Маяк

Маяк — засіб обладнання морських шляхів у вигляді капітальної споруди баштового типу, призначеної для позначення небезпечних місць, проходів для суден. Ця споруда має яскраве контрастне забарвленням, що візуально виділяє його на тлі навколишньої місцевості. Маяки оснащують потужним джерелом світла і, як правило, забезпечуються оптичними засобами для посилення світлового сигналу, щоб бути добре помітними вночі. Маяк може також подавати суднам звукові сигнали або передавати радіосигнал, щоб виконувати свою функцію і в умовах недостатньої видимості (тимчасовій, як от туман, або постійній — наприклад, викликаною умовами рельєфу місцевості).

Історія розвитку маяків

Маяки будувалися з найдавніших часів — найвідомішим маяком в історії є Александрійський - одне з чудес світу, побудований в 3 ст. до н.е. Греки і фінікійці вогнями ватр помічали небезпечні проходи. Коли конструкції маяків стали ускладнюватися, за джерело світла використовували кам'яне вугілля, ріпакову олію, гас. Важливим етапом розвитку оптичного оснащення маяків став винахід в 1820 році лінз Френеля. Це дозволило значно підвищити інтенсивність світлових пучків.

Удосконалювалася тримальна конструкція, з'явилося декілька типів маяків. Перший річковий плавучий маяк з'явився в 1927 році в гирлі р.Темзи , а через 60 років — в Північному морі - перший морський плавучий маяк . У Північній Америці перший дерев'яний маяк поблизу Бостона був побудований у 1716 році. А загалом будівництво маяків йшло дуже поволі, у всьому світі на початок 19 століття їх було не більш ста. 1867 року в Одесі ввели в експлуатацію перший у Російській імперії електричний маяк.

Величезний внесок у вдосконалення конструкції маяків був зроблений на початку 20 століття шведським ученим Густавом Даленом, винахідником сонячного клапана, який дозволив автоматизувати роботу маяків. Маяк вмикався вночі та вимикався при сонячній погоді. Необхідність в доглядачах маяків практично відпала, їх завдання зводяться лише до екстреного ремонту. Найважливіші маяки повністю автоматизовані. Удосконалення в навігації, застосування GPS призвели до скорочення неавтоматизованих маяків, останній такий маяк був демонтований в 1990-ті  роки.

Типи маяків

За місцем установки маяки розділяються на:

  • Берегові — маяки, що встановлені на березі чи в безпосередній близькості від нього, наприклад на прибережних островах.
  • Морські або плавучі — маяки, встановлені на кораблях, використовуються далеко від берегової лінії і при входах в порт як лоцманська станція.

За функціональним призначенням маяки поділяються на:

  • Пізнавальні — слугують знаками при вході до порт або в тому місці ,де судна міняють курс, чи для позначення небезпечних ділянок.
  • Створні — вказують суднам, де вхід в гавань або порт.

Основні вимоги до маяків:

  • Координати маяка мають бути точно визначені та нанесені на карту.
  • Маяк має бути добре видно і вдень, і вночі.
  • Світло маяка не повинне виглядати як випадкові вогні на березі.
  • Маяк мусить мати протитуманну сигналізацію.

Основна відмінність маяка — це стаціонарна, капітальна будівля чи башта. 

Створні вогні

Маяк є точкою на горизонті, що для багатьох навігаційних потреб явно недостатньо. Для позначення проходів в порти, гирла річок, маяки можуть використовуватися як знаки створів. В цьому випадку використовуються два маяки різної висоти. Дальній маяк завжди вищий за ближнього — таким чином, якщо судно на правильному курсі, то з нього можна спостерігати обидва маяки одночасно, один над іншим. Завдяки різниці висот знаків створів можна точно визначити в яку сторону проводити коректування курсу.

Така система позначення була упроваджена в Європі  в 1837 році і отримала назву «Провідних вогнів» (анг. Leading Lights). Вона застосовується не тільки в морській, але і в річковій навігації. Вогнями створів обладнаний шлях на Ельбі від Гамбурга до гирла річки.

Принцип роботи

Для забезпечення високої ефективності роботи маяка світло концентрируется. У старих маяках світло

  • концентрується і випромінюється в горизонтальній площині.
  • горизонтально концентроване світло випромінюється в декілька напрямків, напрямок проміню періодично міняється, таким чином з одного боку покривається вся лінія горизонту, з іншою, за рахунок концентрації світло видно з більшої відстані.

Концентрація світла забезпечується зборкою лінз, що обертаються. У дуже старих маяках джерелом світла були гасові лампи, обертання лінз здійснювалося годинниковим механізмом, що приводиться в рух доглядачем маяка. Збірка лінз для зменшення тертя була занурена в  ртуть. У сучасних маяках з дзеркалами, що обертаються, годинниковий механізм приводиться в рух електродвигуном.

Ефективна концентрація світла для всенаправленного випромінювання вимагає важких і товстих лінз великого розміру. Спеціально для маяків застосуються лінзи Френеля, які при заданих параметрах вимагають при виробництві значно менше матеріалів, ніж лінзи, виготовлені за традиційною технологією.

Джерелами енергії в сучасних маяках служать електроенергія, що підводиться від електростанцій на березі, сонячна батарея або дизельні генератори. У морських маяках можуть застосовуватися Радіотопні термоелектричні генератори. Такий генератор змонтований на Ірбенському морському маяку, розташованому в районі банки Михайлівська в Ірбенській протоці Балтійського моря.

У сучасних автоматизованих маяках система лінз, що обертаються, замінена джерелом надзвичайно яскравого світла, яке випромінює короткі всенаправлені спалахи, тобто світло концентрується в часі, а не в просторі. Принцип роботи цих маяків схожий з аеродромними вогнями і габаритними вогнями на високих будовах. Замість постійного джерела світла спостерігач бачить короткі спалахи, що повторюються.

Пізнання маяків при навігації

Застосування пульсуючого світла дозволяє створити для кожного маяка певну світлову схему, що дозволяє спостерігачеві ідентифікувати маяк. Наприклад, маяк в Шевенінгені  дає спалахи з інтервалами 2,5 і 7,5 секунд. У денний час додатковим засобом пізнання маяка є забарвлення і форма башти.

Навігаційні властивості маяків

Для спрощення проходження судами небезпечних місць і мілин башта маяка може мати характерне кольорове забарвлення з декількох смуг, так звана «денна мітка» (анг. day mark), в нічний час застосовуються секторні вогні (анг. sector lights), влаштовані таким чином, що дозволяють визначити, з якого боку судно підходить до маяка.

Кольори секторних вогнів:

  • Білий — позначає безпечний для проходу сектор.
  • Червоний — позначає ліворуч (анг. port) від безпечного сектора область для судів, що наближаються.
  • Зелений — позначає праворуч (анг starboard) від безпечного сектора область для судів, що наближаються.

Для цих же цілей застосовується спеціальна металева обробка, таким чином для маяків і позначення секторів формуються унікальні радарні мітки.

Posted on January 11, 2016 .