Kompass

Kompass Bilde i infoboks.
Type Navigasjonsinstrument
bruk
Bruk Navigasjon , peiling
Symbolsk
Emoji ?

Et kompass er et navigasjonsinstrument som består av en magnetisert nål som er på linje med jordens magnetfelt . Det indikerer således magnetisk nord , for å skille seg fra den geografiske nordpolen . Forskjellen mellom de to retningene på et gitt sted kalles jordens magnetiske deklinasjon . Avhengig av nøyaktigheten som kreves, er denne forskjellen tilpasset eller det brukes et kompensasjonskart. Observert fra Frankrike (i 2016) er de to retningene mer eller mindre identiske.

Linjene til jordens magnetfelt som kompassnålen retter seg mot, peker under jorden på nord- og sørpolen (ikke overflaten). På den nordlige halvkulen trekkes derfor nordenden av kompasset nedover. For å kompensere for dette fenomenet, er den sørlige enden av kompassnålen lett vektet.

Når du bruker et "nordlig halvkule" -kompass på den sørlige halvkule, trekkes den sørlige enden av nålen ned av magnetfeltet når den allerede er utstyrt med en motvekt . Som et resultat griper den sørlige spissen av kompasset bunnen av hulrommet det er plassert i, og fungerer derfor mye mindre bra.

Et kompass gir en kjent referanseretning som hjelper til med navigering . De himmelretninger er (med klokken): Nord, Øst, Sør og Vest. Et kompass kan brukes sammen med en klokke og et kart for å gi et estimat på navigasjonen.

I landnavigasjon blir instrumentet som brukes vanligvis referert til som kompass. Den består av en nål som dreier foran graderinger integrert med instrumentet, vanligvis holdt i hånden, som er orientert i ønsket retning. I sjø- og luftfart, eller på et kjøretøy, brukes fortrinnsvis et kompass  : det er da den mobile delen som bærer graderingene (noen ganger i motsatt retning av kompasset). Det viser seg foran et fast referanselinje parallell med aksen av skipet eller av flyet, som kalles kurslinjen , og direkte gir den kurs som følges.

Fysisk prinsipp

Et kompass kan være hvilken som helst enhet som bruker en magnetisert nål som roterer fritt på en sving , slik at den kan peke mot retningen til jordens magnetiske nord .

Loven om magnetisme er slik at motsatte poler tiltrekker seg. Ved valg av historiske konvensjonen, den Nordpolen av en magnet er den som peker mot nord på Jorden. Som et resultat av jordas magnetiske polen nær geografiske Nordpolen (i moderne menneskets tid) er en sør pol i den forstand av magnetisme. Denne polen heter imidlertid "magnetisk nordpol" fordi den er mer intuitiv for en pol som gir omtrent det geografiske nord.

Tidligere ble noen kompasser kombinert med en solur , som brukte skyggen til en nål kalt en stil eller gnomon, eller en foldetrekant; denne assosiasjonen gjorde det mulig å orientere skiven og oppnå den omtrentlige tiden (jf. astrolabien ).

Et gyroskopisk kompass kan også brukes til å finne ekte nord.

Det grunnleggende elementet er en magnetstang. Det kan lages ved å justere en stang av jern eller stål i magnetfeltet på jorden og deretter forårsake oppvarming og kjøling (gløding) eller ved å gni. Imidlertid produserer denne metoden bare en magnet med lav effekt; også andre metoder er å foretrekke.

Denne magnetiserte stangen (eller den magnetiske nålen) blir deretter plassert på en støtte med nesten null friksjon som gjør at den kan svinge fritt for å justere seg til det omgivende magnetfeltet. Deretter plasseres et merke på den i den ene enden slik at brukeren kan skille retning nord og sør. Moderne konvensjon er at den nordvendte enden skal markeres på en eller annen måte, ofte i selvlysende eller rød maling .

Historisk

Langt øst

Kompasset er av kinesisk opprinnelse, men det er uenighet om den nøyaktige datoen da den ble oppfunnet. Det første kinesiske kompasset var sannsynligvis ikke designet for navigering, men besto av en magnetstein som ble brukt til å harmonisere miljøenergi ( Qì 氣/ 气) i henhold til de geomantiske prinsippene til Feng shui . Det er litterære referanser som er verdige oppmerksomhet som fremhever antikken:

Dermed er bruk av et magnetisk kompass på land attestert så tidlig som 1044, mens det ubestridelige beviset for bruk for sjøfart kun dateres fra 1117.

