Морският фар може да бъде стационарен или плаващ. Според принципа на действие се делят на светотехнически и радиотехнически. Към радиотехническите спадат радиофаровете, радарните, хидроакустични и лазерни фарове. Като резултат от строителството представлява конструкция под формата на кула със силен източник на светлина на върха.

Основното изискване към морските фарове е възможността да бъдат откривани и точно идентифицирани при всякакво време и по всяко време на деня, като се използва както визуално наблюдение, така и радарно и звуково откриване.

Класификация

Според мястото на монтиране, фаровете се делят на:

Крайбрежни – фарове, монтирани на брега или в непосредствена близост до него, например на крайбрежни острови

Морски или плаващи фарове – фарове, монтирани на кораби, се използват далеч от бреговата линия и на входовете на пристанището като пилотна станция

Според функцията, която изпълняват, крайбрежните фарове се делят на:

Идентификационни (единични), използвани за обозначаване на определена точка на земната или водната повърхност, които по-специално служат за знаци на входа на пристанището или на мястото, където корабите променят курса, както и за обозначаване на опасни зони

Водещи (задължително работещи по двойки) – служат за отбелязване на определена линия на картата и се използват за указване на мястото на промяна в курса на кораба, например за влизане в пристанище или порт. В този случай се използват 2 фара с различна височина. Далечният фар винаги е по-висок от близкия, така че ако корабът е на правилния курс, тогава от него е възможно едновременно да се наблюдават двата фара, разположени на линията на курса, визуално един над друг. Благодарение на разликата във височините на водещите маркировки е възможно да се определи точно в коя посока да се направят корекции на курса.

Тази система за обозначаване е въведена в Европа през 1837 г. и се нарича "водещи светлини". Те се използват не само в морското, но и в речното корабоплаване. Маршрутът по Елба от Хамбург до устието на реката е оборудван с водещи светлини.

Въпреки развитието на технологиите, визуалното наблюдение остава най-важното средство за ориентация в морето, поради което фаровите конструкции получават характерна форма и цвят, визуално разграничаващи ги от околната среда.

Морският фар е устройство, чийто светлинен сигнал изминава повече от 10 морски мили. Устройства, чийто светлинен сигнал изминава по-малко от 10 морски мили, се считат за навигационни средства.

За да се осигури тяхната оптична видимост при неблагоприятни условия на наблюдение, фаровете са оборудвани със силен източник на светлина и като правило са снабдени с оптични устройства, които служат за концентриране на светлината в определени посоки и увеличаване на интензитета на светлината на използвания източник на излъчване. Много често се използва модулация според даден времеви закон на интензитета на светлината, за да се разграничат светлинните сигнали на фар от светлината на постоянни източници (както брегови, така и навигационни светлини на кораби) и да се разграничат от сигналите на други фарове.

Навигационни свойства

За да се улесни корабите при навигацията в опасни зони и плитчини, кулата на фара може да има характерна цветова схема, състояща се от няколко ивици (така наречената „дневна маркировка“); През нощта се използват секторни светлини, проектирани по такъв начин, че да позволяват да се определи от коя страна корабът се приближава към фара.

Цветове на секторната светлина: Бяло – показва безопасен сектор за преминаване;

Червен – обозначава лявата (английско пристанище) зона от безопасния сектор за приближаващи кораби;

Зелен – обозначава зоната на десния борд вдясно от безопасния сектор за приближаване на кораби.

_{Крайбрежният фар Kjeungskjær, Норвегия (Credit: Gerd A.T. Müller, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)}

Излъчвателят на фара е прожектор, чийто светлинен интензитет е пропорционален на площта на светлинния елемент (огледало или леща), а телесният ъгъл, в който се разпространява светлината, е обратно пропорционален на тази площ. Така се постига увеличаване на интензитета на светлината в дадена посока, тоест нейната концентрация.

Тъй като производството на единичен оптичен елемент с големи размери е свързано с увеличаване на теглото му, той се сглобява от отделни елементи. Оказа се, че е технологично по-изгодно да се направят тези елементи не отразяващи, а пропускащи, т.е. да се използва комбинирана леща, предложена от френския физик Огюстен Френел, за да се концентрира светлината. За най-простата модулация на интензитета на светлината се оказва целесъобразно да се използва комплект от лещи, въртящи се около източник, излъчващ във всички посоки и с постоянен интензитет на светлината.

