Поправка на дрейф
Начиная с известной точки, мореплаватель с компасом мог провести на карте линию, обозначающую курс судна, а затем отметить расстояние, указанное в журнале. Расчет нового положения был известен как мертвый отсчет. Помимо ошибок в компасе и журнале, мертвая точка отсчета страдала от ошибок, связанных с дрейфом воды. Когда океанские течения впервые были отмечены на картах открытого моря, а приливные потоки появились на прибрежных картах, навигаторы могли делать поправку на дрейф. К счастью, течения редко были быстрыми и при длительных плаваниях часто компенсировали друг друга.
Однако в воздухе ситуация была совершенно иной. Ранние аэропланы летали со скоростью около 100 узлов, а воздух, который их поддерживал, обдувал землю ветром со скоростью до 40 узлов. Поэтому необходимо было определить скорость самолета в воздухе и скорость воздуха над землей, чтобы найти истинную скорость самолета относительно земли. Это было сделано с помощью треугольника скоростей, как показано на рисунке. Линия показывает направление, в котором движется самолет, а длина линии представляет собой расстояние, которое самолет пройдет по неподвижному воздуху за один час, другими словами, истинную скорость полета. Такая линия скорости представляет собой вектор — величину, которая отражает и величину, и направление. От конца этого вектора скорости в направлении, в котором дул ветер, был проведен второй вектор скорости, длина которого была пропорциональна скорости ветра. Третий вектор, проведенный от начальной точки первого вектора до конца второго вектора, показывал траекторию, по которой самолет двигался над землей; длина этого вектора представляла собой истинную скорость на земле. В математическом выражении истинная скорость у земли представляет собой векторную сумму воздушной скорости самолета и скорости ветра.
Угол между курсом самолета и его траекторией вдоль земли назывался углом сноса, поскольку он возникал из-за дрейфующего эффекта ветра. Ранние самолеты оснащались прицелами, с помощью которых летчик визуально совмещал сетку с движущейся землей внизу и таким образом определял угол сноса. Построение векторов скорости и их сумм было упрощено с помощью графических приборов, называемых компьютерами, до того, как этот термин стал применяться к гораздо более сложным устройствам.
Парадоксально, но увеличение скорости самолетов не устранило проблему ветрового сноса, поскольку реактивные самолеты летают не только выше, но и быстрее, а на высоте 20 000 футов (6100 метров) при определенных метеорологических условиях возникают очень узкие полосы ветра, известные как реактивные потоки, которые движутся со скоростью 100 или 200 узлов.
Морские навигаторы не следовали практике воздушных навигаторов и не учитывали океанские течения и приливные дрейфы в своих первоначальных расчетах. По-прежнему использовался мертвый отсчет, давно ставший навигационным методом; оценка океанских течений или приливов и отливов добавлялась позже. Эта практика сохраняется и сегодня. При использовании мертвой точки отсчета навигатор иногда может найти положение, которое можно проверить по ориентирам. С другой стороны, ошибки, присущие мертвому отсчету, накапливаются; поэтому после проверки позиции отсчет обычно начинают заново, начиная с этой позиции. Этот процесс называется реинициализацией.
Мертвая точка отсчета позволяет штурману определить не только местонахождение судна, но и то, где оно будет находиться в любой момент времени, при условии, что запланированные курс и скорость будут соблюдены. Она также позволяет штурману полностью спланировать путешествие, включая время прибытия в пункт назначения. Планирование является частью любой навигации; подготовка полного плана полета является обязательной перед взлетом гражданского самолета. Космическая навигация еще больше основана на планировании полета, а время приземления рассчитывается с точностью до минут за много недель до старта.