Vest- og Midtøsten

Historikere diskuterer diffusjonen av kompasset etter utviklingen i Kina og stiller spørsmål ved rollen som mellommenn spilte av araberne. Faktisk er den første omtale av en magnetnål og bruk av seilere i Europa funnet i De naturis rerum ("From the Nature of Things") av Alexandre Neckam publisert i 1190, mens den eldste referansen til et kompass i Midtøsten er funnet i en persisk beretning fra 1232. Den tidligste arabiske referansen til et kompass, i form av en magnetisert nål i en bolle med vann, kommer fra den sultaniske og jemenitiske astronomen Al-Ashraf i 1282. Han ser ut til at han også var den første å ha brukt den til astronomi. Ettersom forfatteren hevder å ha sett et kompass brukes på et skip omtrent førti år tidligere, la noen spesialister datoen for utseendet i den muslimske verden tilbake til samme tid.

Oppfinnelsen av kompasset i Europa ble tilskrevet en Amalfitan ved navn Flavio Gioja i 1300 eller 1302. Selv om det ikke er tvil om at kompass ble brukt av europeiske navigatører på den tiden, er navnet på Flavio Gioja resultatet av en rekke forvrengninger og dårlige avlesninger. av ulike tekster. I følge historikeren til den franske marinen, Charles Bourel de La Roncière , er "Flavio Gioja en myte, datoen og stedet for oppfinnelsen er motsatt" . I XIV th  århundre Bysants , kompass, introdusert av italienske sjømenn, ble kjent som " magnitikí Pyxis " μαγνητική πυξίς  ; det er nevnt av Marc Angel i diktet Eros stammer fra det XIV th  århundre.

Kompasset (med tilnavnet "marinetten", betegnet som "dette jernstykket som vender seg mot Tramontane-stjernen") er nevnt allerede i 1204 i et verk med satiriske konnotasjoner "Bibelen" av Guiot de Provins . Den brukes som en metafor for holdningen til den gode kristne som må passe seg for falske profeter og vende seg til ekte religion når kompasset vender seg til polstjernen . teksten til Guiot de Provins nevner også metoden for magnetisering av vanlig jern fra et stykke naturlig magnetitt . Omtalen av kompasset i denne typen tekst antyder at kompasset og dets bruk var av relativt kjent sjøbruk på den tiden.

Det var først i 1600 at fenomenet magnetisme ble bedre forstått og mer uttømmende beskrevet av William Gilbert i sitt arbeid De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (Du magnetisme et des corps magnétiques, et du Grand Magnet Terre).

Bruke kompasset

Nålen til et kompass kan avbøyes i nærheten av en elektrisk ledning som leveres med en enkel spenning på noen få volt. Det er derfor nødvendig å sikre at ingen strømførende enheter er i umiddelbar nærhet eller magnet.

Andre funksjoner som er felles for moderne håndbærbare kompasser, er en bunnplate utstyrt med graderte linjaler for måling av avstander på kart, en roterende ramme for måling av vinkelen dannet mellom magnetisk nord (se magnetisk deklinasjon ) indikert med nål og retning av målpunktet, et speil som gjenspeiler bildet av nålen på skiven når du sikter mot et landemerke. De fleste kompassene har også et siktsystem som består av et bakre syn og et fremre syn som fungerer som en kollimator, ellers er en ledning strukket i en utsparing, eller en linje malt eller sporet i omslaget. Noen kompass har en magnetisk nål som støtter en mobil dial (som kompass rose av marine kompass) og lesing er så gjøres automatisk ved hjelp av en tro linje trukket på glasset (se bildet av kompasset av US Army). En tredje type kompass, enda mer sofistikert, har et prisme rettet mot den ytre kanten av skiven og et okular der vinkelverdien kan leses direkte (se bilder).

Kompasset har flere bruksområder: navigasjon , artilleri , geodesi etc. I navigasjon kan den brukes til å bestemme brukerens nåværende posisjon eller til å indikere en prosedyre som skal følges.