При някогашните фарове източникът на светлина са били керосиновите лампи, въртенето на лещите се е извършвало от часовников механизъм с пружина или тежест, задействан от мускулната сила на пазача на фара. Тежкият комплект от лещи е бил направен да плава върху повърхността на живак, за да се намали триенето. В съвременните фарове с въртящи се огледала часовниковият механизъм се задвижва от електрически двигатели, а за намаляване на триенето се използват различни видове лагери.

Източниците на енергия в съвременните фарове са електричество, доставяно от електроцентрали на брега, слънчева батерия или дизелов генератор. Радиоизотопните термоелектрически генератори могат да се използват в морските фарове. Например, такъв генератор е инсталиран на морския фар Ирбен, разположен в района на Михайловската банка в Ирбенския пролив на Балтийско море (в момента фарът Ирбен работи на слънчева енергия и има резервен дизелов генератор).

В съвременните автоматизирани фарове системата от въртящи се лещи се заменя с импулсен светлинен източник, който заедно с оптичната система произвежда насочен лъч светлина, а мощността на излъчване на такъв фар може да се променя според определен закон, характерен само за този фар.

Използването на източник, чийто светлинен интензитет се променя според определен закон, прави възможно създаването на специфичен светлинен модел за всеки маяк, което позволява на наблюдателя да идентифицира маяка. Например фарът в нидерландския курорт Схевенинген мига на интервали от 2,5 и 7,5 секунди. През деня допълнително средство за идентифициране на фара е цветът и формата на кулата.

Освен това, използването на импулсен светлинен източник позволява сигнали, които се различават както по цвят, така и по посока за различните сектори на гледане от страната на фара.

_{Плаващият фар „Noord Hinder“ край брега на Амстердам (Credit: No machine-readable author provided. SanderK assumed (based on copyright claims)., CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons)}

Фарът може също така да предоставя звукови сигнали на кораби и/или да предава радиосигнал, за да изпълнява функцията си в условия на лоша видимост (временна, като например по време на мъгла, или постоянна, като причинена от условията на терена). Изискването за сигнал за мъгла е предпоставка за работата на фара. За същите цели се използва и монтирането на радарни сигнални рефлектори (под формата на ъглови рефлектори), позволяващи формирането на радарни марки, характерни за различни сектори.

Поради използването на съвременни навигационни технологии, ролята на фаровете като помощно средство за навигация е донякъде намалена и в момента броят на действащите фарове в световен мащаб не надвишава 1500 броя.

Фарове са строени от древни времена. Най-известният фар в историята е едно от чудесата на света – Александрийският фар, построен през 3 век пр.н.е. Гърците и финикийците са използвали огньове, за да маркират опасни проходи.

В Англия през XVI век е създадена специална държавна институция Trinity House, която се заема с изграждането на фарове.

Тъй като дизайнът на фаровете е ставал по-сложен, въглища, рапично масло и керосин са били използвани като източници на светлина. Важен етап в развитието на оптичното оборудване за фарове е било изобретяването на френелови лещи през 1820 г., което прави възможно значително увеличаване на интензитета на светлината на фара в определени посоки. Носещата конструкция също е била подобрена и са се появили няколко вида фарове. Първият речен фар се появява през 1729 г. в устието на Темза, а първият морски фар се появява 60 години по-късно в Северно море.

Първите фарове в Русия са построени в началото на XVIII век. Интензивността на строителството на фарове в Русия е свързана с развитието на флота при цар Петър I. На 8 юли 1807 г. с указ на цар Александър I всички фарове в Русия са прехвърлени от частна собственост на военноморското ведомство. Това е било направено, за да се осигури правилен надзор на състоянието на фаровете и следователно безопасността на корабоплаването. От 1997 г. 8 юли се превръща в професионален празник на пазачите на фарове в Русия.

