Pusula

Pusula, başlıca olarak ulaşımda ve arazi incelemesinde kullanılan, dünya üzerinde yön tespit etmeye yarayan cihaz. Pusulalar; manyetik veya cayroskopik olarak ya da bir yıldıza göre yön belirleme prensipleriyle çalışırlar. En eski pusula türü, Dünya'nın manyetik alanına göre yönleri gösteren manyetik pusuladır ve sıklıkla pusula sözcüğü, manyetik pusula ile eşanlamlı olarak kullanılır.

Manyetik pusula, dünyanın manyetik alanının doğrultusunu gözlemlemekte kullanılan, kerteriz alıp mevki bulmaya yardım eden mıknatıslaşmış bir iğnedir. Manyetik olmayan bir maddeden yapılmış bir kutu içinde bulunur. Temel organı hareketli bir mıknatıstan oluşan diğer ölçü aygıtları da bu adla anılır.

Manyetik pusulanın en önemli parçası olan ve bir manyetik alan içerisinde bulunan pusula iğnesi serbestçe hareket edebilecek şekilde pusula gövdesine monte edilmiştir. Pusula iğnesi serbest kaldığında her zaman aynı yönü gösterir. İğnenin sabit olarak aynı yönü göstermesi yeryüzünde iğneyi çeken bir gücün olmasından kaynaklanmaktadır. Yeryüzü bir ucu kuzeye, diğer ucu güneye uzanan devasa bir mıknatıs gibidir. Dünyanın manyetikliği, pusula iğnesinin manyetik kuzeye (manyetik alanın kuzey kutbuna) doğru dönmesine neden olur.

İlk pusulalar mıknatıs taşı kullanarak üretilmiştir. İlk olarak denizciler; küçük bir parça mıknatıs taşını bir çöp üzerine koyup suya bıraktıklarında, çöpün Dünya'nın manyetik alan çizgileriyle aynı hizaya gelip, bir ucunun Kutup Yıldızı'nı gösterdiğini keşfettiler. Bu keşfi hemen bir ikincisi takip etti. Mıknatıs taşına uzun süre temas ettirilen demir veya çelik bir iğne de kuzey-güney istikametinde hizaya geliyordu.

Manyetik pusula ilk olarak Çin'in Han Hanedanlığı döneminde (MÖ 206'dan beri) kehanet için bir aygıt olarak icat edildi ve daha sonra 11. yüzyılda Song Hanedanı Çinlileri tarafından seyir için benimsendi.

Fransa'da pusuladan ilk olarak 1200'de söz edilmeye başlandı. Bunu, 1207'de İngiltere ve 1213'te İzlanda izledi. O zamanlar pusulanın ilkel bir yapısı vardı. İlk önemli gelişmeyi gerçekleştiren Pierre de Maricourt oldu (1269). İğneyi bir mile geçirdikten sonra, bunu bir yanı saydam ve derecelenmiş bir kutunun içine yerleştirdi.

Pusulayı ilk önce denizciler seyrüseferde kullanmışlardır. Denizcileri; sivil havacılar, askerler (kara, deniz ve hava kuvvetleri), madenciler, mimarlar, ormancılar, tapu ve kadastro işi ile uğraşan harita teknisyen ve harita mühendisleri, izciler, dağcılık sporu yapan dağcılar, koşarak hedef bulma (oryantiring) sporu yapan sporcular, yelken yarışı yapan yatçılar takip etmiştir.

Standart plaka, aynalı, askeri ve kutu (prismatik) pusulalar doğada kullanılan modern dizayn edilmiş pusulalardır. Askeri tip pusulalar daha çok hassas ölçümlerin yapılabilmesi için tasarlanmıştır; hassas ölçüm yapılması zor olduğundan bu tip pusulaların kullanımları da oldukça zordur. Standart veya aynalı pusulaların kullanım alanı daha yaygındır. Parmak pusula oryantiring sporu için en kullanışlı olan pusuladır. Ataç pusulalar, döner kapsülün altına yerleştirilmiş ataç yardımıyla haritalara takılabilirler.

Manyetik güney açısını (açıklık) belirlemek için herhangi bir gök cisminden kerteriz almaya yarayan ve kaptan köprüsünün açık bir noktasına yerleştirilen bir pinülle donatılmış büyük pusula.

Gemilerin seyir kamaraları ile süvari ve ikinci kaptan kamaralarının kemerlerine başaşağı olarak asılan özel pusula. Süvari ve ikinci kaptanın dinlenirken gemi rotasını kontrol etmesini sağlar.

Pouilletin tasarladığı ve Gaugainin geliştirdiği tanjant pusulasında, yer manyetik alanıyla içinden ölçülecek akımın geçtiği sabit bir bobinin yarattığı alanın bileşkesinin etkisindeki mıknatıslaşmış iğne tanjantı bu akımla, orantılı bir açı kadar sapar.

