киблы Аль-Ашрафа. Из MS Cairo TR 105, скопировано в Йемене, 1293 год. Самое раннее упоминание компаса в мусульманском мире встречается в персидском сказке 1232 года, где используется компас. для навигации во время путешествия в Красном море или Персидском заливе. Описанный железный лист в форме рыбы указывает на то, что этот ранний китайский дизайн распространился за пределы Китая. Самое раннее арабское упоминание компаса в виде магнитной стрелки в чаше с водой происходит из работы Байлака аль-Кибджаки, написанной в 1282 году в Каире. Аль-Кибджаки описал компас с иглой и чашей, который использовался для навигации во время путешествия, которое он предпринял из Сирии в Александрию в 1242 году. Поскольку автор описывает, как примерно сорок лет назад был свидетелем использования компаса во время путешествия на корабле, некоторые ученые склоняются к мнению предшествовать его первому появлению в арабском мире соответственно. Аль-Кибджаки также сообщает, что моряки в Индийском океане использовали железную рыбу вместо игл.
В конце 13 века йеменский султан и астроном аль-Малик аль-Ашраф описал использование компаса как «указатель киблы » для определения направления на Мекку. В трактат о астролябиях и солнечных часах аль-Ашраф включает несколько абзацев о конструкции чаши компаса (хаса). Затем он использует компас, чтобы определить северную точку, меридиан (khaṭṭ niṣf al-nahār) и Киблу. Это первое упоминание компаса в средневековом исламском научном тексте и его самое раннее известное использование в качестве индикатора Киблы, хотя аль-Ашраф не утверждал, что первым использовал его для этой цели.
В 1300 году, арабский трактат, написанный египетским астрономом и муэдзином Ибн Симуном, описывает сухой компас, используемый для определения киблы. Однако, как и компас Перегрина, в компасе Ибн Симхуна не было карты компаса. В XIV веке сирийский астроном и хронометрист Ибн аль-Шатир (1304–1375) изобрел устройство для хронометража, включающее в себя универсальные солнечные часы и магнитный компас. Он изобрел его, чтобы найти время молитв. Арабские мореплаватели также представили 32-точечную розу компаса в это время. В 1399 году один египтянин сообщил о двух разных типах магнитных компасов. Один из инструментов - это «рыба» из ивового дерева или тыквы, в которую вставлена магнитная игла и запечатана смолой или воском для предотвращения проникновения воды. Другой инструмент - сухой компас.
Навигационный компас моряка, 1607 В 15 веке описание, данное Ибн Маджидом при выравнивании компаса с Полярная звезда указывает на то, что он знал о магнитном склонении. Явное значение для склонения дается Изз ад-Дин аль-Вафани (fl. 1450-е годы в Каире).
В древних арабских источниках компас упоминается с помощью термина āsa (букв.. "чаша") для плавающего компаса или ālat al-qiblah ("инструмент кибла") для устройства, используемого для ориентации на Мекку.
Фридрих Хирт предположил, что арабские и персидскиеторговцы, узнавшие о полярности магнитной стрелки от китайцев, применили компас для навигации раньше, чем это сделали китайцы. Однако Нидхэм охарактеризовал эту теорию как «ошибочную» и «она возникла из-за неправильного толкования» термина «цзя-лин», найденного в книге Чжу Ю «Беседы за столом»
Разработка магнитного компаса весьма сомнительна. Компас регистрируется в тамильских морских книгах четвертого века нашей эры; более того, его раннее название макчайантра (рыбный аппарат) предполагает китайское происхождение. В своей индийской форме мокрый компас часто состоял из магнита в форме рыбы, плавающего в чаше, наполненной маслом. Эта форма обучения объединяет ее с ее названием, которое состоит из слов maccha, означающих рыба, и янтра, означающего устройство.
Есть свидетельства того, что распространение компаса из Китая, вероятно, достигли восточной Африки путем торговли через конец Шелкового пути, который заканчивался восточноафриканским центром торговли в Сомали и суахилийскими городами-государствами. Есть свидетельства того, что морские торговцы и моряки на суахили в какой-то момент приобрели компас и его использовали для навигации.
Ранний современный сухой компас, подвешенный на подвесе (1570) Сухой морской компас из трех элементов: свободно вращающейся иглы на булавке, заключенной в маленькая коробочка со стеклянной крышкой, и роза ветров, посредством чего «роза ветров или карта компаса прикреплена к намагниченной игле таким образом, что при размещении на оси в ящике, закрепленном на одной линии с килем корабля, карта поворачивалась» Позже компасы часто устанавливаются на карданном подвесе , чтобы установить заземление иглы или карты при использовании на качающейся и качающейся палубе корабля.
