Навігаційні прилади минулого

Навігаційні прилади минулого

Задля покращення морської навігації, протягом століть, винайшли багато геніальних приладів.

Історія

Ключові слова

Навігація, Розмітка, доставка, календар камінь, циркуль, квадрант, астролябія, Астрономія, відкриття, дослідник, Кораблі, Сонце, Поларіс, магнітне поле, Північний магнітний полюс, транспортир, horizont, градусна шкала, Ваги, геометрія, заломлення, корабель, математика, море, Історія, середньовіччя, Нова історія

Пов'язані об'єкти

Сцени

Навігаційні прилади

  • сонячний камінь - Потік світла, який кристал заломлює, дає можливість визначити положення Сонця.
  • Китайський морський компас - Навігаційний прилад, робота якого базується на силі магнітного поля Землі.
  • квадрант - Прилад, який використовується для вимірювання кутів.
  • астролябія - Прилад, дає змогу користувачеві виконувати різні швидкі астрономічні розрахунки.

Англійське слово "навігація" походить від латинського слова «навігаре», що означає "плавати". Ця діяльність передбачає два основні завдання: визначення поточного місця розташування та слідування запланованому курсу.

Не дивно, що походження цього слова тісно пов'язане з мореплавством. На суші є безліч доступних мандрівникам орієнтирів, а ось для мореплавців такі орієнтири, зазвичай, недоступні.

Морська навігація зародилася в глибокій старовині. Колись моряки здійснювали подорожі відкритими морями, орієнтуючись на положення Сонця, відомі морські течії та напрямки міграції тварин.

Тільки в середньовіччі з'явилися перші навігаційні прилади, які дозволили доволі точно визначати поточне місцеперебування. Зазвичай, механізм їх роботи продовжував базуватися на положені небесних тіл - єдиних "постійних" точок відліку.

"Сонячний камінь" вікінгів

Згідно з останніми дослідженнями, середньовічні вікінги у своїх тривалих морських мандрах використовували спеціальний навігаційний інструмент. Ісландський шпат, прозорий, поляризаційний різновид кальциту, характерний різким двозаломленням променю. Коли світло потрапляє в поляризаційний кристал, потік розщеплюється на два поляризовані промені. Два промені, досягаючи задньої поверхні кристала, не розщеплюються далі, таким чином, виходять розсіюючись з кристала. В результаті чого, об'єкти, що розглядаються через шматок кристала кальциту, з'являються подвоєними.

Завдяки цій властивості скандинавські мореплавці могли визначати розташування Сонця на небі навіть у похмуру погоду, яка була досить поширеним явищем на їх батьківщині.

Сонячний камінь спершу "калібровували". У ясну погоду, навігатор дивився на небо через Сонячний камінь обертаючи його перед очима, доки пляма в небі яку він оглядав з'явиться на найяскравішому місці каменю. Далі, на поверхні кристалу він вирізав стрілку яка вказувала в напрямку Сонця. У хмарну або туманну погоду він також шукав найяскравіший орієнтир кристалу, оскільки гравійована помітка вже вказувала напрямок Сонця. На підставі цих даних у двох різних точках на небі, штурман малював два кола, що перетинали ці точки. Сонце розташовувалося на перетині цих кіл.

За словами деяких вчених, використання вікінгами Сонячного каменю разом з іншими інструментами (сонячний компас, тіньовою палицею), дозволяли морякам визначати їх місце розташування навіть після заходу сонця.

Компас

  • коробка
  • вертикальна шпилька
  • магнітна стрілка - Стрілка яка вільно обертається довкола осі, і завжди вказує на магнітний Північний полюс.

Компас - навігаційний прилад, чия робота базується на силі магнітного поля Землі. Циферблат використовується для визначення напрямку магнітного Північного полюса. (Магнітна сталева стрілка завжди вказує в напрямку "Північ-Південь").

Перші компаси з'явилися в Стародавньому Китаї. Вони були схожі на середньовічні компаси тільки в тому, як вони функціонували та використовувалися для подорожей на суші. Цей китайський інструмент був представлений в Європі арабськими купцями, які подорожували навколо тогочасного світу. Вже в Європі він був розроблений у сучасній формі.

Інструмент розміщався в коробці, в якій магнітна стрілка, прикріпляється до вертикальної шпильки й вільно обертається довкола осі, розташовуючись уздовж силових ліній магнітного поля. Компас, як правило, встановлювали на центральній лінії кораблів. На компасі була мітка, яка вказувала на центральну (повздовжню) лінію корабля.