Sıvılı pusula bir sakıncayı ortadan kaldırır. Manyetik donanımı, su-alkol karışımı bir sıvı içinde yüzen şamandıralara bağlı iki büyük mıknatıstan meydana gelir. Bu şamandıralar pusulanın ağırlığını hafifletir ve mil üzerindeki pusula mihverinin sürtünmesini azaltır. Çelik gemiler yerin manyetik alanının yeğinliğini ve yönünü büyük ölçüde değiştirir. Bundan dolayı belirli yönlerde pusulayı kimi kez kullanılamaz hale getiren önemli sapmalar ortaya çıkar. Geminin demir kısımlarının etkisi pusulanın yakınına uygun biçimde yerleştirilen denkleştiricilerle giderilir. Sürekli manyetiklik, mıknatıslarla geçersiz hale getirilir, geçici manyetiklik ise yumuşak düşey demirlerle (bilyeler ve flinder çubukları) geçersiz hale getirilir.

Ağırlık merkezinden asılan ve elektrik yardımıyla büyük hızla döndürülen bir cayroskoptan meydana gelir. Başka bir düzenek olmaksızın, ekseni dönmeye başladığı anda yöneltildiği bir yıldızın hareketini izler. Bir karşı ağırlık sistemi bu yatay ekseni yerinde tutar ve bir sönümleme sistemi bu eksenin coğrafi kuzey doğrultusundan ayrılmasını önler. Düzelticiler, geminin enlemini, hızını ve çeşitli hareketlerden kaynaklanan ivmeleri göz önünde bulundurmayı sağlar. Yineleyiciler, dümen kamarasına, kaptan köprüsünün iki yanına yerleştirilir ve radyogonyometre, radar vb. ile donatılır.

Kerteriz almak için geminin sancak/iskele alabandalarına yakın köprü üstlerine olduğu gibi geminin yeke dairesine, harita kamarasına ve kimi kez de kaptan kamarasına yerleştirilir.

Manyetik kuzey, gerçek kuzey, yani coğrafi kuzey ile doğal sapma denilen bir açı oluşturur. Harita üzerinde işaretlenen bu açı yardımıyla pilot ya da kaptan uçağının ya da gemisinin gidiş yönünü tayin edebilir.

En basit pusula olan kuru pusula üzeri bir camla kapatılmış ve kardana asılmış bir kaptan oluşur. Bu kabın merkezinde üzerine bir mihver (pusula mihveri) oturtulmuş sivri uçlu düşey bir mil bulunur. Pusula mihveri üzerine rüzgâr gülü yapıştırılmış hareketli bir çember taşır; rüzgâr gülüne de birbirine koşut mıknatıslı birçok iğneden meydana gelmiş manyetik bir donanım asılıdır. Geminin yalpalaması ve rotadan kaçması, rüzgâr gülünde, sönümlenmesi uzun süren salınımlara yol açar.

Belirli bir yerde yer manyetik alan doğrultusunun ufukla yaptığı açıyı ölçen, yatay bir eksenin taşıdığı mıknatıslaşmış iğne. Eğimin göz önüne alınması XVI yy. sonunda yaşamış İngiliz fizikçi Roment Norman'ın düşüncesidir.

Belirli bir yerde manyetik meridyenin coğrafi meridyenle yaptığı değişken açıyı ölçen pusula. Yatay bir düzlemde devinen mıknatıslaşmış bir iğnenin tam olarak kuzey-güney doğrultusunu almadığını ilk kez Kristof Kolomb'un gözlediği sanılır.

Uçları derecelenmiş bir çember üzerinde hareket eden mıknatıslaşmış yatay bir iğne, kare bir kutunun içindedir. Kutunun yanındaysa bir dürbün ya da iki pinül vardır. Bunların doğrultusu, derecelerin bununduğu bir çapa koşuttur. Bu aygıt, A tepe noktasına ulaşmayan BAC üçgenini ölçmeye yarar.

Yandaki şekilde, gözlemlenecek ve ölçülecek FO'G ve DOE açıları görülmektedir: BAC açısı bunların farkına eşittir. Topografya rölövelerinde çok işe yarayan portatif aygıtlar da yapılmıştır.

İçi sıvı ile dolu olan döner kapsül ve pusula iğnesi bulunur. Kapsülün görevi pusula iğnesindeki titreşimleri azaltarak daha doğru sonuç elde etmeyi sağlamaktır.

Tabanın şeklinin dikdörtgen ve şeffaf olması, döner kapsül altında gidilecek yeri gösteren okun bulunması ve pusulanın kenarının uzun olması kullanım açısından kolaylık sağlar.