СЕКСТАН Российский патент 2022 года по МПК G01C1/08 

Изобретение относится к области морского судовождения и может быть использовано в навигационных секстанах.

Известен навигационный секстан, например секстан навигационный с осветителем СНО-Т [Красавцев Б.И. Мореходная астрономия / Б.И. Красавцев. - М.: Транспорт, 1986. - 255 с. - С. 103-104, 106-108], содержащий секторную раму с лимбом, малое наполовину прозрачное зеркало, расположенное на раме, алидаду с осью вращения, перпендикулярной плоскости лимба, большое зеркало, расположенное на алидаде в плоскости, образованной ее осью вращения и алидадой, угломерное отсчетно-стопорное устройство алидады, оптическую трубу и вспомогательные детали.

Этим навигационным секстаном производится измерение астронавигационного параметра - высоты светила, для чего требуется одновременная видимость и горизонта, и светила, что невыполнимо в ночное время, когда хорошо видно множество звезд, но не видно горизонта. Кроме того, у этого секстана отсутствует возможность непосредственного измерения одновременно двух астронавигационных параметров, например, суммы высот и разности азимутов.

Известен также секстан [Сичкарев В.И. Секстан. Патент на изобретение №2523100 С1 МПК G01C 1/08 (2006.01). Опубликовано 20.07.2014. Бюл. №20], содержащий секторную раму с лимбом, малое наполовину прозрачное зеркало, расположенное на раме, алидаду с осью вращения, перпендикулярной плоскости лимба, большое зеркало, расположенное на алидаде, угломерное отсчетно-стопорное устройство алидады, оптическую трубу и вспомогательные детали. Большое зеркало снабжено осью вращения, лежащей в плоскости этого зеркала параллельно плоскости лимба и снабжено угломерным отсчетно-стопорным устройством, а оптическая труба снабжена жидкостным уровнем.

Это устройство имеет возможность одновременного непосредственного измерения сразу двух астронавигационных параметров - разности высот и разности азимутов двух светил без измерения их высот и азимутов. Следовательно, для измерения этим секстаном астронавигационного параметра - разности высот - не требуется видимости горизонта. А для измерения астронавигационного параметра - разности азимутов - не требуется и направления меридиана наблюдателя. Однако устройство этого секстана из-за наличия двух зеркал достаточно сложное, а пределы измерения астронавигационных параметров ограничены передней четвертьсферой наблюдателя. Это не позволяет в полной мере реализовать выгоднейшие условия расположения светил для достижения максимальной точности обсервации по разностям высот и разностям азимутов светил [Гаврюк М.И. Астронавигационные определения места судна / М.И. Гаврюк. - М.: Транспорт, 1973. - С. 176, С. 17]. Кроме того, этот секстан не позволяет измерять такой астронавигационный параметр как сумма высот светил.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции секстана и возможности измерения различных астронавигационных параметров и их комплексов, таких как высота светила, разность высот светил и разность их азимутов, сумма высот светил и разность их азимутов.

Технический результат изобретения состоит в упрощении конструкции секстана использованием одного зеркала, а также в возможности измерения им большего числа астронавигационных параметров: высоты светила над видимым горизонтом, одновременного непосредственного измерения разности высот и разности азимутов светил, суммы высот и разности азимутов светил без измерения их высот и азимутов, то есть независимо от видимости горизонта и независимо от фиксации направления меридиана наблюдателя.

Измеряемые высоты, разности высот, суммы высот, разности азимутов светил являются астронавигационными параметрами, зависящими от географического места наблюдателя, и позволяют рассчитать обсервованные координаты места наблюдения (места судна). Независимость измерений с помощью заявляемого изобретения разности или суммы высот светил от видимости горизонта позволяет использовать секстан ночью. Независимость измерений с помощью заявляемого изобретения от фиксации направления меридиана наблюдателя позволяет определять разность азимутов двух светил без привлечения гирокомпасов или магнитных компасов. Все это существенно расширяет возможности астронавигационных методов в судовождении.

Указанная задача достигается тем, что в секстане, содержащем раму с лимбом, зеркало с двумя осями вращения, снабженными отсчетно-стопорными устройствами, вспомогательные детали и оптическую трубу с жидкостным уровнем, имеются следующие особенности. Рама с лимбом имеет кольцевую форму с пазом по внутренней поверхности, в котором помещен полый диаметральный сегмент, заканчивающийся азимутальным отсчетно-стопорным устройством. Внутри полости диаметрального сегмента размещен вал, заканчивающийся высотным отсчетно-стопорным устройством. А вдоль образующей вала установлено плоское полупрозрачное зеркало.

Существенные признаки заявляемого изобретения связаны с достигаемым техническим результатом следующим образом.

