ПРИБОР ВРЕМЕНИ С ИНДИКАЦИЕЙ ПЕРИОДА ПРОТИВОСТОЯНИЯ МАРСА Российский патент 2019 года по МПК G04B43/00 

Изобретение относится к области часовой техники, к часовым механизмам со стрелочной индикацией времени, а, более конкретно, к часовым механизмам усложненного типа с дополнительными функциями индикации на часах периода противостояния Марса.

Уровень техники.

Известно, что пилотируемый полет на Марс - это запланированный полет человека на Марс с помощью пилотируемого космического корабля. Роскосмос, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и Европейское космическое агентство (ЕКА) объявили полет на Марс своей целью в XXI веке.

Земля и Марс - космические соседи, орбита Марса располагается следом за орбитой Земли. Оборот Земли по орбите происходит за год, а Марса - почти за два земных года (точнее - за 686, 94 земных суток). Поэтому Земля, двигаясь по орбите меньшего радиуса, сначала обгоняет медлительный Марс, но вскоре, обогнав его на круг, вновь оказывается в роли догоняющего. Так они движутся уже несколько миллиардов лет, регулярно сближаясь и вновь удаляясь друг от друга. Сближения Земли и Марса происходят примерно через каждые два года; точнее - в среднем через 780 суток. Эти события называют «противостояниями», поскольку Марс в это время располагается на небосводе в точке, диаметрально противоположной Солнцу, т.е, с точки зрения земного наблюдателя, он противостоит Солнцу. То есть наиболее удобное для полета на Марс время - это вышеуказанное время противостояния Марса. Как указывалось противостояние Марса - астрономическое определение, указывающее минимальное расстояние между Марсом и Землей. Так как Марс и Земля движутся по своим орбитам, имеющим различные размеры и параметры, противостояния Марса повторяются строго в определенных точках его орбиты и орбиты Земли. Во время противостояния планета видна на небе всю ночь (восходит на востоке вечером с заходом Солнца, заходит на западе утром с восходом Солнца).

Вблизи противостояний складываются наилучшие условия наблюдения планет:

- планеты находятся на наименьшем расстоянии от Земли (но за счет эллиптичности орбит значение минимального расстояния изменяется из года в год);

- они обращены к Земле полушарием, освещенным Солнцем, то есть находятся в наибольшей фазе.

В момент Великого противостояния расстояние до планеты минимально по сравнению с другими противостояниями (различие возникает из-за эллиптичности орбит). В основном имеет значение при наблюдениях Марса.

Таким образом можно сделать вывод, что противостояние Марса и Земли имеет важнейшее значение для изучения Марса, и при перспективном развитии космонавтики, «окно» полета на Марс и с Марса обратно, возможно только во время ближайшего расположения этих планет.

Известно, что Марс, в отличии от Земли имеет очень слабое магнитное поле, которое, приблизительно в 500 раз слабее земного, поэтому во время солнечных вспышек, поверхность Марса подвержена сильному облучению плазмы. Следствием этого может явиться отказ работы электронных приборов, в частности, электронных наручных часов, так как электронные наручные часы слабо защищены от воздействия электромагнитах полей и по этой причинемогут быть выведены из строя.

В отличии от электронных часов механические часы полностью автономны и не подвержены влиянию космических излучений. Именно поэтому создание часов с индикацией времени, предназначенных для использования на Марсе, является важнейшей задачей для будущих космических путешественников.

Известно, что для внешних планет, например Марса

1/S=1/Z-1/Т, где

S - синодический период планеты (промежуток между противостояниями)

Z - (сидерический) период обращения другой планеты (Земли) (1 год)

Т - (сидерический) период обращения планеты (Марса)

1/S=1-1/Т

то есть: S=1/(1-1/Т)

Итого, синодический период обращения Марса, т.е. промежуток времени между двумя последовательными соединениями Марса с Солнцем при наблюдении за ним с Земли равен 779,96 или почти 780 земных суток. Таким образом цикл (период) противостояния Марса, далее по тексту ЦПМ, равен 780 земных суток.

Согласно изложенному в заявленном изобретении предлагается создать индикатор, который визуально показывает положение текущей даты относительно цикла противостояний Марса и Земли и синодического периода обращения Марса.

Задача и технический результат

В связи с тем, что в уровне техники не выявлены технические решения, подобные заявленному, задачей и техническим результатом изобретения является создание прибора времени с индикатором, который визуально показывает положение текущей земной даты относительно цикла противостояния и периода противостояния Марса и Земли, который можно использовать как на Земле, так и на Марсе.

