Мореходные инструменты, морские карты и пособия, способы кораблевождения, применявшиеся в первой половине ХVIII века
К основным мореходным инструментам, обеспечивающим кораблевождение в первой половине ХVIII столетия, относились магнитный компас, лаг, лот, склянки, градшток, квадрант Дэвиса, астролябия, ноктурнал.
Появление магнитного компаса (вначале как магнитной иголки, прикрепленной к поплавку) исследователи относят к ХII в. В начале ХIII в. к магнитной стрелке была прикреплена картушка, и с этого времени основные принципы конструкции магнитного компаса сохранились до наших дней.
Русские мореходы пользовались магнитным компасом еще в ХIII - ХIV вв. Доказательством этого служит такой общеизвестный факт, как наличие на берегах Северного Ледовитого океана приметных крестов. Эти кресты, сделанные из огромных бревен, камней или плавника своей поперечиной были всегда ориентированы по направлению магнитной стрелки. Поморам в то время о склонении компаса не было известно, а "ошибка" в установке крестов как раз в точности соответствовала величине магнитного склонения. Кресты были видны издалека и служили своеобразными маяками. Их видели западные путешественники на Русском Севере в ХVI –ХVII вв., хотя большая часть крестов, особенно к востоку от Белого моря, была уничтожена в 1626 г., когда во исполнения царского приказа "о запрещении морского хода в Мангазею" тобольский воевода донес царю Михаилу Федоровичу: "… и те признаки (кресты-маяки) велели мы, холопы твои, зжечь, чтоб однолично в Сибирь, в Мангазею, немецкие (так называли тогда всех иноземцев ) водяным путем и сухими дорогами ходу не проискали". Об употреблении поморами компаса упоминается и в иностранных источниках. Участник экспедиции Баренца де Фер описывает встречу с судном поморов близ устья Печоры 12 августа 1597 г. так: "Русские принесли свой небольшой морской компас и стали показывать, что Кандинес (Канин-Нос) находится к северо-западу от нас; это же самое показывал и наш компас ...". Компас поморы называли "матка" (или "маточка"). Он представлял собой коробочку из кости или дерева диаметром около 5 см. В центре коробочки на шпильке помещалась намагниченная игла. Такой компас поморы носили в специальном кожаном мешочке. Поскольку при его изготовлении была применена мамонтовая кость, широко распространенная на севере России, но неизвестная на Западе до ХVII в., можно с уверенностью утверждать, что такие компасы делали сами поморы.
Говоря об истории появления компаса на Севере, нельзя обойти молчанием деревянный компас поморов. Хотя принципиально он отличался от магнитного (в нем отсутствовала магнитная стрелка), но назначение его было тем же - определять направление, главным образом в каботажном плавании. Деревянным компасом начали пользоваться в ХIV – начале ХV вв. и называли его ветромером. Это был сферический сегмент диаметром 60-70 и толщиной 5 сантиметров. Диск его был разбит на 32 румба, обозначенных деревянными стержнями. В центре компаса стоял штырь для определения линии север-юг по тени от солнца в полдень. Если его не было, компас ориентировали по крестам – маякам, приметным береговым мысам или господствующим ветрам и, таким образом, выбирали направление, по которому следовало плыть. Правильность направления периодически проверяли. Деревянный компас поморы использовали до конца ХVII в. Однако, чтобы пользоваться им, надо было хорошо знать местные условия, так как компас часто ориентировали по направлению ветра. Поморы прекрасно знали условия плавания, и свой опыт передавали из поколения в поколение.
Ценную реликвию нашли участники экспедиции АНИИ Главсевморпути (1944-1945 гг.) на острове Фаддея и в заливе Симса в юго-западной части моря Лаптевых – солнечные компасные часы. Они представляли собой комбинацию солнечных часов и обычного компаса. По этим часам можно было определять время и проверять показания компаса, сравнивая их с направлением тени солнечных часов. А это давало возможность определять склонение компаса.
Скорость хода определялась на глаз или по вычислениям времени прохождения судна мимо выброшенных за борт предметов (палки, бревна). Позднее стали применяться в качестве измерителя времени песочные часы (полуминутные, минутные и т.п.). Секторный лаг с лаглинем, разбитым узелками на отрезки такой длины, которая соответствовала скорости судна в один узел, появился лишь в ХVI в. и применялся вплоть до ХIХ в. До начала ХVIII в. лоты применялись, как правило, в прибрежной зоне и имели лотлини длиной не более 100–200 метров.
