GPS

astrolabe

rail, quadrant Et sextant

lignes

Assistants des navigateurs

La chose la plus importante pour tout navire est de connaître sa position exacte en mer. À tout moment. La sécurité du navire lui-même, de la cargaison et de l'ensemble de l'équipage en dépend. Je ne découvrirais pas l’Amérique si je disais que le navire est actuellement contrôlé par un ordinateur. L'homme contrôle uniquement ce processus. Dans cet article, je parlerai des assistants maritimes - des systèmes de navigation par satellite qui aident les navires à obtenir les coordonnées exactes de leur emplacement. Je vais également vous dire quels instruments utilisaient les anciens marins. Actuellement, tous les navires sont équipés de récepteurs GPS – système de positionnement global. Lorsqu'ils survolent notre planète, les satellites de navigation lui envoient en permanence des flux de signaux radio. Ces satellites appartiennent au système américain de navigation par satellite (NMNSS) et, plus récemment, au système américain de positionnement global (GPS ou GPS). Les deux systèmes permettent aux navires en mer, de jour comme de nuit, de déterminer leurs coordonnées avec une grande précision. Presque jusqu'à un mètre.

Le principe de fonctionnement du VMNSS et du GSM repose sur le fait qu'à bord d'un navire, un récepteur GPS spécial capte les ondes radio envoyées par les satellites de navigation à certaines fréquences. Les signaux du récepteur sont envoyés en permanence à l'ordinateur. L'ordinateur les traite en les complétant par des informations sur le temps de transmission de chaque signal et la position du satellite de navigation en orbite. (Ces informations parviennent aux satellites VMNSS à partir de stations de suivi au sol, et les satellites GSM ont à bord des instruments horaires et orbitaux). L'ordinateur de navigation du navire détermine ensuite la distance qui les sépare du satellite volant dans le ciel. L'ordinateur répète ces calculs à certains intervalles et reçoit finalement des données sur la latitude et la longitude, c'est-à-dire ses coordonnées.

Comment les anciens marins déterminaient-ils l’emplacement d’un navire en mer ? Bien avant l’avènement des satellites et des ordinateurs, divers appareils « astucieux » aidaient les marins à naviguer sur les océans. L'un des plus anciens - astrolabe- a été emprunté aux astronomes arabes et simplifié pour pouvoir l'utiliser en mer. Grâce aux disques et aux aiguilles de cet appareil, il était possible de mesurer les angles entre l'horizon et le soleil ou d'autres corps célestes. Et puis ces angles ont été convertis en valeurs de latitude terrestre.

Progressivement, l'astrolabe fut remplacé par des instruments plus simples et plus précis. Ce sont les traverses transversales inventées entre le Moyen Âge et la Renaissance. rail, quadrant Et sextant. Les boussoles avec des divisions marquées et ayant reçu une apparence presque moderne au XIe siècle permettaient aux marins de diriger le navire tout droit le long du cap prévu.

Au début du XVe siècle, le « calcul à l’aveugle » a commencé à être utilisé. Pour ce faire, ils ont jeté par-dessus bord des bûches attachées à ces cordes - lignes. Des nœuds étaient faits sur les cordes à une certaine distance. L'heure du déroulement de la ligne était notée à l'aide d'un cadran solaire ou d'un sablier. Ils divisèrent la longueur par le temps et obtinrent, bien entendu de manière très imprécise, la vitesse du navire.

Ce sont les instruments simples qu'utilisaient les marins du passé. À propos, les navires actuels disposent également d'un sextant. Dans une boîte, dans du lubrifiant. Et toujours nouveau. Certes, personne n'utilise rarement cet appareil. Les systèmes GPS et les ordinateurs ont remplacé les anciens appareils de navigation éprouvés. D'une part, c'est un phénomène normal. Progrès. D'un autre côté... Certains capitaines ont une phrase favorite : « Que ferez-vous, amis constructeurs navals, lorsque les satellites tomberont en panne et que tout le système GPS tombera en panne » ? Nous allons remasteriser le sextant. Mais j’espère qu’un tel outrage ne se produira pas. Parce que je ne voudrais vraiment pas me retrouver, par exemple, dans une matinée misérable.

P.S. Les photos appartiennent à leurs propriétaires légitimes. Merci, bonnes gens.

Tout navigateur, tant dans l'Antiquité qu'aujourd'hui, se retrouvant en pleine mer, hors de vue des rivages, veut avant tout savoir dans quelle direction se déplace son navire. L'appareil par lequel vous pouvez déterminer le cap d'un navire est bien connu : il s'agit d'une boussole. Selon la plupart des historiens, l’aiguille magnétique – l’ancêtre de la boussole moderne – est apparue il y a environ trois mille ans. À cette époque, la communication entre les peuples était difficile et jusqu'à ce que le merveilleux indicateur de direction atteigne les rives de la mer Méditerranée, de nombreux siècles se sont écoulés. En conséquence, cette invention n’est arrivée en Europe qu’au début du IIe millénaire après JC. e., puis s'est largement répandu.

Dès son arrivée en Europe, l'appareil a subi de nombreuses améliorations et a été appelé boussole, jouant un rôle énorme dans le développement de la civilisation. Seule une boussole magnétique a donné confiance aux gens dans la mer et les a aidés à surmonter leur peur de l'océan. Les grandes découvertes géographiques seraient tout simplement impensables sans boussole.

L'histoire n'a pas conservé le nom de l'inventeur de la boussole. Et même le pays qui a donné à l’humanité ce merveilleux appareil ne peut pas être nommé avec précision par les scientifiques. Certains attribuent son invention aux Phéniciens, d'autres prétendent que les premiers à avoir prêté attention à la merveilleuse propriété d'un aimant d'être installé dans le plan du méridien magnétique furent les Chinois, d'autres donnent la préférence aux Arabes, d'autres mentionnent les Français, les Italiens. , les Normands et même les anciens Mayas, ces derniers partant du fait qu'il était une fois une tige magnétique trouvée en Équateur, qui (avec une imagination fervente) pourrait être considérée comme un prototype d'aiguille magnétique.

Au début, le dispositif permettant de déterminer les points cardinaux était très simple : une aiguille magnétique était enfoncée dans un morceau de liège et descendue dans une tasse d'eau, connue plus tard sous le nom de pot à boussole. Parfois, au lieu d'un bouchon, ils prenaient un morceau de roseau ou inséraient simplement une aiguille dans une paille. Même cet appareil simple apportait un confort inestimable aux marins : grâce à lui, ils pouvaient sortir en haute mer et ne pas avoir peur de ne pas retrouver le chemin de leur rivage natal. Mais les marins en voulaient plus. Ils sentaient vaguement que la merveilleuse flèche flottante, dont la précision était bien entendu très faible, n'avait pas encore révélé toutes ses magnifiques capacités. Et l'eau jaillissait souvent du pot, parfois même avec la flèche. Ce n'est qu'au XIIIe siècle qu'apparaît une boussole avec un pot sec, et surtout, avec une carte attachée à l'aiguille. La carte était simple à première vue, mais c'était une invention vraiment remarquable : un petit cercle de matériau non magnétique, auquel est fixée une aiguille magnétique rigidement, est librement suspendu à la pointe d'une aiguille verticale. Quatre directions principales ont été appliquées en haut de la carte : Nord, Ost, Zuid et West, de sorte que Nord coïncide exactement avec l'extrémité nord de la flèche. Les arcs entre les points principaux étaient divisés en plusieurs parties égales.

Cela ne semble rien de spécial ? Mais avant cela, l'ancienne boussole à carte fixe devait être tournée à chaque fois dans un plan horizontal jusqu'à ce que l'extrémité nord de la flèche coïncide avec le nord. Ce n’est qu’à ce moment-là qu’il a été possible de déterminer la route suivie par le navire. Bien entendu, cela était très gênant. Mais si la carte elle-même tournait avec la flèche et était elle-même installée dans le plan du méridien, il suffisait de la regarder simplement pour déterminer n'importe quelle direction.

Et pourtant, malgré les améliorations apportées, la boussole est restée longtemps un appareil plutôt primitif. En Russie, aux XVIIe et début du XVIIIe siècles, les Pomors le fabriquaient le plus habilement dans les villes et villages de notre Nord. Il s'agissait d'une boîte ronde d'un diamètre de 4 à 5 centimètres en os de morse, que les Pomors gardaient à leur ceinture dans un sac en cuir. Au centre de la boîte, sur une épingle en os, se trouvait une carte avec des aiguilles de flèche en métal magnétisées fixées au fond. Si la boussole (ou la marque, comme l'appelaient les Pomors) n'était pas utilisée, un couvercle vierge était placé dessus. À propos d'un tel appareil, il est écrit dans le Règlement naval de Pierre Ier : « Les boussoles doivent être fabriquées avec beaucoup d'habileté et de soin afin que les aiguilles sur lesquelles la boussole tourne soient tranchantes et solides et ne se cassent pas rapidement. Aussi, pour que le fil (c'est-à-dire la flèche - V.D) sur la boussole vers le Nord et le Zuid soit fermement frotté avec un aimant, afin que la boussole puisse être correcte, dans laquelle il faut avoir un œil attentif, pour le progrès et l'intégrité du navire en dépend.

De nos jours, le bol de la boussole est hermétiquement fermé par un épais couvercle en verre, étroitement pressé dessus avec un anneau de cuivre. Au-dessus de l'anneau, les divisions sont appliquées de O à 360° - dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du Nord. A l'intérieur du pot, deux fils verticaux de cuivre noir sont tendus de manière à ce que l'un d'eux soit exactement à 0°, et l'autre à 180°. Ces retards sont appelés lignes de cap.

La boussole sur le navire est installée de manière à ce que la ligne tracée entre les lignes de cap coïncide exactement avec la ligne proue - milieu de la poupe (ou, comme on dit dans la marine, avec le plan central du navire).

L'histoire ne dit pas non plus qui a exactement inventé la boussole à carte rotative. Certes, il existe une version répandue selon laquelle en 1302 l'Italien Flavio Gioia (selon d'autres sources, Gioia) attachait une carte divisée en 32 pointes à une aiguille magnétique et plaçait la flèche sur la pointe d'une épingle. Des compatriotes reconnaissants ont même érigé un monument en bronze à Joya dans son pays natal, dans la ville d'Amalfi. Mais si quelqu’un devait vraiment ériger un monument, ce serait bien notre compatriote Peter Peregrin. Son ouvrage « Épître sur les aimants », daté de 1269 et consacré à la description des propriétés d'un aimant, contient des informations fiables sur son amélioration de la boussole. Cette boussole n'avait pas de carte. Une aiguille magnétique était montée sur une broche verticale et le cercle azimutal sur le dessus du pot était divisé en quatre parties, chacune étant divisée en degrés de 0 à 90. Un viseur mobile pour la radiogoniométrie était placé sur le cercle azimutal. , grâce auquel il a été possible de déterminer les directions vers les objets côtiers et les luminaires situés bas au-dessus de l'horizon. Ce viseur ressemblait beaucoup à un radiogoniomètre moderne, qui dessert encore régulièrement la flotte.

