Навигационные приборы: создание и развитие

Навигационные приборы: создание и развитие

Древние мореплаватели Европы и Среднего Востока ориентировались в основном по звездам. В 11 веке н. э. арабские моряки, которые давно плавали по Индийскому океану, встречали китайцев, у которых был навигационный инструмент — компас. Еще в 1 веке н. э. китайцы использовали природные магниты (магнитный железняк) для определения северного направления. Первым примитивным компасом был простой кусок намагниченного железа на соломенной подстилке в сосуде с водой. Многие коллекционеры старинных морских приборов включают магнитный железняк в свои коллекции.
В 11 и 12 веках компас получил широкое распространение в арабских странах Северной Африки и в Западной Европе. Конструкцию компаса усовершенствовали — теперь он представлял собой намагниченную стрелку на штифте. Позднее штифт стали приклеивать к круглой картушке с указанием частей света, и стрелка могла вращаться. В 16 веке французские моряки использовали универсальный шарнир — самовыравнивающееся приспособление с кольцами и центровыми опорами, которое во время шторма удерживало компас в горизонтальном положении. Большие судовые компасы помещали в нактоуз — ящик из тикового дерева, установленный на уровне глаз рулевого. В зависимости от тоннажа судна или тщеславия его владельца нактоуз вырезали в виде фигуры матроса или трех играющих дельфинов, которые поддерживали компас своими хвостами. Когда в 19 веке появились бронированные суда, потребовалось нейтрализовать влияние брони на магнитную стрелку. С каждой стороны нактоуза установили железные шары.
Приборы для определения широты
Арабы изобрели первый прибор для определения высоты небесных тел над уровнем моря — астролябию. С 11 века моряки пользовались небольшими астролябиями для определения высоты солнца в полдень, чтобы по ней определить широту. В 16 веке Магеллан взял в свое первое кругосветное путешествие 24 астролябии, и каждый корабль испанской армады имел на борту несколько таких приборов. В настоящее время в музеях или частных коллекциях сохранилось только 66 подлинных приборов, которые датируются 1600 — 1640 годами.
На смену астролябии пришла горизонтальная нивелирная рейка, которая обладала тем же недостатком: чтобы пользоваться ею, нужно смотреть непосредственно на солнце. В тропиках это не только трудно, но и опасно. Затем разработали нивелирную рейку, по которой можно определять высоту, отвернувшись от солнца. Угол отклонения солнца определяли по теням, которые отбрасывали два подвижных флюгера на внешний градуированный круг. Значительное количество таких нивелирных реек было создано в 17 и 18 веках. В настоящее время их еще можно найти. Почти все рейки были сделаны из железного дерева и имели гравированную шкалу из самшита. Редкие экземпляры выполнены из слоновой кости и грушевого дерева.
В 1750 году Джеймс Хедли в Англии и братья Барадель во Франции создали усовершенствованный вариант нивелирной рейки — квадрант. Пользуясь этим треугольным прибором, можно было смотреть прямо на солнце, так как что наборы фильтров не пропускали опасное сияние. Прибор сохранял свою форму в течение многих лет. Основные изменения произошли в 18 веке, когда приборы стали делать из латуни, а не из красного или черного дерева. Латунные приборы меньше нагревались в тропиках.
В 18 веке внедрение делительных машин позволило наносить на шкалу приборов мелкомасштабные деления. Для нанесения таких делений оптимально подходила шкала из драгоценных металлов, тогда корпус приходилось делать из латуни: непрактично вставлять металлическую шкалу в деревянный корпус. Однако найдены старинные секстанты со шкалой из слоновой кости в латунном корпусе, и эти приборы находятся в неудовлетворительном состоянии. Найдены также секстанты в корпусе из черного дерева, которые были включены в каталоги изготовителей до середины 19 века, так как они были очень популярны у старомодных капитанов судов.