Штурманская книжка.RU

Профессия "штурман"

Введение
1. Развития штурманской профессии
1.1 Создание основ (1696 – 1752)
1.1.1 Навигацкая школа
1.1.2 Морская академия
1.1.3 Штурманская рота
1.2 Кризисный период
1.3 Корпус флотских штурманов
2. Организация штурманской работы на корабле (до конца XXYIII века)
3. Основные мореходные инструменты
4. Методы кораблевождения штурманов XVIII века

В первой половине XVIII столетия кораблевождение в русском флоте в основном слагалось из:

- ведения аналитического счисления;

- определения широты места корабля по меридианальной высоте Солнца или высоте Полярной звезды;

- определения 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 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. Например, на пакет­боте "Св. Павел" при плавании его в 1741 г. "полуденная таблица" корабельного журнала состояла из трех колонок. В первой колонке перечислялись элементы счисления:

- "от Авачи (начального пункта плавания) румб и расстояние". Расстояние рассчитывалось с точностью до миль, направление - до ми­нуты в четвертном счете;

- "склонение компаса" - поправка компаса с точностью до чет­верти румба;

- "расстояние прибавленное". В настоящее время смысл этой за­писи нам не понятен. В работе Г.К.Шумейко "Навигационный анализ плавания 1741 г." эта запись расшифровывается как "разность в ве­личине генерального плавания с предыдущего полдня: будучи величи­ной условной, выражающей приращение расстояния от Авачи, она не равна суточному генеральному плаванию". Однако такая трактовка не подтверждается записями в журнале, потому что во всех записях "расстояние прибавленное" больше плавания по генеральному курсу, а в ряде случаев даже больше суммарного суточного плавания;

- "разность длины (разность долгот) всего пути", т.е. от пун­кта отхода (Авачи), и "дневная", т.е. разность долгот, сделанная в течение суток, рассчитывалась и записывалась с точностью до деся­тых долей минуты;

- ”расстояние” - расстояние, пройденное кораблем в течение су­ток по генеральному курсу, записывалось иногда с точностью до ми­ли, иногда с точностью до десятых долей мили;

- ”румб” - направление суточного плавания, суточный генеральный курс записывался в четвертном счете с точностью до минут;

- "отшествие" к востоку или западу, записывалось на одной строке "к востоку", на другой - "к западу" с точностью иногда до мили, иногда до сотых долей мили;

- "разность ширины" (широты) - записывалась на одной строке "к северу", на другой - "к югу", с точностью до десятых или сотых долей минуты;

- "ширины" (широты) - записывались на одной строке на момент конца суток ("ширина пришедша"), на другой - начала суток ("ширина отшедша").

Во второй колонке "полуденной таблицы" записывались счислимые величины элементов аналитического счисления, перечисленных в пер­вой колонке. Если производилась обсервация (определение широты) и по обсервованной широте выполнялась корректура счисления, то в третьей колонке записывались исправленные значения элементов счисления.

В таблице "румб плавания" соответствует генеральному курсу су­точного плавания, "расстояние" - плаванию за сутки по генеральному курсу.

Для примера в таблице 2 приведена запись результатов аналитического счисления ("полуденная таблица") в журнале фрегата "Св. Яков" на 25 июня 1725 г.

Таблица 2

Путь плавания	Расстояние	Ширина	Длина	Отшествие от меридиана	N или S	O st или W
Noto	25 .3	57 ° 12 `	34 ° 15 `	0 ° 20 `	0 ° 10`	-	В два часа пополудни увидели г. Грот. Грот на NW в 3 милях

Отличаются от приведенных форм записи результатов аналитичес­кого счисления и в других корабельных журналах. 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, кораблей "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 XYIII 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 XYIII в. использовалась "карта де-редюкцион".

Первое описание этой карты на русском языке было сделано в 1733 г. в пособии "Сокращенная навигация по карте де-редюкцион". Карта де-редюкцион позволяла графически решать навигационные за­дачи:

1. По координатам пункта отхода, курсу и плаванию найти коорди­наты пункта прихода.