Environ un siècle et demi s'est écoulé avant qu'une nouvelle invention n'apparaisse après Peregrine, rendant encore plus facile le travail avec la boussole.

La mer est très rarement calme et tout navire subit des roulis, ce qui affecte naturellement négativement le fonctionnement de la boussole. Parfois, la houle est si forte qu’elle désactive complètement la boussole. Par conséquent, il y avait un besoin pour un dispositif qui permettrait au bol de la boussole de rester calme pendant tout mouvement.

Comme la plupart des inventions ingénieuses, le nouveau pendentif boussole était extrêmement simple. Le bol de la boussole, quelque peu lesté en bas, était suspendu sur deux axes horizontaux reposant sur un anneau. Cet anneau, à son tour, était fixé à deux demi-axes horizontaux, perpendiculaires au premier, et suspendu à l'intérieur du deuxième anneau, fixé de manière fixe au navire. Ainsi, quelle que soit l'inclinaison et la fréquence du navire, et dans n'importe quelle direction, la carte restait toujours horizontale. Du nom du mathématicien italien D. Cardano, qui a proposé ce dispositif remarquable, la suspension a été appelée cardan.

Les Portugais ont proposé de diviser la carte boussole en 32 points. Ils sont restés jusqu’à ce jour sur les cartes des boussoles marines. Chacun avait son propre nom, et jusqu'à relativement récemment, il y a une cinquantaine d'années, on pouvait trouver un marin quelque part dans le cockpit remplissant une boussole d'ombres : « Nord Nord shadow Ost, Nord Nord Ost, Nord Ost shadow Ost, Nord Ost, Nord Ost shadow Zuid" et ainsi de suite. Ombre dans ce cas en russe signifie : sur le côté. Aujourd’hui, même si les 32 points demeurent sur de nombreuses boussoles modernes, des divisions en degrés (et parfois même en fractions de degré) y ont également été ajoutées. Et à notre époque, lorsqu’on communique le cap que doit tenir le timonier, on préfère dire par exemple : « Cap 327° ! (au lieu de l'ancien « North West shadow Nord », qui est essentiellement la même chose - la différence de 1/4° est arrondie).

Depuis que le compas magnétique a acquis son design moderne au 19e siècle, il s’est très peu amélioré. Mais l’idée du magnétisme terrestre et du magnétisme en général a bien avancé. Cela a conduit à un certain nombre de nouvelles découvertes et inventions qui, même si elles ne concernent pas la boussole elle-même, sont directement liées à la navigation.

Plus les tâches qui incombaient aux flottes militaires et marchandes (commerciales) étaient complexes, plus les exigences des marins en matière de lectures de boussole étaient grandes. Les observations devinrent plus précises et soudain, de manière tout à fait inattendue pour eux-mêmes, les marins remarquèrent que leur principal assistant, la boussole, à laquelle ils avaient fait confiance sans cesse pendant tant de siècles, donnait très rarement des lectures correctes. Toute boussole magnétique s'incline de deux ou trois degrés, et parfois bien plus, pour ne pas dire plus. Nous avons remarqué que les erreurs de boussole ne sont pas les mêmes selon les endroits de la Terre, qu'au fil des années, elles augmentent à certains endroits et diminuent à d'autres, et que plus on se rapproche du pôle, plus ces erreurs sont importantes.

Mais au début du XIXe siècle, la science est venue en aide aux marins et, au milieu du XIXe siècle, elle avait réussi à faire face à ce désastre. Le scientifique allemand Carl Gauss a créé une théorie générale du magnétisme terrestre. Des centaines de milliers de mesures précises ont été effectuées, et désormais sur toutes les cartes de navigation, l'écart de l'aiguille de la boussole par rapport au véritable méridien (la soi-disant déclinaison) est indiqué directement sur la carte avec une précision d'un quart de degré. Il indique également à quelle année est donnée la déclinaison, le signe et l'ampleur de sa variation annuelle.

Le travail des navigateurs s'est accru - il devient désormais nécessaire de calculer la correction des changements de déclinaison. Cela n'était vrai que pour les latitudes moyennes. Aux hautes latitudes, c'est-à-dire dans les zones allant de 70° de latitude nord et sud jusqu'aux pôles, on ne pouvait pas du tout faire confiance au compas magnétique. Le fait est qu'à ces latitudes, il existe de très grandes anomalies de déclinaison magnétique, car la proximité des pôles magnétiques, qui ne coïncident pas avec les pôles géographiques, l'affecte. L’aiguille magnétique a ici tendance à prendre une position verticale. Dans ce cas, la science n'aide pas, et la boussole ment sans un pincement au cœur, et commence même parfois à changer ses indications de temps en temps. Ce n'est pas pour rien qu'en se préparant à s'envoler vers le pôle Nord en 1925, le célèbre Amundsen n'a pas osé se fier au compas magnétique et a mis au point un dispositif spécial appelé indicateur de cap solaire. Dans celui-ci, une horloge précise faisait tourner un petit miroir en suivant le soleil, et tandis que l'avion volait au-dessus des nuages ​​sans s'écarter de sa trajectoire, le « lapin » ne changeait pas de position.

Mais les mésaventures du compas magnétique ne s’arrêtent pas là. La construction navale se développe rapidement. Au début du XIXème siècle apparaissent les bateaux à vapeur, suivis par les bateaux métalliques. Les navires en fer ont rapidement commencé à déplacer les navires en bois, et tout à coup... L'un après l'autre, plusieurs grands bateaux à vapeur ont coulé dans des circonstances mystérieuses. En analysant les circonstances de l'accident de l'un d'eux, au cours duquel environ 300 personnes sont mortes, les experts ont déterminé que la cause de l'accident était des lectures incorrectes des compas magnétiques.

Des scientifiques et des marins se sont réunis en Angleterre pour comprendre ce qui se passait ici. Et ils sont arrivés à la conclusion que le fer du navire a une telle influence sur la boussole que les erreurs dans ses lectures sont tout simplement inévitables. Le docteur en théologie Scoresby, qui fut autrefois un capitaine célèbre, prit la parole lors de cette réunion et démontra aux personnes présentes l'influence du fer sur l'aiguille d'un compas magnétique et conclut : plus la masse de fer est grande, plus il dévie l'aiguille du compas de le méridien. « Nous, dit Scoresby, naviguons à l'ancienne, comme sur des navires en bois, c'est-à-dire sans tenir compte de l'influence du fer du navire sur la boussole. Je crains qu’il ne soit jamais possible d’obtenir des lectures correctes du compas sur un navire en acier… » La déviation de l’aiguille du compas magnétique sous l’influence du fer du navire était appelée déviation.

Les opposants à la construction navale en fer se sont enhardis. Mais cette fois, la science est venue en aide au compas magnétique. Les scientifiques ont trouvé un moyen de réduire cet écart au minimum en plaçant des aimants destructeurs spéciaux à côté du compas magnétique. La palme appartient bien sûr au capitaine Matthew Flinders, qui a donné son nom au premier destroyer, le Flindersbar. Ils ont commencé à être placés dans des habitacles à côté du pot de la boussole.

Auparavant, un habitacle était une boîte en bois dans laquelle on plaçait la nuit une boussole ainsi qu'une lanterne. Les marins anglais l'appelaient ainsi : night house - night house. De nos jours, un habitacle est une armoire en bois à quatre ou six pans sur laquelle est monté le pot de la boussole. À sa gauche et à sa droite, sur l'habitacle, se trouvent d'énormes boules de fer de la taille d'un petit melon. Ils peuvent être déplacés et fixés plus près et plus loin de la boussole. Caché à l’intérieur de l’armoire se trouve tout un ensemble d’aimants qui peuvent également être déplacés et fixés. Changer la position relative de ces billes et aimants élimine presque complètement la déviation.

Désormais, avant de partir en voyage, lorsque la cargaison a déjà été chargée et arrimée, un déviateur est hissé sur le navire et, dans une zone de mer spécialement désignée, procède à la destruction de la déviation pendant une heure et une moitié. Selon ses ordres, le navire se déplace selon des trajectoires différentes et le déviateur déplace les billes et les aimants, réduisant ainsi l'influence du fer du navire sur les lectures de la boussole. En sortant à bord, il laisse un petit tableau d'écart résiduel, dont les navigateurs doivent tenir compte à chaque fois que le navire change de cap, en guise de correction d'écart. Rappelons-nous le roman de Jules Verne « Le capitaine de quinze ans », où le canaille Negoro plaçait une hache sous l'habitacle de la boussole, modifiant radicalement ses lectures. En conséquence, le navire a navigué vers l’Afrique au lieu de l’Amérique.

La nécessité de détruire et de déterminer périodiquement l'écart résiduel nous a fait réfléchir au problème de la création d'un compas non magnétique. Au début du 20e siècle, les propriétés du gyroscope étaient bien étudiées et, sur cette base, un compas gyroscopique a été conçu. Le principe de fonctionnement du gyrocompas, créé par le scientifique allemand Anschutz, est que l'axe d'un sommet en rotation rapide reste inchangé dans sa position dans l'espace et peut être réglé le long de la ligne nord-sud. Les gyrocompas modernes sont enfermés dans une sphère hermétiquement fermée (hydrosphère), qui, à son tour, est placée dans un boîtier extérieur. L'hydrosphère flotte en suspension dans un liquide. Sa position est ajustée à l'aide d'une bobine de souffle électromagnétique. Le moteur électrique augmente la vitesse de rotation des gyroscopes jusqu'à 20 000 tours par minute.

Pour assurer des conditions de travail confortables, le gyrocompas (l'appareil principal) est placé à l'endroit le plus calme du navire (plus proche de son centre de gravité). À l'aide de câbles électriques, les lectures du gyrocompas sont transmises à des répéteurs situés sur les ailes du pont, dans la salle de contrôle centrale, dans la salle des cartes et dans d'autres salles où cela est nécessaire.

Aujourd’hui, l’industrie produit différents types de ces appareils. Leur utilisation n'est pas particulièrement difficile. Les modifications apportées à leur témoignage sont généralement utiles. Ils sont petits et permanents. Mais les appareils eux-mêmes sont complexes et nécessitent des spécialistes qualifiés pour les entretenir. Il existe d'autres difficultés de fonctionnement. Le gyrocompas doit être allumé à l'avance, avant de prendre la mer, pour qu'il ait le temps, comme disent les marins, « d'arriver au méridien ». Il va sans dire que le gyrocompas offre une précision de cap et une stabilité de fonctionnement incomparablement plus élevées aux hautes latitudes, mais cela n'a pas diminué l'autorité du compas magnétique. Les opérations de combat de la flotte pendant la Grande Guerre patriotique ont montré qu'elle était toujours nécessaire sur les navires. En juillet 1943, lors d'une opération de combat, le gyrocompas du destroyer Soobrazitelny tomba en panne. Le navigateur est passé à un compas magnétique et la nuit, par temps orageux, hors de vue de la côte, après avoir parcouru environ 180 milles (333 kilomètres), il a atteint la base avec un écart de 55 câbles (10,2 kilomètres). Le chef des destroyers Kharkov, qui ont participé à la même opération, dans les mêmes conditions, mais avec un gyrocompas fonctionnel, avait un écart de 35 câbles (6,5 kilomètres). En août de la même année, en raison d'un incendie à bord, le gyrocompas de la canonnière « Red Adzharistan » est tombé en panne. Au cours des opérations de combat, le navigateur du navire a effectué avec succès une navigation précise en utilisant uniquement des compas magnétiques.