Hvis man bruker kompasset sammen med et kart, må en helt annen metode brukes. Den magnetiske deklinasjonen må tas i betraktning . Dette varierer avhengig av posisjon i rom og tid, det kan være nødvendig å beregne den (eller be den lokale turklubben) om å bestemme hvor mange grader vinkelen mellom magnetiske nordmål (indikert med nålen) og sann nord (øverst på kart). Denne vinkelen må tas i betraktning når du sikter mot landemerket.

For å måle en sann vinkel, det vil si relativt til geografisk nord og ikke til magnetisk nord , for eksempel ved bruk av et kompass med den ene siden utstyrt med en gradert linjal, vil vi plassere linjens nullpunkt på den nåværende posisjonen markert på kart (tidligere orientert med toppen mot geografisk nord) og linjalen vil være orientert i retning av ønsket destinasjon (noen kilder anbefaler at nybegynnere for mer sikkerhet trekker en linje på menyen). Vi vil deretter vri teleskopet (som støtter kompassets gjennomsiktige skive) for å orientere nullet til vinkelgradasjonen mot det geografiske nord ved å justere parallelle linjer på nord-sør-linjene (lengdegrad) eller på sidekanten av kartet. Overskriften som skal følges er deretter angitt på kompassets synsfelt. Hold deretter kompasset horisontalt i øyehøyde og orienter det slik at nålen forblir motsatt vinkelverdien som tilsvarer magnetisk nord. Kompassets lengdeakse (vanligvis indikert med en pil) vil indikere kursen som skal følges.

Forenklet metode: (uten å orientere kartet oppover mot nord) kan man på kartet bestemme dets nåværende posisjon som en funksjon av et landemerke som er synlig i landskapet ved å orientere kompassens siktspil på sistnevnte og vri teleskopet for å juster de parallelle linjene og nålen. Plasser deretter et hjørne av kompasset på målpunktet på kartet og roter det til de parallelle linjene er justert med kartets lengdegrad (nord-sør). Plasser kompasset i magehøyde for å gjøre skiven lettere å lese. Nåværende posisjon er plassert på kompassets graduerte linjal eller i forlengelsen. En annen linje trukket fra et annet landemerke og krysser den første vil bidra til å bestemme posisjonen mer nøyaktig.

Omvendt er denne metoden også anvendbar for å bestemme kursen som skal følges. Plasser først kompasset på kartet, der linjalen er på en imaginær linje som forbinder den nåværende posisjonen og nullpunktet på målet som skal nås, uten å ta hensyn til nålen. Drei deretter rammen (støtter den gjennomsiktige kompasshjulet) for å justere de parallelle linjene med de nord-sørlige linjene på kartet (eller på sidekanten av kartet) og hold nordmerket (null) på "nord" -siden. Vinkelen som således er definert av disse linjene og siden av kompassets sak tilsvarer retningen til prosedyren som skal følges i forhold til nord, materialisert av kompassens pil. Hold kompasset i øyehøyde (på armlengdes avstand), og plasser deg slik at nålen er justert med parallelle linjer og pekt mot nord.

Bildet viser et toppmøte målrettet fra indikasjonene på kartet.

Marinekompass og navigasjonskompass

Marinekompasser kalles ofte kompass . De er av flere typer:

De består vanligvis av en kapsel fylt med en væske som bremser svingningene til magnetisk utstyr, det vil si en flat vindrose eller i form av en kule eller en gradert halvkule; væskens viskositet tvinger rosen (eller den graduerte sfæren) til å stoppe raskt uten å svinge på hver side av magnetisk nord. En troslinje , som kan være en inskripsjon på kompasskoppen eller en liten fast stang, indikerer båtens lengdeakse (kjøreretning) i forhold til kompasshjulet.

Kompasser som inneholder en flat vindrose er plassert i en bolle som er hermetisk forseglet av et glassdeksel som er hengslet av en gimbaloppheng . Dette sikrer at de holdes i vannrett stilling uavhengig av fartøyets bevegelser. Den metalliske massen til skipene bør tas i betraktning, og kompassene bør kompenseres av spesialister ved hjelp av ekstra spesielle enheter.