В конце ХVII в. изготовление компасов было налажено в Воронеже. Однако для строящихся кораблей военно-морского флота компасов не хватало, и их в большом количестве ввозили из-за границы. За установленными на кораблях компасами требовался надзор. На кораблях это делали штурманы и их помощники, а на берегу для этой цели была введена должность компасного мастера. Все морские компасы в конце навигации сдавались ему в Адмиралтейство, а с началом навигации выдавались штурманам на корабли. Перед выдачей компасный мастер должен был намагнитить компасные стрелки с помощью магнитов и следить "чтоб иглы, на чем компас вертится, были остры и крепки и не скоро бы сламывались". Среди мастеровых Адмиралтейской верфи в Петербурге в 1721 г. числилось девять "компасников", которые под руководством голландца Питера Форма изготовляли различные мореходные инструменты. С декабря 1726 г. компасным делом в России стал руководить первый отечественных компасных и часовых дел мастер Афанасий Шелкунов , бывший до этого подмастерьем у голландца. По своему назначению компасы подразделялись: на путевые, или корабельные; азимут-компасы, то есть компасы с пеленгаторами для пеленгования береговых ориентиров и светил, определения направлений на другие объекты и измерения угла дрейфа (использовались в практике мореплавания с конца ХVII в.); и, наконец, пель-компасы для инструментальной съемки рельефа на берегу.
Петр I заботился о производстве мореходных инструментов в стране. 1 июня 1721 г. был заложен фундамент инструментальной мастерской "по чертежу, как показано рукой его Царского Величества". В мастерскую при Адмиралтейской верфи направили учеников, которые, став мастерами, расширили дело. С 1722 г. созданная инструментальная мастерская занималась изготовлением компасов и песочных часов, производила некоторые геодезические инструменты.
В 1725 г. была создана Оптическая мастерская при Академии наук.
Для измерения скорости использовали ручные (секторные) лаги. Ошибка измерения скорости таким лагом равнялась 10-20 % от скорости хода. Величина ее зависела от правильности разметки линя на узлы, точности склянки и состояния погоды.
Склянки также периодически проверялись. Для проверки использовался маятник на неподвижном основании. Изготовление песочных часов производилось тоже в инструментальной мастерской компасными мастерами, что специально оговаривалось в Морском уставе Петра Великого.
Из астрономических инструментов следует вспомнить астролябию, градшток, квадрант, ноктурнал.
Астролябия – это астрономический угломерный инструмент, позволявший измерять высоты светил. На кораблях известна с древнейших времен и нашла широкое применение после ее усовершенствования в конце ХV в. На точность измерения высоты светила влияли качка корабля, колебания астролябии от ветра и прикосновения рук. Ошибка измерения высоты могла быть больше одного градуса.
Градшток – астрономический угломерный инструмент, позволявший измерять высоты светил, на кораблях использовался с конца ХV столетия, а на берегу – с древнейших времен. В сравнении с астролябией градшток был более совершенным инструментом.
Известный английский мореплаватель Джон Дэвис в начале ХVII в. усовершенствовал градшток, что позволило измерять углы до 90 градусов. Усовершенствованный градшток получил название квадранта Дэвиса. Хотя он был более прогрессивен, но им нельзя было измерять высоты звезд. Он широко использовался в ХVII и первой половине ХVIII в.
Ноктурнал – астрономический прибор, предназначенный для определения местного времени по взаимному расположению Полярной звезды и звезд Дубхе и Мерак (? и ? Большой Медведицы). Использовался штурманами со второй половины ХV в. Точность измерения времени около четверти часа.
В кораблевождении существенное значение имел отсчет начала суток. Время, употреблявшееся на флотах многих стран до начала ХХ в., в корне отличалось от общепринятого гражданского и называлось астрономическим. Если по гражданскому времени сутки начинались в полночь, то на кораблях – в полдень того же дня. Морякам начинать сутки в полдень было удобно: в этот час уточняли время с помощью солнечных часов и одновременно по полуденной высоте солнца определяли широту места. Такой порядок счета суток у моряков был введен со времени первых заморских плаваний в ХV в., когда пользовались только солнечными часами и полдень был удобным моментом для проверки времени.