C'est pourquoi, même aujourd'hui, même sur les navires les plus modernes équipés de systèmes de navigation, d'ingénierie radio et de systèmes spatiaux, qui comprennent plusieurs indicateurs de cap qui ne dépendent ni de la déviation ni de la déclinaison, il existe toujours un compas magnétique.

Mais quelle que soit la précision avec laquelle nous mesurons le parcours, il ne peut être tracé que graphiquement sur une carte. La carte est un modèle plat du globe. Les marins n'utilisent que des cartes de navigation spécialement conçues, dont les distances sont mesurées en miles. Pour comprendre comment de telles cartes ont été créées, il faudra remonter au XVe siècle, à cette époque lointaine où les gens venaient d'apprendre à y tracer la terre et la mer et à nager avec elles. Bien sûr, il y avait des cartes avant. Mais ils ressemblaient davantage à des dessins maladroits réalisés à l’œil nu, de mémoire. Des cartes sont également apparues, basées sur les concepts scientifiques de leur époque, décrivant avec assez de précision les côtes et les mers connues des navigateurs. Bien sûr, ces cartes contenaient de nombreuses erreurs, et elles n'étaient pas construites de la même manière que les cartes sont construites à notre époque, mais elles constituaient néanmoins une aide pour les marins qui entreprenaient des voyages à travers les mers et les océans.

C'était une époque pleine de contradictions. D'un côté, les « gens expérimentés » juraient avoir rencontré des monstres terribles, d'énormes serpents de mer, de belles sirènes et d'autres miracles dans l'océan, et de l'autre, de grandes découvertes géographiques se succédaient. D'un côté, la Sainte Inquisition a étouffé toute pensée vivante, et de l'autre, de nombreuses personnes éclairées connaissaient déjà la forme sphérique de la Terre, discutaient de la taille du globe et avaient une idée de la latitude et de la longitude. De plus, on sait que la même année 1492, lorsque Christophe Colomb découvrit l'Amérique, le géographe et voyageur allemand Martin Beheim avait déjà construit un globe. Bien sûr, ce n’était pas du tout comme les globes modernes. Sur le globe de Beheim et sur les modèles ultérieurs de la Terre plus avancés, il y avait plus de points blancs que de continents représentés avec précision ; de nombreuses terres et rivages étaient représentés selon les histoires de « personnes expérimentées » dont il était dangereux de croire sur parole. Certains continents des premiers globes étaient totalement absents. Mais l'essentiel était déjà là - dans un grand cercle perpendiculaire à l'axe de rotation, l'équateur, qui en latin signifie égaliseur, encerclait le modèle de la Terre.

Le plan dans lequel il se trouve, pour ainsi dire, divise le globe en deux et égalise ses moitiés. Le cercle de l'équateur à partir du point pris comme zéro était divisé en 360° de longitude - 180° à l'est et à l'ouest. Au sud et au nord de l'équateur, de petits cercles parallèles à l'équateur étaient dessinés sur le globe jusqu'aux pôles. On les appelait ainsi - des parallèles, et l'équateur a commencé à servir de point de départ pour la latitude géographique. Les arcs méridiens perpendiculaires à l’équateur dans les hémisphères nord et sud convergent selon un angle aux pôles. Méridien signifie « midi » en latin. Ce nom, bien entendu, n'est pas accidentel : il montre que sur toute la ligne méridienne, d'un pôle à l'autre, midi (ainsi qu'à tout autre moment) se produit simultanément. De l'équateur au nord et au sud, les arcs méridiens étaient divisés en degrés - de 0 à 90, les appelant respectivement degrés de latitude nord et sud.

Désormais, pour trouver un point sur une carte ou un globe, il suffisait d'indiquer sa latitude et sa longitude en degrés.

La grille de coordonnées géographiques a finalement été construite.

Mais c’est une chose de trouver un point sur la carte et une autre de le trouver en pleine mer. Des cartes imparfaites, un compas magnétique et un instrument goniométrique primitif pour déterminer les angles verticaux, voilà tout ce dont disposait le marin pour entreprendre un long voyage. Avec un arsenal de tels appareils de navigation, arriver à un point visible ou même au-delà de l’horizon n’est pas une tâche difficile. À moins, bien sûr, que les sommets des montagnes lointaines situées à proximité de ce point ne soient visibles au-dessus de l'horizon. Mais dès que le marin s'avançait vers la mer, les rivages disparaissaient de la vue et des vagues monotones entouraient le navire de toutes parts. Même si le navigateur connaissait la direction exacte qui devait le conduire à son objectif, il était déjà difficile de compter sur le succès, car des vents capricieux et des courants inexplorés faisaient toujours sortir le navire de la trajectoire prévue. Les marins appellent cet écart par rapport à la dérive de cap.

Mais même en l'absence de dérive, il est presque impossible de choisir la direction souhaitée à l'aide d'une carte ordinaire et de faire naviguer le navire le long de celle-ci. Et c'est pourquoi. Supposons que, armés d'une carte et d'une boussole ordinaires, nous prévoyions de naviguer hors de vue de la côte du point A au point B. Relions ces points par une ligne droite. Supposons maintenant que cette droite au point A se trouve exactement à un angle de 45°. Autrement dit, la ligne AB au point A sera située à un angle de 45° par rapport au plan du méridien passant par le point A. Cette direction n'est pas difficile à maintenir à l'aide d'une boussole. Et nous arriverions au point B, mais à une condition : si les méridiens étaient parallèles et que notre ligne de cap au point B correspondait à la direction de 45°, comme au point A. Mais le fait est que les méridiens ne sont pas parallèles et convergent progressivement selon un angle les uns par rapport aux autres. Cela signifie que le cap au point B ne sera pas de 45°, mais un peu moins. Ainsi, pour passer du point A au point B, il faudrait constamment tourner à droite.

Si, ayant quitté le point A, nous gardons constamment un cap de 45° d'après notre carte, alors le point B restera à notre droite, nous, continuant à suivre ce cap, traverserons tous les méridiens sous le même angle et nous approcherons d'un pas une spirale complexe à l'extrémité se termine au pôle.

Cette spirale est appelée rhoxodrome. En grec, cela signifie « chemin oblique ». Nous pouvons toujours choisir un rhoxodrome qui nous mènera à n'importe quel point. 14, en utilisant une carte ordinaire, il faudrait faire de nombreux calculs et constructions complexes. C'est ce dont les marins n'étaient pas satisfaits. Depuis des décennies, ils attendent une telle carte, qui serait pratique pour tracer n'importe quel cap et naviguer sur n'importe quelle mer.

C'est ainsi qu'en 1589, le célèbre mathématicien et cartographe flamand Gerardus Mercator a proposé une carte qui a finalement satisfait les marins et s'est avérée si réussie que personne n'a encore proposé quelque chose de mieux. Les marins du monde entier utilisent encore cette carte aujourd’hui. C’est comme ça qu’on l’appelle : une carte Mercator, ou une carte d’une projection Mercator cylindrique conforme.

Les principes qui sous-tendent la construction de cette carte sont ingénieusement simples. Il est bien entendu impossible de reconstituer le déroulement du raisonnement de G. Mercator, mais supposons qu’il ait raisonné ainsi.

Supposons que tous les méridiens du globe (qui traduisent assez précisément les positions relatives des océans, des mers et des terres sur Terre) sont constitués de fils métalliques et que les parallèles sont constitués de fils élastiques qui s'étirent facilement (le caoutchouc n'était pas encore connu à l'époque). ce temps). Redressons les méridiens pour qu'ils passent d'arcs à des lignes droites parallèles attachées à l'équateur. La surface du globe se transformera en un cylindre de méridiens droits coupés par des parallèles étirés. Découpons ce cylindre le long d'un des méridiens et étalons-le sur un plan. Le résultat sera une grille géographique, mais les méridiens de cette grille ne convergeront pas, comme sur le globe, aux points polaires. Ils traceront des lignes droites parallèles de haut en bas à partir de l’équateur, et des parallèles les couperont partout au même angle droit.

Une île ronde près de l'équateur, tout comme elle l'était sur le globe, restera ronde sur cette carte ; aux latitudes moyennes, la même île s'étendra considérablement en latitude, et dans la zone du pôle elle ressemblera généralement comme une longue bande droite. La position relative des terres, des mers, la configuration des continents, des mers et des océans sur une telle carte changera au point de devenir méconnaissable. Après tout, les méridiens sont restés les mêmes, mais les parallèles se sont étendus.

Nager, guidé par une telle carte, bien sûr, était impossible, mais cela s'est avéré réparable - il suffisait d'augmenter la distance entre les parallèles. Mais, bien sûr, non seulement cela augmente, mais exactement en fonction de l'étendue des parallèles lors de la transition vers la carte Mercator. Sur une carte construite à l'aide d'une telle grille, l'île ronde à l'équateur et dans toute autre partie de la carte restait ronde. Mais plus il était proche du pôle, plus il occupait de la place sur la carte. En d'autres termes, l'échelle sur une telle carte augmentait de l'équateur aux pôles, mais les contours des objets tracés sur la carte semblaient presque inchangés.

Mais comment prendre en compte le changement d’échelle vers les pôles ? Bien entendu, vous pouvez calculer l’échelle séparément pour chaque latitude. Seulement, un tel voyage serait une tâche très pénible, dans laquelle, après chaque mouvement vers le nord ou le sud, il faudrait faire des calculs assez complexes. Mais il s’avère que de tels calculs ne doivent pas nécessairement être effectués sur une carte Mercator. La carte est enfermée dans un cadre sur les côtés verticaux duquel figurent les degrés et les minutes du méridien. A l'équateur, ils sont plus courts et plus ils sont proches du pôle, plus ils sont longs. Le cadre s'utilise ainsi : la distance à mesurer est prise avec une boussole, amenée à la partie du cadre qui se trouve à la latitude du segment à mesurer et on voit combien de minutes y sont incluses. Et comme les minutes et les degrés sur une telle carte changent de valeur en fonction de la latitude, mais restent en fait toujours les mêmes, ils sont devenus la base du choix des mesures linéaires avec lesquelles les marins mesuraient leur trajectoire.

La France avait sa propre mesure - une lieue, égale à 1/20 de degré de méridien, soit 5537 mètres. Les Britanniques mesuraient leurs routes maritimes en lieues, qui représentent également une fraction de degré et mesurent 4 828 mètres. Mais peu à peu, les marins du monde entier ont convenu qu'il était plus pratique d'utiliser la valeur d'arc correspondant à une minute angulaire du méridien pour mesurer les distances en mer. C'est ainsi que les marins mesurent encore aujourd'hui leurs trajets et leurs distances en minutes d'arc de méridien. Et afin de donner à cette mesure un nom similaire aux noms d'autres mesures de voyage, ils ont baptisé la minute méridienne un mile. Sa longueur est de 1852 mètres.