Kompassets hovedrolle er å bestemme kursen og kurset som følges av skipet (kurslinjen er i skrogets akse). Vi snakker da om et styringskompass, vanligvis plassert nær roret eller rattet.

Imidlertid gjør en variant av kompasset, utstyrt med et siktsystem ( taksameteret ) (bæresirkelen med pinnules) det mulig å bestemme peiling (eller peiling) av et landemerke . En navigatør som klarer å ta peilingen til to (eller bedre tre) landemerker nesten samtidig, kan ved hjelp av en spesiell vinkelmåler ( Cras-regel eller tilsvarende) gjøre et ganske presist poeng ved å plotte lagrene til landemerkene på kartet.

I dag er det miniatyriserte peilingskompasser (den berømte mini-Morin) med veldig praktisk bruk, og til og med peilekompasser integrert i optikken til marine kikkerter, noe som i stor grad forbedrer riktig identifikasjon av landemerker (det tyske firmaet Steiner har gjort det til en spesialitet, men det er billigere eksemplarer).

For å være komplett, må vi nevne de såkalte "taktiske" kompassene montert på veldig små seilbåter ( 420 , Laser , 505 .. osv.) Som praktiserer regattaen : De brukes ikke til å bestemme punktet, og selv om bruken som kompass . rute er mulig, er deres viktigste verktøy for å informere coxswain om variasjoner i vind, særlig når overvinne , når båten seiler med en konstant vinkel, bestemt av den grense av stivheten av seilene.

Styrmannen uten landemerker på lang bane kan således sette pris på adonantene , avviserne , de kontinuerlige rotasjonene eller de periodiske svingningene i vindretningen og dermed bestemme den taktisk korteste ruten for å slå motstanderne ved å takle kantene. Det mest kjente er det taktiske magnetiske kompasset fra det finske firmaet Silva (en spesiell gradering lar deg bare ha ett nummer å huske), men det er nå digitale taktiske kompasser, med flere matematiske funksjoner, for eksempel det elektroniske kompasset kalt tack tick (fra verbet t o tack , to tackle på engelsk).

Store skip stoler mer presist på det gyroskopiske kompasset eller mer nylig på satellittkompasset i stedet for et magnetisk kompass for navigering, selv om tilstedeværelsen av sistnevnte fortsatt er obligatorisk ved lov.

Faktisk forstyrres magnetkompasset av metallmassene og skipets elektriske strømmer. Men det er nødvendig som en sikkerhetskopi i tilfelle strømbrudd.

Det magnetiske, gyroskopiske eller satellittkompasset blir ofte sett i forbindelse med et automatisk kursoppbevaringssystem ( autopilot ) og integrert navigering. Elektronisk kompass fluxgate ( fluxgate (in) ) brukes i økende grad på seilbåter, til og med små.

Luftfart

Elektroniske kompasser

Noen klokker og andre måleinstrumenter har et kompass laget av elektroniske komponenter. Disse er vanligvis to eller tre magnetfeltfølere som gir basisdata til en mikroprosessor . Den trigonometriske beregningen brukes til å vise overskriften.

Enheten er ofte en diskret komponent som gir et signal (digitalt eller analogt) proporsjonalt med orienteringen. Dette signalet tolkes deretter av en kontroller eller en mikroprosessor og behandles internt eller overføres til en skjermenhet.

Kompasspoeng / eksamen

Tradisjonelt skiven eller kompassrose er delt i to og tredve ekvidistante punkter (kalt som kvarter , kvart eller til og med rhumb er 11 ° 15 '), selv om moderne kompass er gradert i grader i stedet for himmelretninger (se nedenfor oppgradering). De fire hovedretningene - øst , vest , nord og sør - er hovedpunktene, og navnene på de andre er hentet fra disse (eksempel: sør = 180 °; sør-sør-øst = 157 ° 30 ').

Det er flere graderingssystemer for kompasser:

Militære kompasser

Hver handel bruker spesifikke kompasser fordi de må oppfylle forskjellige krav.

Infanterist

Infanteristen trenger en kompakt modell, lett og med en sviktende soliditet.