Вращение игл в стеклянных ящиках уже было описано французским ученым Петром Перегусом 1269 году и египетским ученым Ибн Симуном в 1300 году, традиционно Флавио Гиоджа (fl. 1302), итальянскому пилоту из Амальфи, приписывают усовершенствование матросского компаса, подвешивая его стрелку над компасной карточкой, таким образом придавая компасу знакомый вид. Такой компас с иглой, прикрепленной к вращающейся карте, также описан в комментариях к книге Данте Divine Comedy из 1380 года, в то время как более ранний источник указан на портативный компас в коробке. (1318), подтверждено мнение о том, что к тому времени сухой компас известен в Европе.
Компас пеленга (18 век) Компас пеленга - это магнитный компас, установленный таким образом, что он позволяет определять пеленг объекты путем совмещения их с смазкой строка компаса пеленга. Компас геодезиста - это специализированный компас, предназначенный для точного измерения анализа и измерения горизонтальных углов, помогающий при состав карты. Они уже широко использовались в начале 18 века и модели в Циклопедии 1728 года . Компас-пеленг постоянно уменьшался в размерах и весе для увеличения портативности, в результате чего появилась модель, которую можно было носить и использовать одной рукой. В 1885 году был выдан патент на ручной компас , оснащенный смотровой призмой и линзой, позволяющий точно определять направление географических ориентиров, создавая, таким образом, призматический компас . Другой метод прицеливания был с помощью отражающего зеркала. Компас Безара, впервые запатентованный в 1902 году, состоял из полевого компаса с установленным ним над зеркалом. Такое разрешение пользователю выровнять компас с объективом, одновременно наблюдая его азимут в зеркале.
В 1928 году Гуннар Тилландер, шведский производитель инструментов, не работающий и заядлый участник спорта спортивного ориентирования, изобрел новый стиль пеленг компаса. Недовольный существующими полевыми компасами, которым требовался отдельный транспортир для пеленгации по карте, Тилландер решил объединить оба инструмента в один инструмент. Он сочетал в себе компас со встроенным в базу транспортиром. Его конструкция признакам металла компаса капсулы, содержащая магнитная игла с ориентирующими знаками, установленная в прозрачном транспортире опорной плиты с линией курсовым (позже называется направление индикатор ход). Вращая капсулу, чтобы совместить иглу с ориентирующими метками, можно было определить курс подшипника на линии смазки. Более того, выровняв опорную плиту с курсом, нанесенным на карту, без учета стрелки, компас также может работать как транспортир. Тилландер поделился своим дизайном со своими товарищами по ориентированию Бьёрном, Альвидом и Альваром Кьельстрёмом, которые продавали базовые компасы, и четверо мужчин изменили дизайн Тилландера. В декабре 1932 года с участием Тилландера и трех братьев Кьельстрём была образована компания Silva, и компания начала выступать и продавать свой компас для ориентирования Silva шведским ориентировщикам, туристам и армейским офицерам.
Наземный компас, заполненный жидкостью, на лодке Жидкостный компас представляет собой конструкцию, в которой намагниченная игла или карта амортизируются жидкостью для защиты от чрезмерного раскачивания или качания, улучшенная читаемость и снижение износа. Простая рабочая модель жидкостного компаса была представлена сэром Эдмундом Галли на собрании Королевского общества в 1690 году. Однако, поскольку ранние жидкие компасы были довольно громоздкими и тяжелыми, и их главное преимущество было на борту корабля. Защищенная нактоуном и обычно на подвесе, жидкость внутри корпуса компаса эффективно гасит удары и вибрацию, устраняя при этом чрезмерное качание и заземление карты, вызванное наклоном и креном креном. Первый жидкостный морской компас, который считался практичным для ограниченного использования, был запатентован англичанином Фрэнсисом Кроу в 1813 году. Морские компасы с жидкостным демпфированием для кораблей и небольших лодок иногда использовались Королевским флотом с 1830-х по 1860-е годы, но стандартный компас Адмиралтейства оставался сухим креплением. В последнем году американский физик и изобретатель Эдвард Сэмюэл Ричи запатентовал значительно улучшенный жидкостный морской компас, который был принят в пересмотренной форме для общего использования ВМС США, а также приобретен также Королевским флотом.
Несмотря на эти достижения, жидкостный компас в основном не использовался в Королевском флоте до 1908 года. Ранняя версия, разработанная RN Captain Creak, показала себя работоспособной под сильным огнем и на море, но по сравнению с конструкцией лорда Кельвина, ему не хватало точности навигации. Использование других военно-морскими силами жидкостного компас, применяемых на вооружении Королевского флотом, неизбежно при использовании других военно-морских сил.