Le mot « mile » n’est pas russe, alors regardons le Dictionnaire des mots étrangers. Il est dit là que le mot est anglais. Ensuite, il est rapporté que les milles sont différents : un mille géographique (7 420 m), les milles terrestres varient en taille selon les pays et enfin, un mille marin - 1 852,3 mètres.

Tout est vrai à propos du mile, à l'exception de l'origine anglaise du mot ; c'est en fait du latin. Dans les livres anciens, un mile était assez souvent trouvé et signifiait mille doubles pas. C'est de Rome, et non d'Angleterre, que ce mot nous est venu pour la première fois. Il y a donc une erreur dans le dictionnaire, mais cette erreur peut être comprise et pardonnée, puisque le compilateur de l'entrée du dictionnaire avait bien sûr à l'esprit le mille marin international ou, comme l'appellent les Britanniques, le mille de l'amirauté. À l'époque de Pierre, il nous est venu d'Angleterre. C'est ainsi que nous l'appelions : le mile anglais. Parfois, aujourd'hui, on l'appelle de la même manière.

Utiliser le mile est très pratique. Par conséquent, les marins ne vont pas encore remplacer le mile par une autre mesure.

Après avoir parcouru une carte Mercator le long d'une règle, après avoir calculé et mémorisé quelle route doit être suivie, le marin peut naviguer en toute sécurité sans penser au fait que son chemin, droit comme une flèche, sur la carte n'est pas une ligne droite. du tout, mais exactement la même courbe mentionnée un peu plus tôt - le rhoxodrome.

Bien entendu, ce n’est pas le chemin le plus court entre deux points. Mais si ces points ne sont pas très éloignés les uns des autres, alors les marins ne sont pas contrariés et supportent le fait qu'ils brûleront un excès de carburant et consacreront plus de temps à la transition. Mais sur cette carte, le rhoxodrome semble droit, ce qui ne coûte rien à construire, et vous pouvez être sûr qu'il mènera exactement là où vous en avez besoin. Que se passe-t-il s'il y a un long voyage à venir, comme par exemple une traversée de l'océan, au cours duquel les coûts supplémentaires liés à la courbure du trajet entraîneront un montant et un temps considérables ? Dans ce cas, les marins ont appris à construire une autre courbe sur la carte de Mercator - l'orthodrome, qui signifie « chemin droit » en grec. L'orthodrome sur la carte coïncide avec ce qu'on appelle l'arc du grand cercle, qui est la distance en mer la plus courte entre deux points.

Ces deux concepts ne s'intègrent pas bien dans l'esprit : la distance la plus courte et l'arc, l'un à côté de l'autre. C'est d'autant plus difficile à concilier si l'on regarde la carte de Mercator : l'orthodrome paraît beaucoup plus long que le loxodrome. Si sur une carte Mercator ces deux courbes sont posées entre deux points, l'orthodrome se pliera comme un arc, et le loxodrome s'étirera comme une corde d'arc, resserrant ses extrémités. Mais il ne faut pas oublier que les navires naviguent non pas sur une carte plate, mais sur la surface d'une boule. Et à la surface du ballon, un segment de l'arc de grand cercle sera la distance la plus courte.

L'unité de mesure des distances en mer - le mile - est étroitement liée à l'unité de vitesse adoptée en navigation - le nœud, dont nous parlerons plus loin.

Si les distances parcourues par le navire sont reportées périodiquement sur la ligne de route tracée sur la carte, alors le navigateur saura toujours où se trouve son navire, c'est-à-dire les coordonnées de sa place dans la mer. Cette méthode de détermination des coordonnées s'appelle l'estime et est largement utilisée en navigation. Mais une condition nécessaire pour cela est la capacité de déterminer la vitesse du navire et de mesurer le temps, ce n'est qu'alors que la distance parcourue peut être calculée.

Indicateurs de vitesse des navires. 2. Flacons. 2. Journal manuel. 3. Journal mécanique

Nous avons déjà dit plus haut que sur les navires de la flotte à voile, on utilisait des sabliers pour mesurer le temps, conçus pour une demi-heure (flacons), une heure et quatre heures (montre). Mais il y avait aussi un autre sablier sur les navires : les flacons. Ces heures étaient conçues pour une demi-minute seulement, et dans certains cas même pour quinze secondes. On ne peut qu'être étonné par l'art des souffleurs de verre qui ont réussi à produire des instruments aussi précis pour cette époque. Aussi petites que soient ces montres, aussi courtes que soient les périodes de temps qu'elles mesuraient, le service qu'elles rendaient aux marins de leur époque est inestimable et, comme les flacons, on se souvient d'elles chaque fois qu'on parle de déterminer le vitesse d'un navire, ainsi que lors de la mesure de la distance parcourue.

Le problème de la détermination du chemin parcouru et du chemin à parcourir a toujours été et est toujours confronté aux marins.

Les premières méthodes de mesure de la vitesse étaient peut-être les définitions de navigation les plus primitives : elles jetaient simplement un morceau de bois, d'écorce, de plume d'oiseau ou tout autre objet flottant par-dessus bord depuis la proue du navire et en même temps notaient l'heure. En marchant le long du côté, de la proue à la poupe du navire, ils ne lâchèrent pas l'objet flottant de leurs yeux et, lorsqu'il passa la coupe de la poupe, ils remarquèrent de nouveau l'heure. Connaissant la longueur du navire et le temps nécessaire à l'objet pour le traverser, la vitesse a été calculée. Et connaissant la durée totale du trajet, ils ont eu une idée approximative de la distance parcourue.

Sur les voiliers par vent très léger, cette méthode ancienne est aujourd'hui utilisée pour déterminer la vitesse du navire. Mais déjà au XVIe siècle, le premier décalage apparaît. Un secteur de 65 à 70 degrés a été réalisé à partir d'une planche épaisse, avec un rayon d'environ 60 à 70 centimètres. Le long de l'arc délimitant le secteur, en règle générale, était renforcé un poids en plomb sous la forme d'une bande, conçu de telle sorte que le secteur, jeté à l'eau, était immergé aux deux tiers verticalement et qu'un petit coin restait visible au-dessus. l'eau. Un câble fin et solide, appelé laglin, était attaché au sommet de ce coin. Dans le secteur, approximativement au centre géométrique de la partie immergée, un trou conique de 1,5 à 2 centimètres de diamètre a été percé et un bouchon en bois y a été étroitement ajusté, auquel une ligne de retard a été fermement attachée à huit à dix centimètres du extrémité attachée au coin du décalage. Ce bouchon était maintenu assez fermement dans le trou de la solive immergée, mais d'un coup sec, il pouvait être retiré.

Pourquoi était-il si difficile d'attacher la lagline au secteur du décalage ? Le fait est qu'un corps plat se déplaçant dans un milieu liquide est situé perpendiculairement à la direction du mouvement si la force déplaçant ce corps est appliquée sur son centre de voile (semblable à un cerf-volant). Il vaut cependant la peine de déplacer le point d'application des forces vers le bord de ce corps ou vers son coin, et celui-ci, comme un drapeau, sera situé parallèlement à la direction du mouvement.

De même, le rondin, lorsqu'il est jeté par-dessus bord d'un navire en mouvement, est maintenu perpendiculairement à la direction de son mouvement, puisque le rondin est attaché à un bouchon placé au centre de la voile du plan sectoriel. Lorsque le navire se déplace, le secteur subit une grande résistance à l'eau. Mais dès que vous tirez brusquement sur le laglin, le bouchon saute hors de la douille, le point d'application de la force est transféré au coin du secteur et il commence à glisser et à glisser le long de la surface de l'eau. Il ne rencontre pratiquement aucune résistance et, sous cette forme, il n’a pas été difficile de sortir le secteur de l’eau.

Des shkertiks courts (extrémités fines) étaient tissés dans le laglin à une distance d'environ 15 mètres les uns des autres (plus précisément 14,4 m), sur lesquels étaient noués un, deux, trois, quatre, etc. Parfois, les segments entre deux shkertiks adjacents étaient également appelés nœuds. Le laglin, avec les shkertiks, était enroulé sur une petite vue (comme une bobine), ce qui était pratique à tenir dans les mains.

Deux marins se tenaient à l'arrière du navire. L'un d'eux a jeté une section de bûche par-dessus bord et a tenu une vue dans ses mains. Le rondin, tombé à l'eau, s'est reposé et s'est déroulé hors de la vue du navire en mouvement. Le marin, ayant élevé la vue au-dessus de sa tête, regarda attentivement le laglin se dérouler et, dès que la première saignée s'approcha du bord de la coupe arrière, il cria : « Et voilà ! (cela signifie « Préparez-vous ! »). Et presque immédiatement après : « Tournez-vous ! ("Retournez!").

Le deuxième marin tenait dans ses mains des bouteilles conçues pour 30 secondes, mais l'équipe du premier les retourna et, lorsque tout le sable se déversa dans le réservoir inférieur, cria : « Stop !

Le premier marin a tiré brusquement sur la lagline, le bouchon en bois est sorti du trou, la section du lagline est restée à plat sur l'eau et a cessé de s'enrouler dans la lagline.

Ayant remarqué combien de petits nœuds étaient passés par-dessus bord lors du remontage de la lagline, le marin a déterminé la vitesse du navire en milles par heure. Ce n'était pas du tout difficile à faire : les mouchoirs étaient tissés dans la lagline à une distance de 1/120 de mile, et l'horloge indiquait 30 secondes, soit 1/120 d'heure. Par conséquent, combien de nœuds de lagline ont été déroulés en une demi-minute, combien de milles le navire a parcouru en une heure. C'est de là que vient l'expression : « Le navire se déplace à une vitesse de tant de nœuds » ou « Le navire fait tant de nœuds ». Ainsi, un nœud en mer n’est pas une mesure linéaire de déplacement, mais une mesure de vitesse. Il faut bien le comprendre, car lorsqu'on parle de vitesse, nous avons tellement l'habitude d'ajouter « par heure » qu'il arrive que l'on lise « nœuds par heure » dans les publications les plus autorisées. Ceci, bien sûr, est faux, car un nœud équivaut à un mile/heure.

De nos jours, plus personne n’utilise de journaux manuels. Aussi M.V. Lomonossov, dans son ouvrage « Sur une plus grande précision de la route maritime », a proposé un journal mécanique. Décrit par M.V. Le décalage de Lomonosov consistait en un plateau tournant, semblable à un gros cigare, le long duquel les ailes et les pales étaient situées à un angle par rapport à l'axe, comme sur le rotor d'une turbine hydraulique moderne. Un plateau tournant attaché à une laglina constitué d'un câble qui ne se tordait presque pas, M.V. Lomonossov a proposé d'abaisser la poupe d'un navire en mouvement. Naturellement, plus le navire se déplaçait rapidement, il tournait plus vite. Il a été proposé d'attacher l'extrémité avant de la lagline à l'arbre d'un compteur mécanique, qui était censé être fixé à l'arrière du navire et compter les milles parcourus.