Сущность изобретения

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что прибор времени для индикации цикла противостояния Марса содержит корпус, часовой механизм и циферблат, при этом часовой механизм дополнительно содержит индикатор цикла противостояния Марса (ЦПМ), состоящий, по меньшей мере, из указателя ЦПМ и шкалы ЦПМ.

Кроме этого часовой механизм содержит элементы стрелочного механизма, например, минутный триб, часовое колесо, вексельный триб, вексельное колесо.

Также часовое колесо взаимодействует с суточным колесом.

При этом часовой механизм дополнительно содержит редуктор, суммарное передаточное число которого составляет 780 или кратное ему.

При этом редуктор состоит из первого триба редуктора, первого колеса редуктора, второго триба редуктора, второго колеса редуктора, третьего триба редуктора и третьего колеса редуктора.

Также редуктор может быть дополнительно оснащен устройством коррекции.

При этом устройство коррекции выполнено в виде звездочки, триба звездочки, фиксатора, штифта, дополнительного колеса и рычага коррекции.

При этом приборы времени могут быть приборными, интерьерными, переносными и наручными.

Также индикатор ЦПМ может быть выполнен в виде подвижного указателя ЦПМ и неподвижной шкалы ЦПМ, либо неподвижного указателя ЦПМ и подвижной шкалы ЦПМ.

Кроме этого индикатор ЦПМ может быть выполнен в виде подвижной шкалы ЦПМ и апертуры в циферблате прибора времени.

Также точка, обозначающая временной период противостояния, может быть визуально выделена цветом.

Кроме этого подвижный элемент индикатора ЦПМ перемещаются в одну сторону плавно вокруг своей оси или скачкообразно.

При этом период обращения подвижного элемента индикатора цикла противостояния Марса составляет 780 земных суток.

Также прибор времени может дополнительно содержать индикацию текущего времени, индикацию марсианского времени или любые другие известные типы индикаторов и усложнений.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в способе индикации цикла противостояния Марса в вышеуказанном приборе времени период обращения индикатора цикла противостояния Марса составляет 780 земных суток.

Краткое описание чертежей

Конструктивно в предпочтительном, но не единственно обязательном, варианте исполнения заявляемый прибор времени с индикатором противостояния включает следующие детали:

1 - Корпус

2 - Циферблат часов

3 - Часовая стрелка

4 - Минутная стрелка

5 - Циферблат индикатора ЦПМ

6 - Шкала ЦПМ

7 - Указатель ЦПМ

8 - Минутный триб

9 - Вексельное колесо

10 - Вексельный триб

11 - Часовое колесо

12 - Суточное колесо

13 - Первый триб редуктора

14 - Первое колесо редуктора

15 - Второй триб редуктора

16 - Второе колесо редуктора

17 - Третий триб редуктора

18 -Третье колесо редуктора.

19 - Фиксатор

20 - Звездочка

21 - Рычаг коррекции

22 - Штифт

23 - Триб звездочки.

24 - Дополнительное колесо.

На фиг. 1 показан внешний вид часов с индикацией ЦПМ.

На фиг. 2 показан вариант выполнения индикатора ЦПМ, где на шкалу нанесены номера месяцев, при этом шкала выполнена неподвижной, а индикатор ЦПМ - подвижным.

На фиг. 3 показан вариант выполнения индикатора ЦПМ, где на шкалу нанесены номера дней, а дата противостояния отмечена буквой П, при этом шкала выполнена неподвижной, а указатель -подвижным.

На фиг. 4 показан вариант выполнения индикатора ЦПМ с подвижной шкалой и неподвижным указателем.

На фиг. 5 показана структурно-функциональная схема прибора времени с индикатором ЦПМ.

На фиг. 6 изображен вариант выполнения механизма индикации ЦПМ.

На фиг. 7 показан вариант выполнения механизма индикации ЦПМ с устройством коррекции.

Осуществление изобретения

Как отмечалось выше заявитель разработал устройство и способ, позволяющий обеспечить изготовление приборов времени, выполненных с возможностью индикации цикла противостояния Марса (ЦПМ). При этом на Земле указанные часы могут быть как в механическом, так и кварцевом исполнении. При этом в качестве основы для таких часов может быть взят любой стандартно выпускаемый часовой механизм. То есть базовый часовой механизм и стрелочная система могут быть практически любыми из числа известных и применяемых в часовой технике при выполнении ими их обычных для часов функций. Кроме этого часовой механизм может быть выполнен как для 12-ти часовой индикации, так и для 24-ти часовой индикации.