Показники компаса на борту в бурхливих морях, були неточними, тому в 16 столітті була розроблена рідина, яка постійно тримала вісь у вертикальному положенні. Пізніше на коробці були зроблені додаткові маркування для вимірювання кутів.

Квадрант

  • пластина квадранту - Квадрант це четверта частина кола, звідси прилад отримав свою назву.
  • вертикальна вісь (відвіс) - Ввертикальний відвіс, як правило, виготовлявся із грузила прикріпленого до шнура. Прилад завжди показував напрямок, перпендикулярний поверхні Землі.
  • шкала - Чверть кола позначена в градусах від 0º до 90º.

Квадрант це є четверта частина кола, власне, звідси і його назва. Цей прилад, що використовувався для визначення видимої висоти зірок над рівнем горизонту, є практично транспортиром. Перші квадранти відомі ще з давніх часів.

Принцип дії цього інструменту ще у 2 столітті, детально описав Клавдій Птолемей, вчений, який жив у Єгипецькій Александрії.

Протягом століть, було розроблено безліч варіацій квадрантів. Квадрант, який використовували в морській навігації, також відомий як геометричний квадрант. Завдяки приладові, мандрівники могли визначати географічну широту відносно місця розташування.

Сторона квадранта, на якій знайшли позначки, була повернута в напрямку Північної або Полярної зірки. (Найяскравіша зоря в сузір'ї Великої Ведмедиці близька до небесного північного полюса). Таким чином, кут між вибраним напрямком і очевидним горизонтом дорівнює куту між вертикальною лінією перпендикулярною до поверхні Землі та іншої сторони інструмента (вони обидва перпендикулярні кути). Показник відвислої вертикальної лінії позначав географічну широту даного місця на шкалі. Таким чином, моряки, які плавали на північ чи південь, могли знайти в колі потрібну їм широту.

Астролябія

  • матір (опорний диск, таріль) - На основі, тарелі вигравірована шкала із градацією. Передня частина приладу досить глибока, щоб містити одну або кілька плоских пластин.
  • шкала широт
  • тимпан - Дискова пластина, знімна частина приладу. Гравірована координатними лініями горизонтальної та екваторіальної систем координат, з Північним полюсом в центрі.
  • павук (ажурний диск) - Дискова пластина, яка може обертатися в центрі приладу. Гачки показники вказували положення найяскравіших небесних світил. Також на ньому містилося коло, яке показує проекцію річного руху Сонця на небі - Екліптичне коло.
  • алідада (вимірювання висоти небесних тіл) - Прилад схожий на годинник. Дає змогу вимірювати висоту небесних тіл над горизонтом і зчитувати висоту в градусах по шкалі, що по краю астролябії.
  • номограма - Графічна діаграма обчислень. У випадку багатоваріантних функцій (тригонометричні, тощо) цей прилад також може використовуватися для розрахунку пов'язаних значень.

Астролябія дає змогу виконувати різні швидкі астрономічні розрахунки.

Деякі дослідники, відстежують появу астролябії у Давній Греції, а інші науковці вважають, що прилад з’явився завдяки середньовічним арабським вченим. Проте очевидно, що для розробки такого приладу необхідні математичні та астрономічні знання, були доступні вченим ще століття до народження Христа.

Основне застосування астролябії містить можливість визначати місцевий час (і, звичайно, астрономічні події певного дня) відносно точно, знати географічну широту і дату. Прилад також працював навпаки: знаючи дату і час (або астрологічну подію), можна визначити географічну широту даного місця.

Астролябія була досить складною у використанні на морі. Частково це пояснювалося тим, що спостерігачеві довелося дивитись прямо на Сонце, частково через похитування судна, це ускладнювало встановленню лінії горизонту, що збільшувало неточність приладу.