Lomonossov a proposé, décrit, mais n'a pas eu le temps de construire et de tester son journal mécanique. Après lui, plusieurs inventeurs du décalage mécanique sont apparus : Walker, Messon, Clintock et autres. Leurs décalages sont quelque peu différents les uns des autres, mais le principe de leur fonctionnement est le même, proposé par M.V. Lomonossov.

Plus récemment, dès qu'un navire ou un navire prenait la mer, le navigateur et le marin transportaient sur le pont supérieur un plateau tournant, une ligne de log et un compteur, que l'on appelait habituellement une machine. Le plateau tournant avec le laglin a été jeté par-dessus bord, et la machine a été montée sur le plat-bord de la partie arrière, et le navigateur a noté dans le journal de navigation les lectures qui figuraient sur son cadran au moment du début des travaux. A tout moment, en regardant le cadran d'un tel journal, on pouvait connaître avec assez de précision le chemin parcouru par le navire. Il existe des décalages qui affichent simultanément la vitesse en nœuds.

De nos jours, de nombreux navires disposent de journaux de bord plus avancés et plus précis. Leur action repose sur la propriété de l'eau et de tout autre liquide d'exercer une pression sur un objet qui s'y déplace, qui augmente à mesure que la vitesse de déplacement de cet objet augmente. Un dispositif électronique peu complexe transmet la valeur de cette pression (pression dynamique de l’eau) à un appareil installé sur la passerelle ou au poste de commandement de navigation du navire, après avoir bien entendu préalablement converti cette valeur en milles et en nœuds.

Ce sont des journaux dits hydrodynamiques. Il existe également des journaux de bord plus avancés permettant de déterminer la vitesse d'un navire par rapport au fond marin, c'est-à-dire la vitesse absolue. Un tel journal fonctionne sur le principe d'une station sonar et est appelé hydroacoustique.

En conclusion, le mot décalage vient du néerlandais log, qui signifie distance.

Ainsi, ayant reçu à sa disposition une boussole, une carte de navigation et des unités de distance et de vitesse - milles et nœuds, le navigateur peut mener sereinement des tracés de navigation, marquant périodiquement sur la carte les distances parcourues par le navire. Mais la présence d’innombrables coordonnées de sa place dans la mer ne rejette pas du tout celles observées, c’est-à-dire déterminées instrumentalement par des corps célestes, des radiophares ou des repères côtiers tracés sur la carte, mais, au contraire, les implique nécessairement. La différence entre les coordonnées calculées et celles observées est appelée écart par les marins. Plus l'écart est petit, plus le navigateur est habile. Lorsque vous naviguez en vue de la côte, il est préférable de déterminer le lieu observé par des phares, bien visibles le jour et émettant de la lumière la nuit.

Il existe peu d'ouvrages d'art dans le monde sur lesquels il existe autant de légendes et de contes que sur les phares. Déjà dans le poème « Odyssée » de l'ancien poète grec Homère, datant des VIIIe-VIIe siècles avant JC, il est dit que les habitants d'Ithaque allumaient des feux pour qu'Ulysse, qui devait rentrer chez lui, puisse reconnaître son port natal.

Soudain, le dixième jour, il nous est apparu
rivage de la patrie.
Il hurlait déjà tout près ; il y a toutes les lumières dessus
On pouvait déjà faire la différence.
Ce sont en fait les premières mentions de marins utilisant les lumières des feux ordinaires à des fins de navigation lorsqu'ils naviguaient près de la côte la nuit.

Des siècles se sont écoulés depuis ces temps lointains avant que les phares n'acquièrent une apparence familière à tous : une haute tour surmontée d'une lanterne. Et il était une fois des barils de goudron ou des braseros à charbon, qui servaient de premiers phares, brûlaient à même le sol ou. sur des poteaux élevés. Au fil du temps, pour augmenter la portée de visibilité des sources lumineuses, celles-ci ont été installées sur des structures artificielles, atteignant parfois des proportions énormes. Les phares de la mer Méditerranée ont l'âge le plus vénérable.

L'une des sept merveilles du monde antique est le phare d'Alexandrie, ou Pharos, haut de 143 mètres, construit en marbre blanc en 283 avant JC. La construction de cette plus haute structure de l’Antiquité a duré 20 ans. Un phare immense et massif, entouré d'un escalier en colimaçon, servait d'étoile directrice aux marins, leur montrant le chemin le jour avec la fumée de l'huile brûlée à son sommet, et la nuit avec l'aide du feu, comme disaient les anciens. , « plus brillant et inextinguible que les étoiles ». Grâce à un système spécial de réflexion de la lumière, la portée de visibilité de l'incendie par nuit claire a atteint 20 milles. Le phare a été construit sur l'île de Pharos à l'entrée du port égyptien d'Alexandrie et servait à la fois de poste d'observation, de forteresse et de station météorologique.

Non moins célèbre dans l'Antiquité était le célèbre Colosse de Rhodes - une figure géante en bronze d'Hélios, le dieu solaire, installée sur l'île de Rhodes dans la mer Égée en 280 avant JC. Sa construction a duré 12 ans. Cette statue de 32 mètres de haut, également considérée comme l'une des sept merveilles du monde, se dressait dans le port de Rhodes et servait de phare jusqu'à sa destruction par un tremblement de terre en 224 av. e.

En plus des phares mentionnés ci-dessus, on en connaissait à l'époque une vingtaine d'autres, dont un seul a survécu aujourd'hui : la tour du phare près de la ville portuaire espagnole de La Corogne. Il est possible que ce phare ait été construit par les Phéniciens. Au cours de sa longue vie, il a été rénové plus d'une fois par les Romains, mais dans l'ensemble il a conservé son aspect d'origine.

La construction de phares s'est développée extrêmement lentement et au début du XIXe siècle, il n'y en avait plus qu'une centaine sur toutes les mers et océans du globe. Cela s'explique principalement par le fait que précisément dans les endroits où les phares étaient le plus nécessaires, leur construction s'est avérée très coûteuse et à forte intensité de main d'œuvre.

Les sources lumineuses des phares ont été continuellement améliorées. Aux XVIIe et XVIIIe siècles, plusieurs dizaines de bougies pesant entre 2 et 3 livres (environ 0,9 à 1,4 kg) brûlaient simultanément dans les lanternes des phares. En 1784 apparaissent les lampes à huile Argand, dans lesquelles la mèche reçoit de l'huile sous pression constante, la flamme cesse de fumer et devient plus brillante. Au début du XIXe siècle, l'éclairage au gaz commence à être installé dans les phares. Fin 1858, des équipements d'éclairage électrique font leur apparition au phare d'Upper Foreland (côte anglaise de la Manche).

En Russie, les premiers phares ont été construits en 1702 à l'embouchure du Don et en 1704 à la forteresse Pierre et Paul de Saint-Pétersbourg. La construction du plus ancien phare de la Baltique, Tolbukhin, près de Cronstadt, a duré près de 100 ans. La construction du bâtiment a commencé sur ordre de Pierre Ier. Son propre croquis a été conservé, indiquant les principales dimensions de la tour et une note : « Le reste sera laissé à l'architecte ». La construction d'un édifice en pierre nécessitait des fonds importants et un grand nombre de maçons qualifiés. La construction fut retardée et le roi ordonna la construction urgente d'une tour temporaire en bois. Son ordre fut exécuté jeune, et en 1719 une lumière éclata sur le phare de Kotlin (le nom vient de la broche sur laquelle il était installé). En 1736, une autre tentative fut faite pour ériger un bâtiment en pierre, mais elle ne fut achevée qu'en 1810. Le projet a été développé avec la participation du talentueux architecte russe AD. Zakharov, créateur du bâtiment principal de l'Amirauté à Saint-Pétersbourg. Depuis 1736, le phare porte le nom du colonel Fiodor Semenovich Tolbukhin, qui a vaincu le débarquement naval suédois sur la flèche de Kotlin en 1705, puis commandant militaire de Cronstadt.

Les plus vieux phares du monde. 1, 2. Phares anciens avec feu ouvert. 3. Phare de Faros (Alexandrie). 4. Phare de La Corogne

La tour ronde, basse et raide du phare de Tolbukhin est connue de dizaines de générations de marins russes. Au début des années 70 du XXe siècle, le phare a été reconstruit. La rive autour de l'île artificielle a été renforcée par des dalles en béton armé. La tour est désormais équipée d'équipements optiques modernes, qui permettent d'augmenter la portée de visibilité du feu, et de la première centrale éolienne automatique du pays, garantissant son fonctionnement ininterrompu.

En 1724, le phare de Kern (Kokshere) commença à fonctionner dans le golfe de Finlande, sur l'île du même nom. Au début du XIXe siècle, 15 phares étaient en activité sur la mer Baltique. Ce sont les phares les plus anciens de Russie. Leur durée de vie dépasse 260 ans ou plus, et le phare de Kõpu sur l'île de Dago existe depuis plus de 445 ans.

Dans certaines de ces structures, une nouvelle technologie de phare a été introduite pour la première fois. Ainsi, à Keri, qui a fêté ses 250 ans en 1974, une lanterne octogonale avec des lampes à huile et des réflecteurs en cuivre a été installée en 1803 - ? Le premier système optique léger de Russie. En 1858, ce phare fut équipé (également le premier en Russie) d'un système d'éclairage de Fresnel (du nom de l'inventeur, le physicien français Augustin Jean Fresnel). Ce système était un dispositif optique composé de deux miroirs plats (bimiroirs) situés à un petit angle (plusieurs minutes d'arc) l'un par rapport à l'autre.

Ainsi, Carey est devenu à deux reprises le fondateur de divers systèmes d'éclairage : capitrique - un système réfléchissant par miroir, et dioptrique - un système basé sur la réfraction de la lumière lors du passage à travers des surfaces réfringentes individuelles. La transition vers ces systèmes optiques a considérablement amélioré les caractéristiques de qualité du phare et augmenté l'efficacité de la sécurité de la navigation.

Le rôle de phares a également été joué par les célèbres colonnes rostrales de 34 mètres, construites en 1806 pour commémorer les glorieuses victoires maritimes de la Russie. Ils ont souligné l'embranchement de la Neva vers la Bolchaïa et la Malaisie Neva et ont été installés des deux côtés de la flèche de l'île Vassilievski.

L'un des phares les plus anciens de la mer Noire est Tarkhankutsky avec une tour de 30 mètres de haut. Il entra en service le 16 juin 1817. Sur l'un des phares, il est écrit : « Les phares sont le sanctuaire des mers. Ils appartiennent à tous et sont inviolables, comme les ambassadeurs des pouvoirs. » Aujourd'hui, sa lumière blanche est visible à 17 milles. De plus, il est équipé d'une balise radio et d'une alarme sonore.

En 1843, à l'extrémité de la jetée de quarantaine de la baie d'Odessa, un poste de garde-feu fut érigé avec un mât sur lequel deux lanternes à huile étaient élevées à l'aide d'un treuil. Ainsi, cette année devrait être considérée comme l'année de naissance du phare de Vorontsov. Cependant, le véritable phare de la Môle de Quarantaine n'a été ouvert qu'en 1863. Il s'agit d'une tour en fonte de 30 pieds (plus de 9 m) surmontée d'une lanterne spéciale.