2. По координатам пункта отхода, курсу и разности широт найти величину плавания и долготу пункта прихода.

3. По координатам пункта отхода, величине плавания и разности широт найти курс корабля и долготу пункта прихода.

4. По координатам пунктов отхода и прихода найти курс корабля и величину плавания.

5. По координатам пункта отхода, курсу корабля и долготе пун­кта прихода найти величину плавания и широту пункта прихода.

6. По координатам пункта отхода, долготе пункта прихода и вели­чине плавания найти курс корабля и широту пункта прихода.

Определение места корабля по видимым береговым ориентирам (на­несенным на карту) производилось путем измерения компасного пе­ленга на один из ориентиров и измерения глазомерного ("антрентно­го") расстояния до него. В корабельном журнале при этом делалась запись следующего содержания: "... в 12 часов увидели Вауа по компасу от нас, WtN, в расстоянии, на пример, 10 минут" (судовой журнал пакетбота "Св. Павел" 1741 г.). В журнале фрегата "Св. Яков" за 1725 г. запись обсервации сделана в следующей форме: "В два часа пополудни увидели г. Грот Горн на NW в 3 милях".

Пеленг по компасу измерялся с погрешностью порядка 1/4 румба в хорошую погоду, на качке ошибка в пеленге могла достигать одного румба. Точность измерения глазомерного расстояния зависела от опытности мореплавателя, среднеквадратическая ошибка измерения расстояния обычно не превышала 10% от измеряемого 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 ошибки в одних случаях, сложность 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. Так, во время плавания капитана А. И. Чирикова в 1741 г. к берегам Америки все определения широты места выполнены по меридианальной высоте Солнца. Форма записи в журнале не была строго регламентирована. Так, обсервация от 9 июня 1741 г. в судовом журнале пакетбота "Св. Павел" была записана в виде: "В полдень усмотрена обсерва­ция, по которой комплимент высоты Солнца 25 ° 02'; к оной приложен семидиаметр Солнца 16 минут, за высоту глаза вычтено 4 минуты, склонение Солнца приложено 23 - 28, и по оному ширина места усмот­ренная будет 48 ° 42' N".

В последующих обсервациях форма записи сокращается, например, на 18 августа 1741 г. в журнал занесено: "В полдень усмотрен ком­плимент высоты Солнца с исправою 42.59, склонение Солнца 9,21 се­верное, и потому ширина места 52.30 ” .

Высота Солнца, как правило, на корабле измерялась с помощью градштока, исправлялась поправками за полудиаметр Солнца и высо­ту глаза наблюдателя.

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 "Св. 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" ("Исправа есть не иное что, токмо чтоб познаемое в счислении погрешение, поки в верность привести". Соймонов Ф. И. Экстракт штурманского искусства, 1739). Использовались три вида "исправы":

1. Курс корабля отличался от главных румбов N и S не более чем на два румба к востоку или западу. В этом случае для корректуры счисления пути за исходные данные принимались координаты точки отхода, обсервованная широта и курс корабля. На основании этих данных рассчитывались и исправлялись пройденное по курсу расстоя­ние и долгота точки прихода.

2. Курс корабля отличается от главных румбов O st и W не более чем на два румба к северу или югу. В этом случае употреблялись два варианта корректуры:

а) за исходные величины принимали исправленную разность ши­рот, координаты точки отхода и пройденное расстояние. По ним рас­считывались курс и разность долгот;

б) за исходные величины принимали координаты пункта отхода, исправленную разность широт и счислимую разность долгот. По ним рассчитывались курс и пройденное расстояние.

В журнале пакетбота "Св. Павел" 10 августа 1741 г. подобная корректура была записана следующим образом: "Сего числа исправле­на широта места от исправленной ширины сего месяца первого числа и меж обсервациями 1-го и сего числа взята разность ширины, ис­правленная меж оными ширинами разность длины принята за правое и по оному сыскан румб и расстояние".

