ОДНОЗЕРКАЛЬНЫЙ СЕКСТАН Российский патент 2024 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 её осью вращения и алидадой, угломерное отсчётно-стопорное устройство (далее в тексте - «ОСУ») 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 звёзд, но не видно горизонта. Кроме того, у этого секстана отсутствует возможность непосредственного измерения одновременно двух астронавигационных параметров, например, суммы высот и разности азимутов.

Известен секстан [Сичкарёв В.И. Секстан. Патент на изобретение № 2523100 C1 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 ОСУ алидады, оптическую трубу и вспомогательные детали. Большое зеркало снабжено осью вращения, лежащей в плоскости этого зеркала параллельно плоскости лимба и снабжено угломерным отсчётно-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.

Известен также секстан, [Сичкарёв В.И., Безбородов С.А. Секстан. Патент на изобретение № 2781060 C1 МПК G01B 1/08 (2006.01). Опубликовано 04.10.2022. Бюл. № 28], содержащий кольцевую раму с лимбом и пазом по внутренней поверхности, внутри которой помещён полый диаметральный сегмент с установленным валом, вдоль образующей которого установлено полупрозрачное зеркало. Зеркало обладает двумя степенями свободы и снабжено угломерными ОСУ, которые закреплены на вале в полом диаметральном сегменте. Оптическая труба закреплена к верхнему основанию кольцевой рамы, а на нижнем основании рамы расположена перемычка, к которой прикреплена рукоять.

Этот секстан имеет возможность одновременного измерения двух астронавигационных параметров - разности высот и разности азимутов, либо суммы высот и разности азимутов без измерения их высот и азимутов. 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 центральная ось зеркала не совпадает с осью вращения вала диаметрального сегмента. Поэтому при измерении высотного навигационного параметра (высоты светила, разности высот или же суммы высот светил), наблюдаемое отраженное светило будет смещаться на определенное расстояние в плоскости полупрозрачного зеркала. Следствием этого является необходимость постоянного изменения фокусного расстояния оптической трубы при наблюдении светил. Кроме того, в этом изобретении не уточнена конструкция отсчётно-стопорных устройств.

Заявляемое изобретение решает задачу конкретизации конструкции отсчётно-стопорных устройств и упрощения измерений секстаном.

Технический результат изобретения состоит в определении типа отсчётно-стопорных устройств и в удобстве измерений навигационных параметров.

Указанная задача достигается тем, что в однозеркальном секстане, содержащем раму, лимб, полупрозрачное зеркало с двумя взаимно перпендикулярными осями вращения, снабжёнными ОСУ, вспомогательные детали и оптическую трубу с жидкостным уровнем, имеются следующие особенности. Рама содержит рукоятку, вал, азимутальное червячное ОСУ, гнездо для крепления оптической трубы. На вал рамы жестко насажен азимутальный сектор с диаметральной хордой и глобоидной нарезкой по ребру, входящий в зацепление с азимутальным червячным ОСУ. На диаметральной хорде азимутального сектора установлены стойки с валами зеркальной рамки. А зеркальная рамка жестко соединена с высотным сектором с хордой и глобоидной нарезкой по ребру, входящим в зацепление с высотным червячным ОСУ, закреплённым на одной из стоек. Причём, на зеркальной рамке установлен горизонтальный жидкостный уровень.

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

Уточнение узла отсчётно-стопорного устройства позволяет конкретизировать работу секстана, повысить технологичность производства подобных устройств, повысить надежность конструкции секстана. В частности, применение червячного отсчётно-стопорного устройства влияет на получение максимальной точности в измерении угломерных величин и навигационных параметров. Также червячное ОСУ обладает проверенной высокой надежностью в морских условиях. [Красавцев Б.И. Мореходная астрономия изд. 2-е перераб. и доп. / Б.И. Красавцев. - М.: Транспорт, 1978. - 304 с. - С. 209 - 211].

На удобство измерений существенные признаки заявляемого изобретения влияют следующим образом. Измерение навигационных параметров происходит вращением червячного отсчётно-стопорного устройства. Азимутальным ОСУ поворачивают азимутальный сектор относительно рамы секстана, в то время как само азимутальное ОСУ остаётся неподвижным. Следствием этого является поворот полупрозрачного зеркала в азимутальной плоскости. При использовании высотного ОСУ происходит поворот высотного сектора и полупрозрачного зеркала относительно горизонтальной оси, а само высотное червячное ОСУ остаётся неподвижным относительно стойки. Неподвижность отсчётно-стопорных устройств относительно стоек и относительно рамы секстана обеспечивает хорошее удобство измерений для оператора, что весьма важно для тщательности и точности наблюдений.

На фигуре 1 представлена общая схема однозеркального секстана с отдельными его элементами. На фигуре 2 представлена схема однозеркального секстана с отдельными его элементами в разборе.