En 1867, le phare d'Odessa est devenu le premier en Russie et le quatrième au monde à être équipé d'un éclairage électrique. En général, la transition vers une nouvelle source d’énergie s’est déroulée extrêmement lentement. En 1883, sur cinq mille phares dans le monde, seuls 14 étaient équipés de sources lumineuses électriques. Les autres travaillaient encore sur des lampes et des brûleurs à kérosène, à acétylène et à gaz.

Après que la jetée de raid ait été considérablement allongée, un nouveau phare de Vorontsov a été construit en 1888, qui a duré jusqu'en 1941. C'était une tour en fonte de 17 mètres de haut. Lors de la défense d'Odessa, le phare a dû sauter. Mais c'est lui qui est représenté sur la médaille "Pour la défense d'Odessa". Le nouveau phare, celui que l'on voit aujourd'hui, a été construit au début de 1954. La tour, de forme cylindrique, est devenue beaucoup plus haute - 30 mètres, sans compter la base de 12 mètres. Dans une petite maison sur la deuxième jetée, une télécommande de tous les mécanismes est installée. La tour blanche et austère, située tout au bord de la jetée du raid, est représentée sur des timbres et des cartes postales et est devenue l'un des symboles de la ville.

En 1917, 163 balises lumineuses avaient été construites sur toutes les mers russes. Les mers d'Extrême-Orient possédaient le réseau de phares le plus sous-développé (24 au total, avec un littoral de plusieurs milliers de kilomètres). Sur la mer d'Okhotsk, par exemple, il n'y avait qu'un seul phare - Elizaveta (sur l'île de Sakhaline), et sur la côte Pacifique, il y en avait aussi un - Petropavlovsky à l'approche du port de Petropavlovsk-Kamchatsky.

Pendant la guerre, une partie importante des phares a été détruite. Sur les 69 phares de la mer Noire et de la mer d'Azov, 42 ont été entièrement détruits et 16 de la mer Baltique sur 45. Au total, 69 tours de phare, 12 balises radio, 20 installations de signalisation sonore et plus d'une centaine de panneaux lumineux de navigation ont été détruits. détruit et détruit. Presque tous les équipements de navigation survivants étaient dans un état insatisfaisant. C'est pourquoi, après la fin de la guerre, le Service hydrographique de la Marine commença les travaux de restauration. Selon les données au 1er janvier 1987, 527 balises lumineuses fonctionnaient sur les mers de notre pays, dont 174 sur les mers d'Extrême-Orient, 83 sur les mers de Barents et Blanche, 30 sur la côte de l'Arctique. Océan et 240 sur les autres mers.

Au début de 1982, les lumières d'un autre phare d'Extrême-Orient - Eastern Doom - se sont allumées sur la côte de la mer d'Okhotsk. Dans la zone désertique entre Okhotsk et Magadan, une tour en fonte rouge de 34 mètres s'élevait sur le flanc d'une colline.

En 1970, la construction d'un phare fixe est achevée dans le golfe de Tallinn, à 26 kilomètres au nord-ouest du port de Tallinn (Estonie).

Leurres modernes. 1. Phare de Peschany (mer Caspienne). 2. Phare de Chibuyiy (île de Shumshu). 3. Phare Peredniy Siversov (mer Noire). 4. Phare de Piltun (île de Sakhaline). 5. Phare de Shventoy (mer Baltique). 6. Phare de Thallia

Le phare de Tallinn a été le premier phare automatique d’URSS dont tous les systèmes sont alimentés par des isotopes atomiques. Le phare est installé à une profondeur de 7,5 à 10,5 mètres dans la zone du banc de Tallinmadal sur une fondation hydraulique (un lit de pierre d'un diamètre de 64 mètres et une masse conique géante en béton armé d'un diamètre de base de 26 mètres). La forme conique de la base (45°) réduit considérablement les charges de glace sur la structure. Le phare entoure la berge et donne accès au port. La tour cylindrique monolithique en béton armé du phare, haute de 24,4 mètres, se termine par une structure de lanterne circulaire vitrée en acier. La hauteur totale du phare depuis le niveau de la mer est de 31,2 mètres, depuis le bas de 41 mètres. La tour est garnie de tubes en fonte, peints en noir (partie inférieure élargie), orange (partie médiane) et blanc (partie supérieure). Il comprend huit étages abritant des locaux techniques et de service (la centrale isotopique se trouve au rez-de-chaussée). Le dispositif optique fournit une portée de lumière blanche de 28 kilomètres. Le phare de Tallinn est équipé d'une balise radio d'une portée de 55 kilomètres, d'une balise à transpondeur radar et d'un système de télécommande pour toutes les aides à la navigation du phare. À une hauteur de 24,2 mètres se trouve une lourde plaque commémorative en bronze sur laquelle sont inscrits les noms de destroyers, de patrouilleurs, de sous-marins et de navires auxiliaires - un total de 72 navires qui ont péri pendant la Grande Guerre patriotique dans la région de Tallinn.

Les phares comme celui de Tallinn ne nécessitent pas de personnel d’entretien. C’est pourquoi le cap est actuellement fixé pour la construction de tels phares.

Parmi les phares construits et mis en service ces dernières années, une place particulière appartient au phare automatique Irbensky. Il a été construit en pleine mer sur une fondation hydraulique. Tous les moyens techniques du phare fonctionnent automatiquement. Le phare est équipé d'un héliport.

Les équipements d'éclairage pulsé ont commencé à occuper une place importante dans les équipements de navigation, surtout récemment, avec l'introduction desquels il n'est plus nécessaire de recourir à des systèmes optiques complexes. Les systèmes d'éclairage pulsé dotés d'une énorme puissance lumineuse sont particulièrement efficaces dans les arrière-plans très éclairés des ports et des villes.

Pour avertir des endroits dangereux situés loin de la côte, ou comme stations de réception à l'approche des ports, on utilise des bateaux-phares, qui sont des navires spécialement conçus, ancrés et équipés d'équipements de phare.

Pour identifier avec confiance les phares pendant la journée, on leur attribue différentes formes et couleurs architecturales. La nuit et dans des conditions de mauvaise visibilité, les équipages des navires sont aidés par le fait que chacun des phares se voit attribuer des signaux radioélectriques et acoustiques d'une certaine nature, ainsi que des feux de différentes couleurs - autant d'éléments du code par lequel les marins déterminent le « nom » du phare.

Chaque navire ou navire dispose d'un répertoire « Feux et signalisation », qui contient des informations sur le type de construction de chaque phare et sa couleur, la hauteur de sa tour, la hauteur du feu au-dessus du niveau de la mer, la nature (constant, clignotant, éclipse) et la couleur de la lumière du phare. De plus, les données sur tous les moyens d'équipement de navigation des mers sont incluses dans les directions correspondantes et sont indiquées sur les cartes de navigation à leurs emplacements.

La portée des balises lumineuses est de 20 à 50 kilomètres, des balises radio - de 30 à 500 ou plus, des balises à signaux acoustiques aéroportés - de 5 à 15, avec des signaux hydroacoustiques - jusqu'à 25 kilomètres. Les signaux aériens acoustiques sont désormais émis par des nautofons - des cloches hurlantes, et auparavant une cloche sonnait dans les phares, avertissant d'un endroit dangereux - hauts-fonds, récifs et autres dangers pour la navigation.

Aujourd’hui, il est difficile d’imaginer la navigation sans phares. Éteindre leur lumière revient à retirer d'une manière ou d'une autre les étoiles du ciel, que les marins utilisent pour déterminer l'emplacement astronomique du navire.

La sélection des emplacements, l'installation et le fonctionnement continu du phare sont effectués par des personnes spécialisées dans les hydrogrammes. En temps de guerre, leur travail revêt une importance particulière. Lorsque, le matin du 26 décembre 1941, les navires de la flotte de la mer Noire et les navires faisant partie de la flottille d'Azov et de la base navale de Kertch commencèrent à débarquer sur la côte nord-est de la péninsule de Kertch, un soutien hydrographique bien organisé contribua à les opérations de débarquement réussies. A la veille du débarquement, des cibles de deux bouées portatives éclairées ont été installées près du rivage aux abords de Feodosia, et des feux d'orientation ont également été installés, notamment sur le rocher d'Elchan-Kaya.

En pleine nuit du 26 décembre, les lieutenants Dmitry Vyzhull et Vladimir Mospan ont débarqué secrètement du sous-marin Shch-203, ont atteint une falaise de glace dans un canot pneumatique, ont grimpé avec beaucoup de difficulté avec l'équipement jusqu'à son sommet et y ont installé une lanterne à acétylène. Cet incendie a assuré de manière fiable l'approche de nos navires avec les forces de débarquement vers le rivage et a également servi de bon point de référence pour les navires de débarquement approchant de Feodosia. Le sous-marin à partir duquel les âmes courageuses ont débarqué a été contraint de s'éloigner du rocher et de plonger en raison de l'apparition d'un avion ennemi. A l'heure dite, le bateau ne s'est pas approché du lieu de rendez-vous avec les hydrogrammes, et leur recherche, effectuée un peu plus tard, s'est soldée par un échec. Les noms des lieutenants Dmitry Gerasimovich Vyzhull et Vladimir Efimovich Mospan sont inscrits sur la plaque commémorative des victimes installée dans le bâtiment du Département hydrographique de la flotte de la mer Noire, leurs photographies sont placées sur le stand des hydrographes morts pendant la Grande Guerre patriotique. , à la Direction Principale de la Navigation et de l'Océanographie.

Pendant la défense héroïque de Sébastopol, le phare de Chersonesos a continué à fonctionner sous des bombardements et des tirs d'artillerie continus, assurant l'entrée et la sortie des navires.

Lors du troisième assaut contre la ville, du 2 juin au 4 juillet 1942, Chersonesos fut attaquée par plus de 60 bombardiers ennemis. Tous les locaux d'habitation et de service du phare ont été détruits, les optiques ont été brisées.

Le chef du phare, qui a consacré plus de 50 ans de sa vie à la flotte, Andrei Ilitch Dudar, bien que grièvement blessé, est resté à son poste de combat jusqu'à la fin. Voici les lignes de la pétition pour nommer le navire à passagers « Andrei Dudar » : « … un marin héréditaire de la flotte de la mer Noire - son grand-père a participé à la première défense de Sébastopol, son père a servi comme gardien du Phare de Chersonesos depuis 30 ans. Andrei Ilitch est né dans un phare et a servi comme marin sur le destroyer Kertch. À la fin de la guerre civile, il œuvra à restaurer la flotte. Il a commencé la Grande Guerre Patriotique en tant que chef d'un phare... » Le travail dans un phare nécessite une formation particulière de la part des personnes. La vie des ouvriers des phares ne peut pas être qualifiée de réglée, surtout en hiver. Ces gens sont pour la plupart sévères et intacts.