Mesteparten av tiden bretter de metallvesker som beskytter glasset og blokkerer nålen. Det tyske selskapet Lufft hadde gjort i begynnelsen av XX th  århundre avanserte versjoner av den type kompass Bézard brukt av hærer av mange europeiske land, inkludert Frankrike (venstre). Det sveitsiske selskapet Recta (overtatt av SUUNTO) hadde utviklet en spesielt ergonomisk skuffenhet (se galleri).

Artilleri

Den skytteren behov for å måle høydevinkelen i tillegg til lageret vinkelen til et mål. Disse kompassene har et skråmåler og noen ganger ett eller to vater.

Noen forstørrelsesglass- og prisme-systemer gjør det mulig å se kompassrosen forstørret samtidig som målobjektet.

I kultur

Magiske kompasser i fiksjon

Merknader og referanser

  1. Li Shu-hua, s.  180
  2. University of the State of Florida, "  (in) Early Chinese Compass (the first Chinese compasses)  "National High Magnetic Field Laboratory (Laboratoire Intense Magnetic Field) ,2009
  3. Li Shu-hua, Origin of the Compass II. Magnet og kompass , 1954, side 175
  4. (i) Joseph Needham og Lu Gwei-Djen, Trans-Pacific Echoes and Resonances: Listening Again Again , World Scientific ,1985, s.  190
  5. Li Shu-hua, Origin of the Compass II. Magnet and Compass , 1954, s.  176
  6. Needham, s.  252
  7. Robert Temple , Kinas geni: 3000 år med vitenskap, oppdagelse og oppfinnelse , London, Andre Deutsch,2007, 3 e  ed. , 288  s. ( ISBN  978-0-233-00202-6 ) , s.  156-166
  8. Barbara M. Kreutz, "  Middel Bidrag til middelalder Mariners Compass  ", Technology and Culture , n o  141973, s.  367-383
  9. Emilie Savage-Smith, "  Gleanings from an Arabist's Workshop: Current Trends in the Study of Medieval Islamic Science and Medicine  ", Isis , nr .  79,1988, s.  246-266
  10. Charles de La Roncière , En skipsinventar rundt 1294 og opprinnelsen til navigasjon til havs , Library of the École des Chartes, 1897 (58), s.  402 .
  11. Louis Bréhier , den bysantinske sivilisasjonen , Albin Michel, koll. Menneskehetens evolusjon, s.  380 og note 2111.
  12. "  hvordan det fungerer kompass  " , på hvordan det fungerer kompass - Hvordan det fungerer (åpnes 17 juni 2021 )
  13. Military Force , Hvordan bruke en militær kompass?"  » , On Military Force (åpnet 14. juni 2021 )
  14. “  Arbeid: presiseringer - Mini-MORIN 2000 | Museets samlinger | National Maritime Museum  ” , på mnm.webmuseo.com (åpnet 17. juni 2021 )
  15. "  Steiner Commander 7X50 kikkert med kompass  " , på www.nautisports.com (åpnet 17. juni 2021 )
  16. "  Silva 103RE - Raig navigasjonskompass  " , på fr.raig.com (åpnet 17. juni 2021 )
  17. "  Micro Compass T060 med såle og Tacktick-deksel | Paris Voile, Lett seiling, regatta og fritid  ” , om PARIS VOILE (konsultert 17. juni 2021 )
  18. (fr) Lufft , fransk versjon av det offisielle nettstedet.
  19. Historien om den berømte Bezard-type kompass ( Brief History of the Bezard kompass (1852-1971) ) fortalte på Knowfuture nettstedet er en bløff. Bézard-kompasset ble laget av Johann von Bézard, en østerriksk oberst, og produsert i fabrikkene til det tyske selskapet Lufft i Stuttgart . Det er ingen landsby som heter Bézard i Alsace - Lorraine . En jødisk familie ved navn Bézard eksisterte aldri. Den BASF er på bredden av Rhinen i Ludwigshafen , ca 200  km nedstrøms fra Strasbourg . Informasjon om Bézard-kompasset finner du på de private sidene: trespråklig Compassipedia , tyske Der Bézard-Kompaß og italienske La Original Bezard… .
  20. Virtual Compass and Compass Cybermuseum , Compassipedia (meny Diverse / Historie og bibliografi)

Vedlegg

Bibliografi

Virker Artikler

Relaterte artikler

Eksterne linker