магнитный компас, установленный на самолетах Затем жидкие компасы были адаптированы для самолетов. В 1909 году капитан, суперинтендант компасов Адмиралтейства, представил свой авиационный компас Creagh-Osborne, в котором для увлажнения карты использовалась смесь спирта и дистиллированной воды. После успеха этого изобретения Кре-Осборн адаптировал свою конструкцию к гораздо большей карманной модели для индивидуального использования офицерами артиллерии или пехоты, получив патент в 1915 году.
В декабре 1932 года недавно основанная компания Компания Silva из Швеции представила свою первую опорную пластину или компас-подшипник, в которой использовалась заполненная жидкая капсула для гашения колебаний намагниченной стрелки. Смягченной жидкостью Silva потребовалось всего четыре секунды для того, чтобы ее игла установилась по с тридцатью секундами для оригинальной версии.
В 1933 Туомас Вохлонен, геодезист по профессии, подал заявку на патент для уникального метода и герметизации легкого целлулоидного корпуса или капсулы компаса нефтяного дистиллятом для увлажнения иглы и защиты ее от ударов и износа, вызванным чрезмерным движением. Появившаяся в модели с креплением на запястье в 1936 году под названием Suunto Oy Model M-311, новая конструкция капсулы привела непосредственно к легким заполненным жидким полевым компасам сегодня.
Первый гироскоп для научного использования был сделан французским физиком Леоном Фуко (1819–1868) в 1852 году, также назвал устройство, проводя который исследования в той же области, которая привела его к использованию одноименного маятника: за что он был награжден медалью Копли Королевским обществом. Гирокомпас был запатентован в 1885 году Маринусом Герардусом ван ден Босом в Нидерландах после того, как непрерывное вращение стало возможным благодаря небольшим электродвигателям, которые, в свою очередь, стали технологическим результатом открытия магнитной индукции. Только в 1906 году немецкий изобретатель Герман Аншютц-Кемпфе (1872–1931) смог построить первый практичный гирокомпас. Он имеет два основных преимущества перед магнитными компасами: он указывает истинный север и на него не действуют ферромагнитные материалы, такие как стальной корпус кораблей. Таким образом он широко использовался на боевых кораблях Первой мировой войны и современной авиации.
Три компаса, предназначенные для определения меридиана, были развития Питером Перегринусом в 1269 г. (Рекомендуемые эксперименты, проведенные до 1248 г.) В конце 13 века аль-Малик аль-Ашраф из Йемена написал трактат об астролябиях, которые включены инструкции и схемы по использованию компаса для определения меридиана (khaṭṭ niṣf al-nahār) и Qibla. В 1300 г. в трактате, написанном египетским астрономом и муэдзином Ибн Симуном, описывается сухой компас, который использовался в качестве «индикатора Киблы» для определения направления на Мекку. Однако в компасе Ибн Симхуна не было ни карты компаса, ни знакомой стеклянной коробки. В XIV веке сирийский астроном и хронометрист Ибн аль-Шатир (1304–1375) изобрел устройство для хронометража, включающее в себя универсальные солнечные часы и магнитный компас. Он изобрел его с целью определения времени салата молитв.
Можно найти доказательства ориентации зданий с помощью магнитного компаса в 12 веке Дания : четверть из ее 570 романских церквей повернута на 5–15 градусов по часовой стрелке от истинного востока и запада, что соответствует преобладающему магнитному склонению времени их конструкция. Большинство этих церквей были построены в XII веке, что указывает на распространенное использование магнитных компасов в Европе к тому времени.
Использование компаса в подземном пеленгаторе было впервые применено в тосканском шахтерском городке Масса, где для проходки туннелей использовались плавающие магнитные иглы, и для определения требований различных горнодобывающих компаний еще в 13 веке. Во второй половине 15 века компас стал стандартным оборудованием тирольских горняков. Вскоре после этого первый подробный трактат о подземном использовании компасов был опубликован немецким шахтером (1463–1525).
Солнечный компас использует положение Солнца на небе для определения направлений сторон света с учетом местной широты и долготы, времени суток, уравнения времени и т. д. На довольно высоких широтах часы с аналоговым дисплеем могут использоваться в качестве очень приблизительного солнечного компаса. Простые солнечные часы можно использовать как гораздо лучшие. Автоматический солнечный компас, разработанный подполковником Джеймсом Аллэсоном, офицером механизированной кавалерии, был принят на вооружение британской армии в Индии в 1938 году для использования в танках и другой бронетехнике, где магнитное поле искажалось., влияющий на стандартный призматический компас выпуска. Облачное небо запретило его использование в европейских кинотеатрах. Копия руководства хранится в Имперском военном музее в Лондоне.