Les phares ont un sens étonnamment aigu du devoir et de la responsabilité. Alexander Blok a écrit un jour à sa mère depuis le petit port d'Abervrak en Bretagne : « Récemment, un gardien est mort à l'un des phares tournants, sans avoir eu le temps de préparer la voiture pour la soirée. Ensuite, sa femme a forcé les enfants à faire tourner la voiture avec leurs mains toute la nuit. Pour cela, elle a reçu l'Ordre de la Légion d'honneur. Le poète romantique américain G. Longfellow, auteur de la merveilleuse épopée sur le héros populaire indien « La chanson de Hiawatha », a écrit à propos du lien éternel entre le phare et le navire :

Comme Prométhée, enchaîné à un rocher, Tenant la lumière volée à Zeus, Faisant face à la tempête avec sa poitrine dans l'obscurité rugissante, Il adresse ses salutations aux marins : « En route, navires majestueux !

L'océan a obligé les hydrographes à créer tout un système de protection contre les dangers maritimes, qui s'est amélioré avec la navigation. Il se développera et s’améliorera tant que l’océan et les navires existeront.

Ainsi, lorsque l'on navigue près de la côte, les phares, les sommets des montagnes et certains endroits remarquables de la côte servent depuis longtemps de points de repère aux marins. Après avoir déterminé les directions (relèvements) de deux ou trois de ces objets à l'aide d'une boussole, les marins reçoivent un point sur la carte - l'endroit où se trouve leur navire. Mais que se passe-t-il s'il n'y a aucun endroit visible ou si le rivage a disparu au-delà de l'horizon ? C'est cette circonstance qui a longtemps constitué un obstacle insurmontable au développement de la navigation. Même l'invention de la boussole - après tout, elle indique uniquement la direction du mouvement du navire - n'a pas résolu le problème.

Lorsqu'on a appris qu'il était possible de déterminer la longitude à partir d'un chronomètre et la latitude à partir des altitudes des luminaires, un instrument goniométrique fiable était nécessaire pour déterminer les altitudes.

Avant que l'instrument goniométrique qui convenait aux marins n'apparaisse et n'établisse sa supériorité, le sextant et bien d'autres instruments, ses prédécesseurs, étaient à bord des navires. Le tout premier d'entre eux était peut-être l'astrolabe naval - un anneau de bronze divisé en degrés. Une alidade (règle) passait par le centre, dont les deux moitiés étaient décalées l'une par rapport à l'autre. De plus, le bord de l’un était le prolongement du bord opposé de l’autre, de sorte que la règle passait par le centre aussi précisément que possible. Il y avait deux trous sur l'alidade : un grand pour chercher le luminaire et un petit pour le fixer. Lors des mesures, il était retenu ou suspendu par l'anneau.

Instruments goniomètres et chronomètre. 1. Astrolabe. 2. Quadrants. 3. Chronomètre. 4. Sextant

Un tel instrument ne convenait que pour des observations grossières : il oscillait non seulement lors de roulis et par temps venteux, mais aussi au simple toucher des mains. Néanmoins, les tout premiers voyages longue distance furent effectués avec un appareil similaire.

Par la suite, l’anneau astronomique est entré en service. L'anneau devait également être suspendu, mais lors des mesures, il n'était pas nécessaire de le toucher avec les mains. Un petit rayon de soleil, pénétrant à travers le trou jusqu'à la surface intérieure de l'anneau, tombait sur l'échelle graduée. Mais l’anneau astronomique était aussi un dispositif primitif.

Jusqu'au XVIIIe siècle, le bâton de Jacob, également connu sous le nom de rayon astronomique, de flèche, de verge d'or, mais surtout de verge de ville, servait d'outil de navigation pour mesurer les angles. Il était composé de deux lattes. Un transversal mobile était monté sur un long rail perpendiculaire à celui-ci. Le long bâton porte des diplômes.

Pour mesurer la hauteur d'une étoile, l'observateur plaçait une longue tige avec une extrémité près de l'œil et déplaçait la courte de manière à ce qu'elle touche l'étoile avec une extrémité et la ligne d'horizon avec l'autre. La même tige courte ne pouvait pas être utilisée pour mesurer la hauteur des étoiles, c'est pourquoi plusieurs d'entre elles étaient incluses avec l'appareil. Malgré ses imperfections, le pôle urbain a existé pendant une centaine d'années, jusqu'à ce qu'à la fin du XVIIe siècle le célèbre navigateur anglais John Davis propose son quadrant. Il se composait de deux secteurs d'arc de 65 et 25° avec deux dioptries mobiles et une fixe au sommet commun des secteurs. L'observateur, regardant à travers la fente étroite de la dioptrie oculaire, projetait le fil de la dioptrie objet sur l'objet observé. Après cela, le décompte le long des arcs des deux secteurs a été résumé. Mais le quadrant était loin d’être parfait. Se tenir debout sur le pont oscillant, combiner le fil, l'horizon et le rayon de soleil n'était pas une tâche facile. Par temps calme, cela était possible, mais par mauvais temps, les hauteurs étaient mesurées de manière très approximative. Si le soleil brillait dans l’obscurité, son image sur la dioptrie était floue et les étoiles étaient complètement invisibles.

Pour mesurer les altitudes, il fallait un dispositif permettant d'aligner le luminaire avec la ligne d'horizon une fois et quel que soit le mouvement du navire et la position de l'observateur. L'idée de construire un tel dispositif appartient à I. Newton (1699), mais il a été conçu par J. Hadley en Angleterre et T. Godfrey en Amérique (1730-1731) indépendamment l'un de l'autre. Ce goniomètre marin avait une échelle (cadran) qui faisait un huitième du cercle, et c'est pourquoi on l'appelait octane. En 1757, le capitaine Campell a amélioré cet instrument de navigation en faisant un cadran d'un sixième de cercle, l'appareil s'appelait sextant. Il peut mesurer des angles jusqu'à 120°. Le sextant, comme son prédécesseur octane, appartient à un large groupe d'instruments utilisant le principe de double réflexion. En tournant le grand miroir de l'appareil, vous pouvez envoyer un reflet du luminaire vers le petit miroir, aligner le bord du luminaire réfléchi, par exemple le soleil, avec la ligne d'horizon et à ce moment faire une lecture.

Au fil du temps, le sextant a été amélioré : un tube optique a été installé et un certain nombre de filtres colorés ont été introduits pour protéger l'œil du soleil lors des observations. Mais, malgré l'apparition de cet instrument goniométrique parfait et le fait qu'au milieu du XIXe siècle, l'astronomie nautique était déjà devenue une science indépendante, les méthodes de détermination des coordonnées étaient limitées et peu pratiques. Les marins ne savaient pas comment déterminer la latitude et la longitude à tout moment de la journée, même si les scientifiques proposaient un certain nombre de formules mathématiques lourdes et difficiles. Ces formules n'ont pas été distribuées dans la pratique. La latitude n'était généralement déterminée qu'une fois par jour - à midi vrai ; dans ce cas, les formules ont été simplifiées et les calculs eux-mêmes ont été réduits au minimum. Le chronomètre permettait de déterminer la longitude à tout moment de la journée, mais il fallait en même temps connaître la latitude de son lieu et la hauteur du soleil. Ce n'est qu'en 1837 que le capitaine anglais Thomas Somner, grâce à un heureux hasard, fit une découverte qui eut un impact significatif sur le développement de l'astronomie pratique : il développa des règles pour obtenir une ligne de hauteurs égales, dont la pose sur une projection Mercator La carte a permis d'obtenir un lieu observé. Ces lignes furent appelées lignes Somner en l'honneur du capitaine qui les découvrit.

Disposant d'un sextant, d'un chronomètre et d'une boussole, le navigateur peut naviguer sur n'importe quel navire, qu'il dispose ou non d'autres systèmes de navigation électroniques, même les plus modernes. Avec ces instruments éprouvés, le marin est libre et indépendant de toutes les vicissitudes de la haute mer. Un navigateur qui néglige le sextant risque de se retrouver dans une situation difficile.

(1) En 1928, le Service hydrographique international a adopté une valeur moyenne arrondie de 1 852 mètres. L'URSS adhéra à cette décision en 1931 (Circulaire de la Direction Générale de la Marine n° 317 du 8 juillet 1931).

Avant
Table des matières
Dos

D’un autre côté, il est important de choisir le chemin le plus rentable et de s’y tenir, en surveillant constamment votre localisation. C'est là que la navigation aide les gens.

Les anciens marins essayaient de naviguer près de la côte et déterminaient l'emplacement du navire à l'aide de repères côtiers. Courageux Phéniciens et Vikings, naviguant loin des côtes, guidés par le soleil et les étoiles. Au 11ème siècle une boussole est apparue, mais l'aiguille magnétique dans les hautes latitudes ne pointait pas vers le nord géographique, mais vers un pôle magnétique qui ne coïncidait pas avec le pôle nord. Cela signifie que plus les latitudes dans lesquelles les navires naviguaient sont élevées, plus l'erreur dans les lectures de la boussole est grande. La boussole était loin d'être un moyen d'orientation universel. Au milieu du XVIe siècle. L'éminent cartographe flamand G. Mercator a calculé les coordonnées du pôle magnétique et a proposé un nouveau principe pour dessiner des cartes dans une projection cylindrique conforme. Depuis, toutes les cartes marines ont été compilées dans cette projection.

Actuellement, la direction de déplacement du navire est déterminée par un compas magnétique (tenant compte de la déclinaison magnétique) ou par un gyrocompas. Le gyrocompas est conçu sur le principe d'une toupie et est entraîné en rotation par un moteur à une fréquence de 300 000 tours par minute. Comme tout sommet, il a la propriété de maintenir une position d'axe donnée dans l'espace, par exemple la direction du nord au sud.

Lorsqu’un navire est en haute mer, sa route et la distance parcourue sont constamment tracées sur une carte. Cette comptabilité du taux de change est appelée notation, et le taux de change est appelé dénombrable. Le résultat du travail du navigateur est appelé tracé (le cap du navire sur la carte).

Ce n'est qu'à proximité du rivage, à l'aide d'un phare ou d'un radiogoniomètre (appareil permettant de déterminer des directions angulaires par rapport à des repères extérieurs : objets côtiers ou flottants, corps célestes, etc.), que le navigateur peut nommer avec précision les coordonnées du navire. Il détermine la direction vers deux points de repère dont la position est connue sur la carte. Des lignes sont tracées à partir de ces points de repère sur la carte, et le point de leur intersection sera l'emplacement du navire en mer.

Loin du rivage, le navigateur utilise des instruments de navigation. La vitesse du navire et la distance parcourue sont mesurées à l'aide d'un journal de bord. Les bûches peuvent être hydrodynamiques ou hydrostatiques. Une bûche hydrodynamique est une toupie (vis) qui est tirée sur un câble derrière la poupe du navire. Habituellement, le journal est relié à un compte-tours installé au fond du navire. Plus le navire va vite, plus le journal tourne vite, et le compteur indique un nombre de tours plus élevé, et la valeur de la vitesse du navire est indiquée sur son cadran.

La bûche hydrostatique absorbe la force de la pression de l’eau. Un tube courbé à son extrémité est descendu dans l'eau. L’ouverture du tube est tournée vers l’avant. Le flux d'eau qui coule sur le navire crée une pression. Plus la vitesse est élevée, plus la pression est élevée. La valeur de la pression détermine la vitesse du navire.