В русском флоте употреблялось так называемое "морское счисление времени", в котором сутки начинались с полдня предшествующего дня по гражданскому календарю. Таким образом, "морское счисление" опережало гражданский календарь на 12 часов, а астрономический – на целые сутки. Этот порядок отсчета суток был перенят у английских моряков в начале ХVIII в. В России "морское счисление времени" просуществовало до 1814 г. Потом перешли на астрономический счет в связи с тем, что стали использовать перевод английского Морского астрономического ежегодника (под названием "Морской месяцеслов"), а англичане перешли на него еще в 1767 г. Смена суток (24.00) в полдень просуществовала до 1917 г.
Судовые часы ХV-ХVIII вв. – это целый набор стеклянных сосудов с песком (склянок). Главными в наборе считались 4-часовые склянки. Существовали и более мелкие часовые, получасовые, пяти-, трех-, одно- и полуминутные. Они использовались, например, при определении скорости хода по лагу и при астрономических наблюдениях.
Во всех плаваниях ХV-ХVIII вв. учитывалось местное время: часы отсчитывались от местного полдня, который наступал, к примеру, в Архангельске и Санкт-Петербурге в разное время. В ночную пору время определяли по "звездным часам". Роль стрелки таких часов играл ковш созвездия Малой Медведицы, описывающий за сутки полный оборот вокруг кончика "рукоятки ковша" – Полярной звезды.
Для обеспечения безопасности плавания в начале ХVIII в. в России стали появляться первые маяки. Начало строительству маяков в России было положено в 1703 г., когда в устье реки Дон соорудили три маяка. Первый огонь для навигации стали держать на бастионе Петропавловской крепости в 1703 г. На Белом море первая маячная башня была построена в 1705 г. на острове Мудьюг. К 1725 г. в Финском заливе существовало пять построенных маяков: Дагерортский (в настоящее время – Кыпу), Кокшерский (Кери), Котлинский, Лондонский и Рогервикский (Пакри). Некоторые из них были каменные. В 1744 г. был построен первый маяк на Дальнем Востоке в порту Охотск, а для обеспечения входа в порт было выставлено плавучее ограждение в виде двух бочек.
Целям обеспечения безопасности кораблевождения, прежде всего, служили морские карты. Первые карты на русском языке, гравировались с иностранных - голландских и шведских. Именно ими пользовались первые российские штурманы при плавании на Белом и Балтийском морях.
Самые древние карты, которые использовали мореплаватели, были вычерчены в Греции в начале нашей эры. Сборник карт в "Географическом руководстве" Птолемея приобрел большую популярность в средневековой Европе с ХII в. До этого плавали по портоланам – компасным картам. Карты древнегреческого географа под названием "птолемеев" использовались во многих странах до конца ХVI в. Однако подлинные навигационные карты появились лишь в самом конце ХVI в. На этих картах курс изображался прямой линией, и по ней следили за движением корабля. Самобытная морская культура северного поморья позволила создать и первые чисто славянские прообразы морских карт. Поморы, пускавшиеся в смелые плавания в суровые моря – Баренцево, Белое и Карское, имели, кроме знаний, передаваемых из поколения в поколение, документы в виде чертежей, рисунков или карт.
В России применялись для плавания старинные "чертежи" еще в ХV –ХVI вв. Подтверждением этому является карта голландца Исаака Массы, изданная в 1609 году. По словам Массы, карта досталась ему от одного помора, и получил он ее с большим трудом: "… так как русский, сообщивший ее мне, подвергся бы смертной казни, если бы о том узнали…". На карте Массы обозначен остров Вайгач, Новая Земля разделена на два острова. Это свидетельствует о том, что поморы часто плавали к Новой Земле и хорошо знали этот район. В то же время на карте экспедиции Баренца Новая Земля еще была изображена полуостровом. До 1525 г. Дмитрий Герасимов составил первую карту побережья Северного Ледовитого океана.