3. Курс корабля отличается от четвертных румбов NW,NO,SO,SW не более чем на два румба. Вариант корректуры заключался в следую­щем: за исходные величины принимались координаты точки отхода, от этой точки откладывались счислимые разность широт, отшествие и пройденное расстояние. Затем на обсервованной параллели от мери­диана точки отшествия откладывали счислимое отшествие и проводи­ли счислимый курс корабля до пересечения его с обсервованной ши­ротой. После этого отрезок делили пополам и новую точку принима­ли за исправленную точку пришествия. Так корректировались счисли­мые курс, плавание и отшествие.

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.

Во время плавания капитана А. И. Чирикова к Северной Америке в 1741 г. на пакетботе "Св. Павел" было произведено 36 обсерваций широты места корабля в течение 128 суток плавания, 8 из них были признаны непригодными из-за плохой видимости горизонта, в 9 слу­чаях корректура счисления не производилась потому, что разница между счислимой и обсервованной широтой была меньше 5 минут. При этом для продолжения счисления пути корабля принималась не обсер­вованная, а счислимая широта. Об этом в корабельном журнале запи­сывалось следующим образом: "В полдень усмотрен комплимент высо­ты Солнца с исправою 45.19, склонение Солнца 6.37 северное, а по­тому ширина места 51.56N, а за небольшое разнство утвердились на счислимой ширине".

В 19 случаях выполнена корректура счислимого места. Среднеа­рифметическая невязка по широте составляла около 3,3 мили. Одна­ко в отдельные сутки невязки по широте были значительно больше.

Так, между обсервациями широты, выполненными 16 и 18 сентября, невязка по широте составляла 18 миль. Наибольшая невязка по широ­те-26 миль к северу - была между обсервациями 12 и 13 июля. Это го­ворит не только о больших погрешностях в счислении пути корабля, но и о недостаточной достоверности обсервованных широт, в силу чего при разности широт до 5 минут корректура счислимых мест не производилась. Не меньшие погрешности наблюдались и в долготе. Суммарная невязка в долготе на этом корабле с 5 июня по 16 июня составляла 165 миль, т. е. в среднем около 4 миль в сутки.

В те времена практической возможности определить долготу не было, ошибки в долготе при продолжительном плавании достигали больших величин. В 1740 г. штурманы эскадры адмирала Ансона ошиб­лись в определении долготы на 300-350 миль. В 1761 г. во время путешествия английского астронома Маскелайна на остров Св. Елены ошибка в счислимой долготе корабля составляла 7 ° 21', в результа­те чего предполагаемое место корабля отстояло от действительного более чем на 400 миль.

Приводимые примеры показывают, что точность счисления пути ко­рабля при плавании А.И. Чирикова на пакетботе "Св. Павел" вполне укладывалась в нормы того времени и была достаточно высокой.

Согласно требованиям петровского устава (глава 12, пункт 6), штурман "должен поверять компас". Во время плавания требовалось производить определение поправки компаса или, как тогда говори­лось, "склонения" компаса. Поправка компаса определялась методом амплитуд, 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). "Амплитуд есть расстояние Солнца в градусах и минутах от прямого востока, когда Солнце восходит, или прямого запада, ког­да заходит". Величина амплитуда Солнца рассчитывалась штурманом по формуле:

где Alfa, Betta, Gamma - амплитуд, склонение Солнца и широта места соответственно.

Для определения по компасу амплитуда Солнца последнее пелен­гуют в момент, когда его нижний край будет возвышаться над ли­нией видимого горизонта на 3/4 диаметра Солнца. Учитывая, что от действия рефракции изображение Солнца возвышается над горизонтом на 36' и видимый горизонт для наблюдателя на корабле будет ниже истинного на 4', в момент, когда нижний край Солнца будет нахо­диться на высоте 3/4 диаметра Солнца над линией видимого горизон­та, центр Солнца находится на линии истинного горизонта. Величи­на поправки компаса находится из сравнения истинного амплитуда Солнца с наблюденным по компасу.