Mesurer la vitesse d'un navire en nœuds implique d'utiliser le premier journal simple, semblable à un flotteur. Il a été éjecté du navire sur une corde divisée en parties par des nœuds. Le nombre de nœuds qui ont « manqué » du navire en une demi-minute correspondait au nombre de milles marins (1 111,852 km) parcourus par le navire par heure.

Cependant, le journal de bord ne donne pas une idée très précise de la vitesse du navire, car il ne peut pas prendre en compte la vitesse et la direction des courants, le vent et les facteurs influençant la dérive du navire. Les marins n'ont pas besoin du cap prévisible, mais du cap réel du navire, donc le cap prévisible est corrigé par des observations astronomiques à l'aide d'un sextant (ou sextant) - un instrument goniométrique à miroir réfléchissant pour mesurer les hauteurs des corps célestes au-dessus de l'horizon ou les angles entre les objets visibles sur le rivage. La structure du sextant est la suivante : un télescope et deux miroirs (pour réfléchir les rayons lumineux du corps céleste) sont fixés sur un secteur en bronze, qui constitue environ 1/6 du cercle (le nom de l'appareil vient de le mot latin sextantis - "sixième"). Le secteur comporte des divisions - degrés et minutes - pour les mesures angulaires.

Lors de la détermination de l'emplacement d'un navire ou d'un avion par le soleil ou les étoiles, les hauteurs de plusieurs corps célestes au-dessus de l'horizon visible sont généralement mesurées à l'aide d'un sextant. Ensuite, un certain nombre de corrections sont apportées au résultat obtenu, en tenant compte par exemple de l'abaissement de l'horizon visible, etc. Et enfin, les corrections des coordonnées numériques sont déterminées (le plus souvent graphiquement), à l'aide des formules de nautique et l'astronomie aéronautique.

Avec le développement de la technologie radio, les communications radio sont venues en aide à la navigation maritime. Les balises radio, dont l'emplacement est connu avec précision, envoient en permanence des signaux radio. Ils sont reçus par le radiogoniomètre d'un navire - un récepteur radio spécial, à l'aide duquel le relèvement est déterminé - l'angle entre le méridien sur lequel se trouve le navire et la direction vers la source des ondes radio. Lors de la détermination de l'emplacement du navire, les relèvements de deux stations radio (radiobalises) sont pris en compte.

Dans l'intérêt de la navigation, un radar est également utilisé (voir Radar), qui permet de « voir » dans l'obscurité et le brouillard, de déterminer la distance et le relèvement par rapport au rivage ou à un navire avec lequel vous devez vous disperser en mer.

L'emplacement du navire peut également être déterminé par la topographie du fond indiquée sur la carte. Pour cela, un appareil à ultrasons est utilisé - un échosondeur (voir Acoustique, technologie acoustique). En mesurant le temps nécessaire à une impulsion ultrasonique pour se déplacer vers le fond marin et en revenir, l'appareil détermine la profondeur et l'enregistreur automatique trace une courbe de profondeur - la topographie du fond. Le navigateur compare l'image sur la carte avec les lectures de l'écho-sondeur.

La technologie de navigation joue un rôle important dans l’aviation, car elle aide à guider les avions. Devant le pilote, sur le tableau de bord, parmi de nombreux instruments différents, se trouvent des instruments de navigation. Il s'agit d'un altimètre dont la conception repose sur les mêmes principes qu'un baromètre réagissant aux changements de pression. La pression diminue avec l'altitude et le navigateur compare la pression au sol avec les lectures de l'altimètre. De cette façon, vous pouvez connaître l'altitude de vol approximative. L'altitude réelle de vol est déterminée par un radioaltimètre - un petit radar. Il envoie des impulsions radio au sol et les reçoit en retour. La vitesse de l'onde radio est connue - 300 000 km/s, et l'appareil détermine l'altitude de vol en fonction du temps écoulé entre le moment de l'envoi et le retour de l'impulsion. Le compteur de vitesse en altitude est un manomètre qui mesure la pression du flux d'air venant en sens inverse. Avec l'altitude, elle diminue et l'appareil affiche une vitesse plus faible. Mais l’anémomètre prend automatiquement en compte ce changement et, par conséquent, son aiguille pointe vers la vitesse réelle. La direction du vol peut être jugée par les lectures du gyrocompas.

Le navigateur doit être capable de déterminer la position du navire en mer par des repères côtiers qui occupent une position constante sur la terre et sont tracés avec précision sur des cartes, ainsi que par des corps célestes.
Les observations de repères faites à cet effet et la détermination de la position du navire à partir de ceux-ci sont appelées observations .
Les points indiquant l'emplacement du navire sur la carte, obtenus à la suite d'observations, sont appelés observationnel . Les coordonnées observées sont marquées dans le texte avec l'index « o », par exemple Ш о ou Д о.
Décalage lieu dénombrable (c'est-à-dire l'endroit où le navigateur croit que le navire se trouve, selon ses calculs, au moment de l'observation) avec une observation (déterminée d'une manière ou d'une autre) est appelé résiduel . L'écart est désigné par la lettre C et est exprimé dans le texte par la distance et la direction du lieu de comptage à celui observé, par exemple C = 9,5-130°. Cela signifie que le lieu observé est situé à 9,5 milles du lieu repérable dans la direction de 130°.
Les repères permettant de déterminer visuellement l'emplacement du navire sont des objets marqués sur des cartes : tout d'abord, des balises et des panneaux spécialement installés, dont la position est déterminée avec précision ; puis d'autres structures artificielles bien visibles - tours, clochers, cheminées d'usine - et, enfin, des repères naturels bien visibles dans la région - caps, sommets de montagnes, rochers individuels. Le plus souvent, les lignes de relèvement tirées des points de repère sont utilisées comme lignes de position.

Détermination de l'emplacement d'un navire par le relèvement de deux objets

La méthode la plus simple et la plus couramment utilisée pour déterminer la position d'un navire en mer consiste à déterminer la position par deux relèvements pris simultanément de deux objets différents. Supposons que l'objet A (le phare) soit observé depuis le navire le long du relèvement vrai IP1, et l'objet B au même moment le long du relèvement IP2. En prenant les relèvements au compas de ces objets et en les corrigeant avec une correction générale au compas, on obtient les valeurs des relèvements réels des objets observés. Après avoir tracé les lignes de ces relèvements sur la carte, au point d'intersection des lignes (point M) on obtient la localisation observée du navire.
L'emplacement résultant (le point d'intersection des lignes de relèvement réel) est encerclé. Une inscription sous forme de fraction est faite à proximité du point résultant, indiquant l'instant du temps à la place du numérateur, et le décalage à la place du dénominateur. Si une divergence est constatée, elle est également indiquée. (Tous les travaux sur les cartes se font avec un simple crayon).

Détermination de l'emplacement d'un navire par le relèvement de trois objets


Disons que les relèvements au compas de trois objets A, B et C sont pris en même temps et que les lignes des relèvements réels correspondants IPa, IPv et IPs sont tracées sur la carte. Il est clair que si les observations sont correctes et que la correction acceptée de la boussole est correcte, alors les lignes des trois relèvements doivent se croiser au même point, car la véritable position du navire ne peut pas être à des points différents en même temps.
Si une erreur est commise dans les observations ou les valeurs acceptées, les lignes de relèvement se couperont en trois points, formant entre elles ce qu'on appelle un triangle d'erreurs. De plus, si le triangle d’erreur est relativement petit, alors la position du navire est considérée comme étant en son centre.

Déterminer l'emplacement du navire par deux et
trois distances


De la même manière, l'emplacement du navire est déterminé par deux ou trois distances (s'il est possible de mesurer d'une manière ou d'une autre la distance à deux ou trois points de repère, par exemple par radar).

Déterminer la position du navire en
deux angles horizontaux

De la même manière, la position du navire est déterminée par deux angles horizontaux (en mesurant les angles horizontaux avec un sextant et en les reportant sur des cartes à l'aide d'un rapporteur).
A partir de la figure ci-dessous, je pense que le principe de détermination d'un lieu à l'aide de 2 relèvements vous sera clair.

Bien avant l’avènement des satellites et des ordinateurs, divers appareils « astucieux » aidaient les marins à naviguer sur les océans. L'un des plus anciens - l'astrolabe - a été emprunté aux astronomes arabes et simplifié pour pouvoir être utilisé en mer.

Grâce aux disques et aux aiguilles de cet appareil, il était possible de mesurer les angles entre l'horizon et le soleil ou d'autres corps célestes. Et puis ces angles ont été convertis en valeurs de latitude terrestre. Progressivement, l'astrolabe fut remplacé par des instruments plus simples et plus précis. Il s'agit de la traverse, du quadrant et du sextant, inventés entre le Moyen Âge et la Renaissance. Les boussoles avec des divisions marquées et ayant reçu une apparence presque moderne au XIe siècle permettaient aux marins de diriger le navire tout droit le long du cap prévu.

Au début du XVe siècle, le « calcul à l’aveugle » a commencé à être utilisé. Pour ce faire, ils ont jeté des bûches par-dessus bord, attachées à ces cordes - lignes. Des nœuds étaient faits sur les cordes à une certaine distance. Le cadran solaire servait à marquer l'heure du déroulement de la ligne. Ils divisèrent la longueur par le temps et obtinrent, bien entendu de manière très imprécise, la vitesse du navire.

Nombre de latitudes

Au Moyen Âge, les marins déterminaient leur position par rapport à l'équateur, c'est-à-dire la latitude, en regardant le soleil ou les étoiles. L'angle d'inclinaison du corps céleste a été déterminé à l'aide d'un astrolabe ou d'un quadrant (photos ci-dessous). Ensuite, ils ouvrirent leur table, appelée éphéméride, et à partir de celle-ci ils déterminèrent la position du navire.

Mesurer la hauteur des corps célestes

Pour mesurer la hauteur d'un corps céleste, le navigateur devait pointer une tige métallique vers ce corps, en regardant le corps, déplacer des barres transversales de différentes longueurs le long de la tige jusqu'à ce qu'elles atteignent la ligne d'horizon. Des marques étaient marquées sur le bâton avec des valeurs de hauteurs au-dessus de l'horizon, c'est-à-dire au-dessus du niveau de la mer.

Détermination de la longitude

Les marins ont essayé de le faire à l'aide de cadrans solaires et de tanches - une corde épaisse sur laquelle étaient noués des nœuds. La quantité de sable versée dans l'horloge était utilisée pour déterminer le temps écoulé, et la vitesse de déplacement était déterminée par la longueur de la ligne jetée par-dessus bord et enroulée autour de l'œil du navire. En multipliant le temps de trajet quotidien par la vitesse, on obtient la distance parcourue. Sachant où le navire a commencé son voyage, dans quelle direction et quelle distance il a parcouru en une journée, on pourrait à peu près imaginer un déplacement dans le sens est-ouest, c'est-à-dire un changement de longitude.

Le navire illustré ci-dessous est le Victoria. Magellan et son équipage y effectuèrent le premier tour du monde et rentrèrent au Portugal en 1522. Leur itinéraire est représenté par une ligne ondulée à gauche sur une carte publiée en 1543.