Анімація

  • сонячний камінь - Потік світла, який кристал заломлює, дає можливість визначити положення Сонця.
  • Китайський морський компас - Навігаційний прилад, робота якого базується на силі магнітного поля Землі.
  • квадрант - Прилад, який використовується для вимірювання кутів.
  • астролябія - Прилад, дає змогу користувачеві виконувати різні швидкі астрономічні розрахунки.
  • дракар - Вікінги були відомими майстрами суднобудування. Оскільки кораблі були незамінними для торгівлі, завоювань та розвідки, дальніх морських плавань, вікінги заповідали нащадкам свої кораблі обладнані вітрилами та веслами.
  • північний магнітний полюс
  • джонка - Одне із найстаріших в світі видів вітрильного судна. Протягом усієї історії була розроблена величезна кількість різних типів суден. Однією з них є кантонська джонка.
  • Полярна зірка
  • видимий горизонт
  • вертикальна вісь (відвіс)
  • Санта-Марія - Трьохщоглова флагманська каравела Христофора Колумба, корабель здійснив перший, знаковой рейс.
  • α

Озвучування

Англійське слово "навігація" походить від латинського слова «навігаре», що означає "плавати". Ця діяльність передбачає два основні завдання: визначення поточного місця розташування та слідування запланованому курсу.

Невипадково, що походження цього слова пов'язане з морськими подорожами. Хоча під час подорожей сушею є відносно багато орієнтирів, у мореплавстві вони доступні тільки для мандрівників, що плавають уздовж берегів.

Згідно з останніми дослідженнями, середньовічні моряки вікінгів, можливо, покладалися на спеціальний кристал для плавання в морях: Ісландський шпат, прозорий, поляризаційний різновид кальциту. Завдяки цій властивості, моряки вікінгів могли знайти Сонце на небі навіть у похмуру погоду, котра досить поширена на їх батьківщині.

Компас - навігаційний прилад, чия робота базується на силі магнітного поля Землі. Циферблат використовується для визначення напрямку магнітного Північного полюса. (Магнітна сталева стрілка завжди вказує в напрямку "Північ-Південь").

Перші компаси з'явилися в Стародавньому Китаї. Вони були схожі на середньовічні компаси тільки в тому, як вони функціонували та використовувалися для подорожей на суші. Цей китайський інструмент був представлений в Європі арабськими купцями, які подорожували навколо тогочасного світу. Вже в Європі він був розроблений у сучасній формі.

Квадрант це є четверта частина кола, власне, звідси і його назва. Цей прилад, що використовувався для визначення видимої висоти зірок над рівнем горизонту, є практично транспортиром. Перші квадранти відомі ще з давніх часів.

Протягом століть, було розроблено безліч варіацій квадрантів. Квадрант, який використовували в морській навігації, також відомий як геометричний квадрант. Завдяки приладові, мандрівники могли визначати географічну широту відносно місця розташування.

Астролябія дає змогу виконувати різні швидкі астрономічні розрахунки.

Деякі дослідники, відстежують появу астролябії у Давній Греції, а інші науковці вважають, що прилад з’явився завдяки середньовічним арабським вченим.

Основне застосування астролябії містить можливість визначати місцевий час (і, звичайно, астрономічні події певного дня) відносно точно, знати географічну широту і дату. Прилад також працював навпаки: знаючи дату і час (або астрологічну подію), можна визначити географічну широту даного місця.

Пов'язані об'єкти

Джонка

Вітрильне судно з характерними люгерними вітрилами використовувалось як для військових, так і для торговельних цілей.

Корабель вікінгів (10 століття)

Вікінги були видатними мореплавцями і на своїх кораблях подорожували на величезні відстані.

Санта-Марія (15 століття)

Трищоглова карака Санта-Марія була флагманським човном у першій подорожі Христофора Колумба.

Магнітне поле Землі

Магнітні північний і південний полюси Землі знаходяться поблизу географічних Північного і Південного полюсів.

Географічна система координат (початковий рівень)

Географічна система координат дозволяє чітко визначити розміщення будь-якої точки на Землі.

Рух сонячних променів на головних широтах Землі

Очевидний рух Сонця обумовлений обертанням Землі навколо своєї осі.

Географічні відкриття (15-17 століття)

Легендарні географічні відкриття на початку Нового часу не просто перемальовували карти, їх вплив був по-справжньому різноманітний.

Вітрильники

Корабельний тип шхуни вперше побудовані в Нідерландах в 16-17 столітті, зазвичай використовувалися як торговельні вітрильники.

Морські течії

Система морських течій утворює глобальний океанічний конвеєр, який істотно впливає на клімат нашої Землі.

Атмосферна циркуляція

Різниця між температурою полярних і екваторіальних зон викликає циркуляцію атмосфери, яка зазнає впливу багатьох факторів, включаючи обертання Землі.

Супутникова навігація, GPS

Система глобального позиціонування складається з 24 супутників, але лише 4 повинні бути видимими для позиціонування.

Added to your cart.