Как отмечалось для отображения ЦПМ период обращения подвижного элемента индикатора (указателя ЦПМ) должен быть равен 780 земным суткам, соответственно механизм необходимо выполнить таким образом, чтобы подвижный элемент индикатора, то есть указатель ЦПМ совершал один оборот за 780 суток.

Устройство для реализации заявленного устройства и способа в общем представляет собой часовой механизм с системой индикации ЦПМ.

При этом на фигуре 1 показан возможный вариант выполнения переносного прибора времени с индикатором ЦПМ.

На фигурах 2-4 представлены возможные варианты выполнения индикатора ЦПМ.

Дополнительно, для более детального понимания сущности заявленного решения, на фиг. 6 раскрыт один из возможных вариантов выполнения устройства прибора времени с функцией индикации ЦПМ и содержащий дополнительный редуктор Как показано на фиг. 6 на минутный триб 8 насаживается минутная стрелка 4, на втулку часового колеса 11 насаживается часовая стрелка 3. Стрелочная (вексельная) передача представляет собой стандартную стрелочную передачу, представляющую собой редуктор с передаточным отношением 1 к 12, и включающую в себя минутный триб 8, вексельное колесо 9, вексельный триб 10 и часовое колесо 11.

В данном выполнении часовое колесо делает один оборот за 12 часов. С часовым колесом работает суточное колесо 12, которое имеет вдвое больше зубьев и совершающее один оборот в сутки, то есть за 24 часа. На ось суточного колеса 12 соосно насажен первый триб 13редуктора. Редуктор состоит из первого триба редуктора 13, первого колеса редуктора 14, второго триба редуктора 15, второго колеса редуктора 16, третьего триба редуктора 17 и третьего колеса редуктора 18.

В данном исполнении количество зубьев третьего колеса редуктора 18-104 зуба, третьего триба редуктора 17-10 зубьев, второго колеса редуктора 16-80 зубьев, второго триба редуктора 15-8 зубьев, первого колеса редуктора 14-60 зубьев, первого триба редуктора 13-8 зубьев. Суммарное передаточное число редуктора составляет 104/10×80/8×60/8=780. Это значит, что при одном обороте суточного колеса 12, третье колесо редуктора 18, на которое насажена стрелка указателя ЦПМ 7 совершит поворот 1/780 полного оборота. Кроме этого один из возможных вариантов выполнения устройства описан ниже и отображен на фиг. 7.

Согласно фиг. 7 механизм индикации ЦПМ оснащен дополнительно устройством коррекции. На суточном колесе 12 имеется штифт 22, предназначенный для переключения звездочки 20. Фиксатор 19 предназначен для фиксации звездочки в заданном положении. При повороте суточного колеса 12, штифт 22 толкает зуб звездочки и поворачивает ее на один зуб. На ось звездочки 20 жестко насажен триб звездочки 23, который передает движение дополнительному колесу 24. При нажатии на рычаг коррекции происходит поворот рычага коррекции 21 и он поворачивает звездочку 20 на один зуб. Передаточное отношение триба звездочки 23 и дополнительного колеса 24 равно количеству зубьев звездочки.

Как отмечалось, индикатор цикла противостояния Марса (ЦПМ) может быть использован в любых приборах времени, например, приборных или интерьерных, а также, преимущественно, в переносных и наручных часах.

При этом непосредственно сам индикатор ЦПМ может быть выполнен в виде подвижного указателя, который перемещается относительно неподвижной шкалы. Также индикатор ЦПМ может быть выполнен в виде подвижной шкалы, которая перемещается относительно неподвижного указателя.

Также индикатор может быть выполнен в виде подвижной шкалы, показания которой отображаются через апертуру в циферблате.

Индикатор может иметь нанесенные на шкалу метки или знаки.

Отдельным цветом или любым другим выделением, например, надписью или символом, может быть отмечена точка, обозначающая период противостояния.

На шкале могут быть отмечены порядковые номера дат (всего 780 дней) или порядковые номера месяцев (всего 26), отображающие весь период противостояния. При этом указанные даты и месяца могут быть как чередующимися друг за другом, так и нанесенными через заданный промежуток. Таким образом отображенный на индикаторе ЦПМ промежуток времени строго привязан к циклу противостояния, то есть циклу сближения Марса и Земли, который равен 780 земным суткам.