"Чертежи" делали без градусной сетки и обозначения масштаба, хотя некоторое представление о масштабе у русских мореплавателей все-таки было. Для составления "ландкарт" созывали бывалых людей и расспрашивали их о том, какие пункты в какой стороне находятся (ориентируясь на полуденную линию солнца) и на сколько дневных переходов удалены. Так с помощью "сведомцев", "памятных бывальцев", "достоверных писцов" рождались "расспросные карты". В 1627 г. была составлена "Книга Большому чертежу", в которую была включена "Роспись поморским рекам берегу Ледовитого океана". У поморских мореплавателей Студеного моря навигационный опыт закреплялся и в письменных документах – "записных книжках", "уставах морских", "морских указах" и "книгах морского ходу". В этих древнерусских рукописных лоциях образно и подробно описывались не только береговые приметы, но и направления ветров, распорядок приливо-отливных течений, советы, как предсказать погоду по цвету морской воды, облакам и оттенкам неба, о выборе времени прохода между льдов.
В конце ХVII – начале ХVIII вв. у поморов появляются астрономические приборы: квадранты, градштоки, астролябии. Градшток (в Морском уставе 1720 г. – градбог) у русских мореплавателей назывался "палкой" и был популярен, благодаря своей простоте, так как его можно было изготовить из подручного материала.
Согласно организации службы во времена Петра I на кораблях военно-морского флота каждый штурман должен был иметь личные карты.
Первые штурманы при плавании на Белом и Балтийском морях пользовались шведскими и голландскими картами. Сборники компасных карт (портоланов) под названием "Зеркало мореходства" (1584 г.) и "Сокровищница мореходства" (1592 г.) стали издаваться Лукой Вагенером. На картах печатались указания по правилам навигации, сведения из лоций. Атласы (собрания карт) были на каждом корабле, отправлявшемся в дальнее плавание. Вплоть до ХVIII в. моряки любую лоцию или трактат по навигации называли "вагенером". Издания Вагенера неоднократно переводились на русский язык и под названием "Зей факел" ("Морской светильник") использовались в русском флоте до появления отечественных карт и лоций. Карты в то время не корректировались, и по мере устаревания их попросту переиздавали.
До конца ХVII в. в России существовали:
• географические карты, издаваемые за границей. Они составлялись по скудным материалам, полученным от русских послов или от иностранцев, посещавших Россию, поэтому имели большие искажения и неточности;
• географические чертежи – схемные изображения земли, составляемые в России по результатам опроса населения и личных наблюдений. Они были также приближенными.
Гидрографические работы в России начались в 1696 году при создании Азовского флота Петром I. Корабль "Крепость" с вице-адмиралом Крюйсом и Петром I произвел съемку р. Дон, от Воронежа до Азова. Штурман этого корабля Х. Отто в 1699 году на переходе в Константинополь с послом Емельяном Украинцевым на борту для подписания мира по приказу Петра I проводил измерения глубин практически по всему пути следования, а в Керченском проливе им была произведена съемка берегов и турецких укреплений.
Первым русским навигационным печатным изданием был "Атлас реки Дона, Азовского и Черного морей", напечатанный в русской типографии Амстердама в 1703-1704 гг. Работа над картами этого атласа производилась в 1696 г. адмиралом Крюйсом при участии самого Петра I . Первая карта Белого моря издана Андрианом Шонбеком в 1701 г. в Москве, основой для ее издания послужила морская карта Белого моря, помещенная в голландском "Зей факеле" ван Кейлена. В этом же году была составлена первая карта Черного и Азовского морей.
Русские гидрографические работы на Балтийском море начались также при Петре I. В 1710 году вице-адмирал Крюйс и поручик Грис - описали район от Кронштадта до Выборга. Затем Грис, по мере продвижения русских на запад, описывал занятые места и издал атлас "Книга размерная градусных карт Ост-зее или Варяжского моря" в 1714 году, состоявший из 12 карт. Он был перегравирован со шведского Розенфельда и дополнен собственными работами. Этот атлас переиздавался в 1720 и в 1723 г.