Однозеркальный секстан содержит раму 1 (фиг. 1), с рукоятью 2 и валом 3 на который насажен азимутальный сектор 4 с азимутальным лимбом 5, имеющим глобоидную нарезку по ребру. На раме 1 установлено азимутальное червячное ОСУ 6 (фиг. 2), входящее в зацепление с глобоидной нарезкой азимутального лимба 5. В пазах диаметральной хорды азимутального сектора 4 установлены стойки 7л и 7п, в отверстия которых заведены валы 8 зеркальной рамки 9. Один из валов 8 соединен с высотным сектором 10, содержащим высотный лимб 11 с глобоидной нарезкой по ребру. Стойка 7л содержит высотное червячное ОСУ 12, входящее в зацепление с глобоидной нарезкой высотного лимба 11. На раме 1 установлено гнездо 13 для крепления оптической трубой 14, а на зеркальной рамке 9 установлен жидкостный уровень 15. Полупрозрачное зеркало 16 установлено в зеркальной рамке 10.

Измерения высотного навигационного параметра (сумма высот, разность высот, высота светила) и разностей азимутов выполняется секстаном следующим образом.

При наблюдении двух светил (звёзд или планет), расположенных на разных вертикалах и на разных высотах, оптическую трубу 14 наводят на низко расположенное первое светило, наблюдаемое прямо через полупрозрачное зеркало 16. С помощью жидкостного уровня 15 плоскость азимутального лимба 5 удерживают горизонтально, т.е. перпендикулярно плоскости вертикала этого нижнего светила. Поворотом азимутального червячного ОСУ 6 разворачивают азимутальный сектор 4 с зеркальной рамкой 9 и полупрозрачным зеркалом 16 через глобоидную нарезку азимутального лимба 5, до тех пор, пока отражённое изображение второго, более высокого светила, не будет приведено на вертикал первого светила. Поворотом высотного червячного ОСУ 12 через глобоидную нарезку на высотном лимбе 11 разворачивают высотный сектор 10, зеркальную рамку 9 и полупрозрачное зеркало 16 и совмещают отражённое изображение второго светила с прямовидимым изображением первого светила. Эти процессы наблюдаются в оптическую трубу 14, установленную в гнездо 13. Первый навигационный параметр (высота, разность высот или сумма высот в зависимости от объектов наблюдения и их расположения) считывается следующим образом: на высотном лимбе 11 считывается значение угловых градусов, а на высотном червячном ОСУ 12 - значение угловых минут. Второй навигационный параметр (разность азимутов) считывается аналогичным образом: на азимутальном лимбе 5 считывается значение угловых градусов, а на азимутальном червячном ОСУ 6 - значение угловых минут.

Таким образом, конкретизация отсчётно-стопорного устройства в виде глобоидной передачи позволила создать достаточно простое устройство однозеркального секстана, обеспечивая при этом простоту измерения и считывания значений навигационных параметров с достаточно высокой точностью, свойственной глобоидной передаче, традиционно успешно используемой в судовождении.

Изобретение относится к области морского судовождения и может быть использовано в качестве средства выполнения навигационной обсервации. Технический результат – простота измерений и считывания значений навигационных параметров с достаточно высокой точностью. Однозеркальный секстан содержит раму, лимб, полупрозрачное зеркало с двумя взаимно перпендикулярными осями вращения, снабжёнными отсчётно-стопорными устройствами (ОСУ), оптической трубой, жидкостным уровнем. При этом рама содержит рукоятку, вал, азимутальное червячное ОСУ, гнездо для крепления оптической трубы, на вал рамы насажен с возможностью поворота азимутальный сектор с диаметральной хордой и с глобоидной нарезкой по ребру, входящий в зацепление с азимутальным червячным ОСУ. На диаметральной хорде азимутального сектора установлены стойки с валами зеркальной рамки, а зеркальная рамка жестко соединена с высотным сектором с глобоидной нарезкой по ребру, входящим в зацепление с высотным червячным ОСУ, закреплённым на одной из стоек, причём на зеркальной рамке установлен горизонтальный жидкостный уровень. 2 ил.

Однозеркальный секстан, содержащий раму, лимб, полупрозрачное зеркало с двумя взаимно перпендикулярными осями вращения, снабжёнными отсчётно-стопорными устройствами (ОСУ), оптической трубой, жидкостным уровнем, отличающийся тем, что рама содержит рукоятку, вал, азимутальное червячное ОСУ, гнездо для крепления оптической трубы, на вал рамы насажен с возможностью поворота азимутальный сектор с диаметральной хордой и с глобоидной нарезкой по ребру, входящий в зацепление с азимутальным червячным ОСУ, на диаметральной хорде азимутального сектора установлены стойки с валами зеркальной рамки, а зеркальная рамка жестко соединена с высотным сектором с глобоидной нарезкой по ребру, входящим в зацепление с высотным червячным ОСУ, закреплённым на одной из стоек, причём на зеркальной рамке установлен горизонтальный жидкостный уровень.