Индикатор ЦПМ может быть выполнен таким образом, что подвижный элемент индикатора, шкала или указатель перемещаются в одну сторону плавно вокруг своей оси или скачкообразно.

Так как период обращения подвижного элемента индикатора равен 780 земным суткам, соответственно механизм выполнен таким образом, что подвижный элемент индикатора совершает один оборот за 780 суток.

Таким образом посредством простого механизма редуктора без дополнительного усложнения часового механизма будет обеспечена высокая точность индикации цикла противостояния Марса.

Таким образом обеспечивается достижение требуемого технического результата, а именно создание прибора времени с индикатором, который визуально показывает положение текущей даты относительно цикла противостояний и периода противостояния Марса и Земли, который можно использовать как на Земле, так и на Марсе.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленных изобретательских задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленная группа изобретений удовлетворяет всем требованиям патентоспособности, предъявляемым к изобретениям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Использование: изобретение относится к области часовой техники, к часовым механизмам со стрелочной индикацией времени, а более конкретно к часовым механизмам усложненного типа с дополнительными функциями индикации на часах периода противостояния Марса. Сущность: прибор времени для индикации цикла противостояния Марса содержит корпус, часовой механизм и циферблат, при этом часовой механизм дополнительно содержит индикатор цикла противостояния Марса (ЦПМ), состоящий, по меньшей мере, из указателя ЦПМ и шкалы ЦПМ. Технический результат: создание прибора времени с индикатором, который визуально показывает положение текущей земной даты относительно цикла противостояния и периода противостояния Марса и Земли, который можно использовать как на Земле, так и на Марсе. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Прибор времени для индикации цикла противостояния Марса, содержащий корпус, часовой механизм и циферблат, характеризующийся тем, что часовой механизм дополнительно содержит индикатор цикла противостояния Марса (ЦПМ), состоящий, по меньшей мере, из указателя ЦПМ и шкалы ЦПМ.

2. Прибор времени по п. 1, отличающийся тем, что часовой механизм содержит элементы стрелочного механизма, например минутный триб, часовое колесо, вексельный триб, вексельное колесо.

3. Прибор времени по п. 2, отличающийся тем, что часовое колесо взаимодействует с суточным колесом.

4. Прибор времени по п. 1, отличающийся тем, что часовой механизм дополнительно содержит редуктор, суммарное передаточное число которого составляет 780 или кратное ему.

5. Прибор времени по п. 4, отличающийся тем, что редуктор состоит из первого триба редуктора, первого колеса редуктора, второго триба редуктора, второго колеса редуктора, третьего триба редуктора и третьего колеса редуктора.

6. Прибор времени по п. 5, отличающийся тем, что дополнительно оснащен устройством коррекции.

7. Прибор времени по п. 6, отличающийся тем, что устройство коррекции выполнено в виде звездочки, триба звездочки, фиксатора, штифта, дополнительного колеса и рычага коррекции.

8. Прибор времени по п. 1, отличающийся тем, что приборы времени могут быть приборными, интерьерными, переносными и наручными.

9. Прибор времени по п. 1, отличающийся тем, что индикатор ЦПМ может быть выполнен в виде подвижного указателя ЦПМ и неподвижной шкалы ЦПМ либо неподвижного указателя ЦПМ и подвижной шкалы ЦПМ.

10. Прибор времени по п. 1, отличающийся тем, что индикатор ЦПМ может быть выполнен в виде подвижной шкалы ЦПМ и апертуры в циферблате прибора времени.

11. Прибор времени по п. 1, отличающийся тем, что точка, обозначающая временной период противостояния, может быть визуально выделена либо цветом, либо символом, либо надписью.

12. Прибор времени по п. 9, отличающийся тем, что подвижный элемент индикатора ЦПМ перемещаются в одну сторону плавно вокруг своей оси или скачкообразно.

13. Прибор времени по п. 1, отличающийся тем, что период обращения подвижного элемента индикатора цикла противостояния Марса составляет 780 земных суток.

14. Прибор времени по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит индикацию текущего времени, индикацию марсианского времени или любые другие известные типы индикаторов и усложнений.

15. Способ индикации цикла противостояния Марса, при котором в приборе времени по п. 1 период обращения индикатора цикла противостояния Марса составляет 780 земных суток.