В случае необходимости продвижения галерного флота в новые, незнакомые участки финских шхер вначале посылали небольшой отряд судов с штурманами для осмотра берегов, рекогносцировки и промера. Необходимо отметить, что подобные работы в тот период выполнялись в основном штурманскими чинами. После Гангутского сражения были произведены: в 1714 г. опись проходов у Гангута, в 1715 г. съемка в Рижском заливе, съемка и промер фарватера от Березовых островов до острова Гогланд. В это время штурман Кожин производил съемку и промер от острова Гогланд до Ревеля. Карта Кожина была напечатана в 1716 г. Тогда же произведены промеры галерных фарватеров в Финляндских и Абосских шхерах. В период 1719-1724 гг. была произведена опись всего южного берега Финского залива с прибрежными островами. В результате проделанной работы в 1724 г. была составлена карта этого района. На основании имеющихся материалов в 1726 г. Адмиралтейств – коллегией была выпущена генеральная карта Финского залива и 12 частных карт (инженера Любераса).
В 1738 году вице-адмирал Соймонов издал атлас Балтийского моря "Морской светильник", причем он использовал весь имевшийся русский, шведский и голландский материал. С 1739 по 1741 год инженер Люберас и флота капитан Нагаев описали северный берег Финского залива. Уже с 1746 по 1752 год производились систематические работы капитаном Нагаевым. По его картам, от Петербурга до Виндавы и шхерам северного берега Финского залива, а также по составленным им лоциям до Скагеррака, плавали 60 лет - до 1812 года. Атлас Нагаева издавался несколько раз и постепенно пополнялся. Астрономически были определены 6 пунктов (квадрантом). Съемка производилась астролябией и компасом. Карты были плоские, без сетки и без склонения компаса, с линейным масштабом.
С первых лет ХVIII столетия началось бурное развитие торгового и военного мореплавания на Белом море. В 1702 году в Архангельске стали строиться русские военные суда - линейные корабли и фрегаты, которые были крупнее поморских и иностранных купеческих судов.
Плавание в Белом и Баренцевом морях до второй половины ХVIII в. обеспечивалось картами голландского атласа Ван-Кайлена "Зее-факел" (Морской светильник)1600 года. Материалами для него послужили сведения английских и голландских мореплавателей, искавших в ХVI столетии морской путь в Индию (северо-восточный морской проход). На картах этого атласа был изображен берег от границ Норвегии до Карского моря и Новой Земли, с частными планами многих якорных стоянок. Однако они имели значительные искажения форм береговой черты и были весьма неточны в расстояниях между географическими пунктами. Например, при фактической ширине Горла Белого моря 56 миль на карте она составляла 17 миль, остров Сосновец размером 8 кабельтов (каб) на 2 каб на карте был нанесен длиной 100 каб и шириной 40 каб. Пользоваться картами этого атласа можно было только для опознания берегов, а не для определения места судна . По данным этих карт в 1701–1703 гг. в России были изданы карты: "Чертеж реки Двина или Архангельска", "Размерная карта Белого моря" (от Колы и Канин Носа до Архангельска), " Размерная карта от Пялицы даже до Ковды " (западная часть Белого моря) .
Петр I, плавая в Белом море в 1693, 1694 и 1702 годах, убедился в грубых неточностях иностранных карт, а также в сложности плавания в Белом море с его течениями, мелями, туманами и штормами. Поэтому, несмотря на отсутствие своих кадров геодезистов, гидрографов и штурманов, уже при нем были предприняты первые шаги по описанию отдельных частей Белого моря, таких как рейд Соловецких островов, устье Северной Двины.
Составление карт в России при Петре I считалось делом государственной важности. Указом от 9 декабря 1720 г. было объявлено о начале первой съемки в России. Составляли карты выпускники Навигацкой школы Морской академии как штурманы, так и геодезисты, поскольку в первой половине ХVIII в. любой штурман был и геодезистом.
В начале ХVIII в. гидрографическими работами руководила Адмиралтейств – коллегия. При ней в 1724 г. была создана чертежная мастерская, а также имелась типография и штат штурманов, подштурманов и штурманских учеников "для рисования карт и содержания их при чертежной ".