Измерение разности или суммы высот двух светил без измерения их высот возможно только при расположении светил на одном вертикале, связанном с местом наблюдателя. Наблюдатель нацеливает секстан на первое светило, которое он видит через полупрозрачное зеркало. Для приведения луча от второго светила на вертикал первого светила используется поворот внутри кольцевой рамы диаметрального сегмента. В результате отраженный от полупрозрачного зеркала луч второго светила попадает в оптическую трубу, и наблюдатель на одном вертикале с прямовидимым светилом видит отраженный луч от второго светила. Для совмещения по высоте изображений двух светил производится поворот вала полупрозрачного зеркала. Регистрация астронавигационных параметров осуществляется по показаниям азимутального и высотного отсчетно - стопорных устройств. При этом жидкостный уровень используется для контроля удержания секстана в плоскости вертикала первого светила. Таким образом, с использованием только одного зеркала упрощается конструкция секстана. При этом возможности получения астронавигационных параметров следующие.

Если в качестве первого светила используется видимый горизонт, то единственным астронавигационным параметром является высота светила.

Если оба светила находятся в передней четвертьсфере наблюдателя, то астронавигационными параметрами являются разность высот и разность азимутов светил, получаемые без измерения их высот и азимутов.

Если одно светило находится в передней четвертьсфере, а другое в задней четвертьсфере наблюдателя, то астронавигационными параметрами являются сумма высот этих светил и разность азимутов светил, также получаемые без измерения их высот и азимутов. Таким образом достигается увеличение числа измеряемых астронавигационных параметров.

На фигуре 1 представлена общая схема секстана с отдельными его элементами. На фигуре 2 представлена схема диаметрального сегмента. На фигуре 3 представлен вал с плоским полупрозрачным зеркалом.

Секстан содержит кольцевую раму 1 (фиг. 1) с лимбом 2 и пазом по внутренней поверхности, внутри которой помещен полый диаметральный сегмент 3. Внутри полости 4 (фиг. 2) диаметрального сегмента 3 установлен вал 5 (фиг. 3), вдоль образующей которого установлено полупрозрачное зеркало 6. На зеркале 6 располагается жидкостный уровень 7. Высотное отсчетно-стопорное устройство 8 и азимутальное отсчетно-стопорное устройство (расположено на противоположной стороне Фиг. 1 и на рисунке не показано) соединены с валом 5 и с полым диаметральным сегментом 3 соответственно. Оптическая труба 9 крепится к верхнему основанию кольцевой рамы 1. На нижнем основании кольцевой рамы 1 установлена перемычка 10, на которой устанавливается рукоять 11.

Измерения суммы высот и разностей азимутов выполняется секстаном следующим образом.

При наблюдении двух светил (звезд или планет), расположенных на разных вертикалах, относительно наблюдателя и на разных высотах, оптическую трубу 9 наводят на низко расположенное первое светило, наблюдаемое через полупрозрачное зеркало 6. С помощью жидкостного уровня 7 плоскость лимба 2 секстана удерживают перпендикулярно плоскости вертикала этого светила. Поворотом диаметрального сегмента 3 с помощью азимутального отсчетно-стопорного устройства (расположено на противоположной стороне Фиг. 1 и на рисунке не показано) приводят отраженное изображение второго светила на вертикал первого светила. Поворотом зеркала 6 с помощью высотного отсчетно-стопорного устройства 8 совмещают отраженное изображение второго светила с прямовидимым изображением первого светила, наблюдаемого в оптическую трубу 9. На высотном отсчетно-стопорном устройстве 8 считывают значение первого навигационного параметра (высоту, разность высот или сумму высот), а на лимбе 2 по выставленному положению диаметрального сегмента 3 считывают значение второго навигационного параметра - разности азимутов двух светил.

Изобретение относится к области морского судовождения и может быть использовано в навигационных средствах выполнения обсервации. Секстан содержит раму кольцевой формы с лимбом. По внутренней поверхности рама имеет паз, в котором помещен полый диаметральный сегмент, заканчивающийся азимутальным отсчетно-стопорным устройством. В полости диаметрального сегмента установлен вал, заканчивающийся высотным отсчетно-стопорным устройством. Вдоль образующей вала установлено плоское полупрозрачное зеркало. Вспомогательные детали в виде оптической трубы, жидкостного уровня обеспечивают повышение точности совмещения лучей светил и удержание рамы секстана в плоскости вертикала первого светила. Секстан обеспечивает измерение высоты светила над видимым горизонтом, непосредственного измерения разности высот и разности азимутов светил, суммы высот и разности азимутов светил без измерения их высот и азимутов, то есть независимо от видимости горизонта и независимо от фиксации направления меридиана наблюдателя. Упрощается конструкция, увеличивается число измеряемых астронавигационных параметров. 3 ил.

Секстан, содержащий раму с лимбом, зеркало с возможностью поворота относительно двух осей, снабженных отсчетно-стопорными устройствами, оптическую трубу, жидкостный уровень, вспомогательные детали, отличающийся тем, что рама с лимбом имеет кольцевую форму с пазом по внутренней поверхности, в котором помещен полый диаметральный сегмент, заканчивающийся азимутальным отсчетно-стопорным устройством, внутри полости диаметрального сегмента размещен вал, заканчивающийся высотным отсчетно-стопорным устройством, а вдоль образующей вала установлено плоское полупрозрачное зеркало.