Определение поправки компаса методом амплитуд в корабельном журнале записывалось следующим образом: "В исходе 8-го часу при захождении Солнца усмотрен амплитуд его от N к W 74 и паки попо­луночи в 4-м часу при восхождении усмотрен амплитуд от N к О 34, а понеже при обоих усмотрениях был почти на одной параллели, ибо по журналу токмо с полминуты разности ширины является и склоне­ние невеликое же, разнство между захождением и восхождением нахо­дится, а именно не более 4 минуты, того ради по сим усмотрениям сысканное склонение компаса, а именно 20 восточное, принято за правое, также и Полярная звезда видима была в ночь настоящих су­ток около тех же градусов по компасу от N к W, того ради впредь стали употреблять склонение 1 3/4 румба восточное, что содержит в себе 19-41". В данном случае производилось два наблюдения, в мо­мент восхода и захода Солнца, и еще делался дополнительный кон­троль по Полярной звезде. В отдельных случаях поправка компаса определялась по одному наблюдению. Так, в корабельном журнале па­кетбота "Св. Павел" 20 августа 1741 г. записано: "Пополудни в 7-м часу при захождении Солнца усмотрен амплитуд его от W к S 3.00, а тогда счислили себя быть в ширине 52.15, склонение Солнца 9.04 северное, а сысканный амплитуд от W к N 14.55, и потому нашлось склонение компаса 17.55, т.е. близь 1 1/2 румба". В этой записи даны все величины, необходимые для контроля правильности приня­той поправки.

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.

В корабельном журнале записывалось: "Перед полуднем усмотрен комплимент высоты Солнца с надлежащею исправой 24°46' в азимуте через компас 37.30 от S к О, а тогда признавали ширину места своего 46° 07', склонение Солнца было северное 23.29 и посему сыс­кан азимут 28-10 от S к О, а склонение компаса нашлось 9.20 вос­точное".

Поправка компаса, определенная по азимуту Солнца, считалась более точной, чем по методу амплитуд, особенно при плавании в вы­соких широтах. Объяснялось это тем, что пеленговать Солнце надо было в момент, когда центр его находится на линии истинного гори­зонта. Определить этот момент было трудно, в измеренном пеленге возникали большие погрешности.

Несмотря на это, метод амплитуд в практике употреблялся не ре­же чем метод азимутов. Он был проще в выполнении. Для определе­ния поправки компаса не нужно было измерять высоту Солнца, и расчет амплитуда Солнца был значительно проще вычисления азимута Солнца.

Полярная звезда расположена не в самом полюсе, она описывает круг радиусом более 2 ° около полюса. Пеленговать звезду для опре­деления поправки компаса рекомендовалось только в моменты, когда она находилась на меридиане наблюдателя, выше или ниже полюса, т. е. два раза в сутки. "Время, в которое по Полярной звезде должно искать склонение компаса, узнать не трудно: ибо сия звезда в ны­нешнем веке или столетии стоит между северного полюса и другой светлой звездой, мореплавателям под именем кассиопеевой груди до­вольно известной. По сему ежели Полярная звезда усмотреится над сею звездой, тогда находится она сама выше полюса; а буде увидит­ся под звездою, тогда бывает ниже полюса". Эта рекомендация поз­воляла определить время для определения поправки компаса по По­лярной звезде.

При плавании в высоких широтах Полярная звезда наблюдается на больших высотах, что затрудняет ее пеленгование и вносит погреш­ности в измеряемый пеленг. Поэтому для определения поправки ком­паса предпочтительней было применить первые два метода. Запись в корабельном журнале имела следующий вид: "В 11-м часу пополудни видна была северная Полярная звезда по компасу на румб NNW и по оному склонение компаса два румба восточнее".

В тех случаях, когда из-за погодных условий не было возможнос­ти определить поправку компаса, для счисления пути корабля 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.

Было также известно о наличии годового изменения склонения. Впервые изменение величины магнитного склонения обнаружено в 1623 г. при измерении магнитного склонения в Лондоне. Величина изме­ренного магнитного склонения равнялась 6°13', а не 11°15', по из­вестным результатам 1576 г.

Козик С. В.