На Балтийском море до 1721 г. штурманы пользовались шведскими и датскими лоциями. В апреле 1721 г. в Петербурге впервые была переведена на русский язык и издана шведская лоция Балтийского моря "Книга морская, зело потребная, явно показующая правдивое мореплавание в Балтийском море". Эта лоция была настолько полезна для штурманов, что переиздавалась с небольшими изменениями в 1739, 1756 и 1786 гг. Помимо морских карт и лоций издавались другие навигационные пособия. В 1703 г. были выпущены "Таблицы логарифмов и синусов, тангенсов, секансов" – первое пособие, напечатанное на русском языке. Второе издание этих таблиц вышло в 1716 г. В 1722 г. были изданы "Таблицы горизонтальные северные и южные широты восхождения Солнца", предназначенные для определения поправки компаса. Через год издаются "Таблицы склонения Солнца с 1720 по 1741 гг.", которые обеспечивали возможность определения широты корабля в море по меридианальной высоте Солнца.
В первой половине ХVIII в. кораблевождение в русском флоте в основном слагалось из:
• ведения аналитического счисления;
• определения широты места корабля по меридианальной высоте Солнца или по высоте Полярной звезды;
• определение места корабля по видимым ориентирам, нанесенным на карту;
• исправления результатов аналитического счисления по уточненным координатам места корабля;
• решения задач счисления по картам " де-редюкцион ";
• определения поправки магнитного компаса;
• решения вспомогательных задач: промер, съемка и описание побережья в целях корректуры и составления морских карт и планов; определение времени восхода и захода Солнца, времени и высоты полных и малых вод; измерение скорости хода лагом, разбивка лаглиня, определение поправок склянок и пр.
При ведении аналитического счисления в корабельном ("шканечном") журнале в начале каждого часа записывались:
• румбы по компасу, "по которому плывет корабль";
• направление ветра;
• дрейф от ветра, "склонение от правого румба";
• " правые " румбы (истинный курс корабля, исправленный поправкой на дрейф);
• скорость (в узлах).
По этим данным один раз в сутки на момент полудня рассчитывались счислимые координаты места корабля по формулам аналитического счисления. Результаты вычислений заносились на этой же странице журнала в так называемую "полуденную таблицу". Форма этой таблицы на различных кораблях была неодинакова. Вообще, в те времена записи в журналах велись в произвольной форме и часто не на русском языке. Так, журналы корабля "Орменд" в 1720 г. велись на английском языке, корабля "Фредемарк" и "Святой Андрей" в 1721 г. – на голландском языке, корабля "Выборг" в 1722 г. – на датском языке. Содержание записей в журналах далеко не всегда позволяло восстановить плавание корабля в течение суток. Однако во всех журналах на 12 часов полудня каждых суток записывались счислимые координаты места корабля.
Ни в учебных пособиях, ни в корабельных журналах первой половины ХVIII в. ничего не говорится о графическом счислении. По видимому оно не велось: в те годы в меркаторской проекции составлялись карты мелкого масштаба, соответствовавшие современным генеральным картам, поэтому при ведении графического счисления накапливались существенные ошибки. Для графического решения задач счисления пути корабля в первой половине ХVIII в. использовалась "карта де-редюкцион". Ее первое описание на русском языке было сделано в 1733 г. в пособии "Сокращенная навигация по карте де-редюкцион".
Определение места корабля по видимым береговым ориентирам (нанесенным на карту) производилось путем измерения компасного пеленга на один из ориентиров и определения глазомерного ("антретного") расстояния до него. В журнале фрегата "Святой Яков" за 1725 г. запись обсервации сделана в следующей форме: "В два часа пополудню увидели г. Грот м. Горн на NW в трех милях". Пеленг по компасу измерялся с погрешностью порядка ? румба в хорошую погоду, на качке ошибка в пеленге могла достигать одного румба. Точность определения глазомерного расстояния зависела от опытности мореплавателя, среднеквадратическая ошибка определения расстояния обычно не превышала 10 % от определяемого расстояния. При наличии обсервации по видимым береговым ориентирам координаты места корабля записывались в судовом журнале на момент конца суток.
При плавании в открытом море (вне видимости берегов) для уточнения своего места производилось определение широты места корабля. Практически определять долготу места корабля в море в то время не имели возможности, хотя и существовали теоретические способы определения долготы места по затмениям Луны и спутников Юпитера, по лунным расстояниям, по часам и поправке ("склонению") компаса. Эти способы подробно описывались в специальной литературе, однако, большие методические погрешности в одних случаях и продолжительность вычислений в других, делали их практически непригодными для использования на кораблях.