В Северна Америка първият дървен фар близо до Бостън е построен през 1716 г. (най-старият оцелял фар на американския континент е фарът Самбро от 1759 г. на входа на пристанището на Халифакс). Като цяло строителството на фаровете вървеше много бавно; до началото на XIX век те са били не повече от сто в целия свят. В края на XIX век в Япония е създадена система от фарове. Работата по изграждането й е ръководена от шотландския инженер Ричард Хенри Брънтън, който е наречен „бащата на японските фарове“, а фаровете, построени по негови проекти, са известни в Япония като „децата на Брънтън“.

Значителен принос за подобряването на дизайна на фаровете е даден в началото на XX век от шведския учен Густав Дален, изобретателят на слънчевия клапан, който прави възможно автоматизирането на работата на фаровете, включвайки фара през нощта и изключвайки го при слънчево време. Дален получава една от първите Нобелови награди по физика за това изобретение.

В наши дни нуждата от пазачи на фара на практика е изчезнала; техните задачи вече са ограничени само до спешно ремонтиране на фарове. Най-важните фарове са напълно автоматизирани.

Подобренията в навигацията и използването на GPS системата довеждат до намаляване на броя на маяците, изискващи постоянно присъствие на персонал по поддръжката. Последният такъв фар е демонтиран през 90-те години на миналия век.

Сигнали на морския фар

Сигналите, подавани от съвременните фарове, могат да бъдат: оптични - светлини на маяци (лампи с нажежаема жичка, светодиоди); Фаровите светлини могат да бъдат постоянни, мигащи, групови мигащи, постоянни с мигащи, постоянни с група мигащи.

акустичен въздух - наутофон, диафон, сирена.

акустичен под вода - подводна камбана, осцилатор.

активни радиосигнали, което превръща фара в радиомаяк.

Отразени радиосигнали.

Поради бързото развитие на навигационните системи, ролята на фаровете през XX-XXI век пада, много от тях вече не се наблюдават, което води до тяхното унищожаване. За да запазят историческите фарове, някои страни са приели специални закони. Така в САЩ през 2000 г. е приет Законът за защита на историческите фарове, а в Канада през 2008 г. е приет Законът за защита на наследството на фаровете. Във Франция Министерството на екологията и устойчивото развитие има специална служба за фаровете (на френски: Service des phares et balises), която осигурява функционирането на фаровете, а различни служби към Министерството на културата изучават фаровете от гледна точка на тяхната културна и историческа стойност, с цел последващото им придаване на статут на исторически паметници. Към 2014 г. 95 фара са имали този статут. От 2008 г. в Норвегия действа национална програма за защита на фаровете, където през последните няколко години 84 фара са получили статут на исторически паметник.

В Русия, по предварителни данни, около 200 фара и навигационни знаци могат да бъдат класифицирани като обекти на морското наследство, които представляват историческа и културна ценност за Русия. По различни причини състоянието на фаровите конструкции се влошава катастрофално. Освен факта, че повечето сгради и постройки са порутени и се нуждаят от основна реставрация, дори тези обекти, които се реновират, са варварски видоизменени по време на ремонта, което води до загубата им като паметници. Само за 13 от 200 фара по искане на Главното управление на Министерството на отбраната на Руската федерация са взети решения от съответните държавни органи за защитата им като паметници.

_{Айда Луис, пазач на фар, спасила около 20 давещи се. Гравюра от 1876 г. (uncredited, Public domain, via Wikimedia Commons)}

Пазач на морски фар

Преди широко разпространената автоматизация на фаровете през XX век, работата на фара се е осигурявала от пазач. Основната му отговорност е била да поддържа денонощната светлина на фара и да осигурява техническата изправност на оборудването. Професията на пазач е изисквала висока степен на отговорност, а понякога и лична смелост, готовност да рискува себе си в името на бедстващите моряци.

В XXI век професията на пазача на фара е много по-малко търсена, но продължава да съществува. В допълнение към основните си задължения, пазачът на фара може да извършва техническа работа, да контролира навигационните системи, да изучава данните от метеорологичните станции и т.н. Освен това се появява нов тип пазач, който основно осигурява опазването на фара като паметник, обект на културно наследство.