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나침반(compass)

작성일 2010-08-09

선박이나 항공기의 침로(針路)를 측정하는 데 사용되는 계기의 하나. 천체나 지상에 있는 물체의 방위(方位)를 측정하는 데도 사용되며, 나침의(羅針儀) 또는 컴퍼스라고도 한다.

지구의 자기(磁氣)를 이용하여 자침(磁針)으로 방위를 지시하는 자기나침반(마그네틱 컴퍼스)과, 고속으로 회전하는 자이로(gyro)를 응용하여 지북성(指北性)을 확보하는 자이로나침반(자이로컴퍼스)의 두 종류로 나눌 수 있다.

자석의 지극성(指極性)을 최초로 발견한 것은 중국인이었다.

 

동양에서는 자침을 지남철 또는 지남차라고 했으며 자침이 대략 남북을 지시한다는 것, 그리고 그 남북 방향이 진남북(眞南北)과 약간 다르다는 것을 최초로 기술한 것도 11세기 중국 송나라 사람 심괄(沈括)의 《몽계필담(夢溪筆談)》에서였다.

그 당시 중국에서는 주택의 방향을 보는 데 이를 이용했으며 자침을 가벼운 갈대 또는 나무 등에 붙여 물에 띄우게 했다.

심괄은 명주실에 자침을 달아매어 사용하는 방법도 기술하고 있다.

그리고 방향을 더욱 상세히 알기 위해 24방위로 분할했다.

바다를 항해할 때 자침을 사용한 것은 심괄의 시대 이후이다.

아랍의 선원이 자침을 항해에 사용하는 기술을 유럽에 전달했으며, 이것을 계기로 전세계에 보급되었다.

 

〔자기컴퍼스〕 건식(乾式)과 액체식(液體式)이 있다.

건식은 속이 빈 컴퍼스 볼(compass bowl) 안에 종이로 만든 컴퍼스 카드(compass card)를 지축(支軸) 위에 올려 놓은 원시적인 것이며 19세기 후반에 영국의 켈빈이 고안한 것이 널리 사용되고 있다.

액체식은 알코올과 증류수를 넣은 컴퍼스 볼 안에 경금속제의 컴퍼스 카드를 뜨게 한 것인데, 현재는 이것이 주로 사용되고 있다.

자기나침반의 결점은 지구의 자축(磁軸)과 일치하지 않아서 생기는 편차(偏差)나, 선체의 자기장(磁氣場)과 나침반의 자침과의 상관오차(相關誤差)인 자차(自差)를 수정하지 않으면 진방위(眞方位)를 얻을 수 없다는 것, 위도가 높은 지역에서는 지력(指力)이 약화된다는 점이다.

 

〔자이로컴퍼스〕 자이로의 원리를 응용한 것으로 전륜나침의(轉輪羅針儀)라고도 한다.

고속으로 회전하는 자이로의 축에 추를 달면 지구의 자전에 영향을 받아 자이로의 축이 자동적으로 지구의 자전축, 즉 진북방향(眞北方向)을 지시하게 된다.

이 진북을 지시하는 힘이 강하므로, 상당히 고위도지역의 항해에도 사용할 수 있으며, 자기나침반과 같은 편차도 없다.

또 배가 철강이기 때문에 생기는 자차(自差)도 발생하지 않는다.

 

프랑스인 푸코의 팽이에 의한 지구자전의 관측이 단서가 되어 1906년에 독일의 안셔츠가 창안했다.

이어서 미국의 스페리는 스페리식을, 그리고 영국의 브라운은 브라운식을 고안하여 현재 세 가지가 세계에 보급되어 있다.

자이로나침반이 실용화된 것은 1911년이지만 우리 나라에 도입된 것은 8·15해방 이후이며 현재 대형 선박은 거의 자이로나침반을 사용하고 있다.

법규에 의하여 선박의 원기나침의(原基羅針儀)로서는 자기나침반을 장치하도록 규정되어 있다.

 


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