Определение широты места корабля в море могли производить по меридианальной высоте Солнца, по высоте Полярной звезды и по меридианальным высотам звезд. Однако практически широта места в море определялась в основном по меридианальной высоте Солнца, так как в темное время суток трудно наблюдать линию горизонта. Высота Солнца, как правило, на корабле измерялась с помощью градштока, исправлялась поправками за полудиаметр Солнца и высоту глаза наблюдателя. Сохранилась собственноручная запись Петра I от 1690 г., объясняющая способ определения широты этим способом: "Когда хочешь поло избрать (т.е. найти широту места или возвышение полюса) и когда будешь делать и сколько градусов Солнце покажет на астролябиум (h), записать. Потом взять того дня деклинацию (склонение Солнца в день наблюдений - ?) и вынять (отнять) оную из того числа, что Солнце покажет субстракциею (методом вычитания) и достальное, которое осталось за выемкою (оставшиеся после h – ?) , вынять из 90, и что останется по тому месту, столько и градусов широты. Деклинацию зимой убавить и летом прибавить ".
Определить широту по меридианальной высоте Солнца можно было только один раз в сутки. Если на момент местного полудня горизонт не был виден или облачность закрыла Солнце, то обсервацию нельзя было произвести, поэтому обычно определения широты производились не часто. Так, при плавании фрегата "Святой Яков" из Кронштадта к острову Готланд в июне 1725 г. записей о производстве астрономических обсерваций в корабельном журнале нет.
По измеренной астрономическим способом широте производилась корректура счисления пути корабля или, как тогда говорилось - "исправа". Так как сама обсервованная широта места корабля имела погрешность "едва меньше 5 минут", счислимое место корректировалось по обсервованной широте в случаях, когда между счислимой и обсервованной широтами разница была более 5 минут.
Согласно требованиям Устава Петра I (глава 12, пункт 6), штурман "должен проверять компас". Во время плавания требовалось производить определение поправки компаса или, как тогда говорили, "склонения" компаса. Поправки компаса определялись методом амплитудов, методом азимутов и по Полярной звезде.
Амплитудом Солнца назывался угол между направлением на истинный восток (запад) и пеленгом на Солнце в момент его восхода (захода). Величина амплитуда Солнца рассчитывалась штурманом по формуле: Sin A = Sin ? ¤ / Cos ? , где A, ? ¤ , ? – амплитуд, склонение Солнца и широта места, соответственно. Величина поправки компаса находится из сравнения истинного амплитуда с наблюденным по компасу.
Для определения поправки компаса по азимуту Солнца необходимо было иметь минимум двух наблюдателей. Один из них измерял компасный пеленг на Солнце, другой в этот же момент – высоту Солнца. Для вычисления истинного пеленга Солнца использовались широта места корабля, склонение Солнца и его высота. Поправка компаса рассчитывалась как разность истинного и компасного пеленгов Солнца.
Полярная звезда расположена не на самом полюсе, она описывает круг радиусом более 2 0 около полюса. Пеленговать звезду для определения поправки компаса рекомендовалось только в те моменты, когда она находилась на меридиане наблюдателя, выше или ниже полюса, т.е. 2 раза в сутки.
В тех случаях, когда из-за погодных условий не было возможности определить поправку компаса, для счисления использовалось магнитное склонение, приведенное в лоциях или других источниках. В те времена были уже накоплены некоторые сведения о величине магнитного склонения в различных частях Атлантического и Индийского океанов. В 1701 г. была издана первая магнитная карта. С 1623 г. было также известно о наличии годового изменения склонения.
История Штурманской службы флота России, М., БРЭ, 2003
- Зарождение штурманской службы на российском флоте при Петре I
- Мореходные инструменты, морские карты и пособия, способы кораблевождения, применявшиеся в первой половине ХVIII века
- Порядок прохождения службы штурманскими чинами в период с 1725 по 1797 гг.
- Деятельность штурманов - участников Второй Камчатской (Великой Северной) экспедиции 1733-1743 гг.
- Освоение Тихого океана русскими мореплавателями в ХVII - ХIX вв.
- Изучение Севера и поиск "северо-восточного прохода" во второй половине ХVIII века
- Организация и структура штурманской службы на флоте в период правления императора Павла I
- Развитие штурманской службы во второй половине ХIХ - начале ХХ веков
