Учебный прибор по астрономии Советский патент 1992 года по МПК G09B27/00 

Изсбретение относится к демонстрационным оптическим приборам и может быть использовано, например, в курсах астрономии и астронавигации.

Известны учебные приборы для обучения по астрономии содержащие источник света и визир, оптически сопряженные друг с другом посредством объектива и поворотных моделей звезд

К недостатку известных устройств следует отнести низкую степень подобия демонстрируемой сцены звездного неба по отношению к реальной.

Наиболее близким к предлагаемому является учебный прибор, в котором модели звезд расположены на сферической поверхности, установленной с возможностью поворота относительно осей карданного подвеса.

Недостатком является ограниченные демонстрационные возможности. Это обусловлено тем, что в приборе невозможно показать эффекты экранирования звезд,

имеющие место при наблюдении звездного неба с объекта, вращающегося относительно собственной системы координат, например спутника

Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в учебный прибор по астрономии содержащий расположенные вдоль оси источник света звездный глобус в кардановом подвесе, объектив и визир, введен шаровой слой, установленный концентрично глобусу с возможностью независимого вращения относительно двух ортогональных осей, одна из которых направлена вдоль оптической оси и соотвествующей оси карданового подвеса, а другая лежит в плоскости, в которой находятся остальные оси карданового подвеса, при этом шаровой слой, ограниченный двумя парами ду|, длины стягивающих хорд которых относятся как 1:3, снабжен центральным вырезом в пределах 1/3 большей дуги расположенным симметрично оптиче(Л

VJ 4 4

XJ

О О

ской оси и одной оси вращения слоя в момент совмещения другой оси вращения слоя и ортогональной к ней хорды его большей дуги с соответствующими осями кардано- вого подвеса, ортогональными к оптической оси, а на участки слоя, обращенные в сторону объектива и источника света, нанесены соответственно поглощающее и рассеивающее покрытия.

На фиг. 1 схематично показан предлагаемый прибор; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - некоторые виды демонстрируемых картин для характерных положений наблюдения.

Прибор содержит источник 1 света, звездный глобус 2 в трехстепенном карда- новом подвесе 3, объектив 4, визир 5 и шаровой слой 6. Оптическая ось 7 визира 5 и объектива 4 направлена вдоль оси ОХ кар- данового подвеса, а оптическая ось 8 источника 1 света пересекается с осью 7 на поверхности глобуса. Шаровой слой 6 установлен с возможностью независимого вращения относительно оси ОХ карданового подвеса 3 и относительно оси, ортогональной к оси ОХ и расположенной в плоскости OY, образованной другими осями OY и О. Шаровой слой 6, ограниченный двумя парами дуг 8 и 9, длины стягивающих хорд 10 и 11 которых относятся, как 1:3, снабжен центральным вырезом 12 в пределах 13 большей дуги 9 слоя 6. Вырез 12 расположен симметрично относительно оптической оси 7 и одной оси вращения слоя (фиг.2, ось и направление этого вращения обозначены соответственно точкой X и стрелкой 13) в момент совмещения другой оси вращения и ортогональной к ней хорды его большей оси с соответствующими осями карданового подвеса (оси Y и Z на фиг.2). В указанном положении пучек лучей от источника 1 света освещает участок глобуса 2 в пределах центрального угла 2 а, наблюдаемого через визир 5 и объектив 4. На участки 14 и 15 шарового слоя, обращенные в сторону объектива 4 и источника 1 света, нанесены соответственно поглощающее и диффузно рассеивающее покрытия.

Прибор работает следующим образом.

Пучек лучей от источника 1 света направляют на поверхность глобуса 2 в пределах центрального угла 2 а. Зеркальные расщепители света, попавшие в этот пучек, отражают падающий на них свет, в результате чего получают мнимые изображения источника 1 света, моделирующие звезды. Картину звездного неба наблюдают через объектив 4 и визир 5. Вращая глобус 2 относительно осей карданного подвеса 3, в зону светового пучка вводят различные расщепители, имеющие отличные один от другого диаметры, чем моделируются звезды раз- личной величины, расположенные в заданном на глобусе положении. Одна из таких картин 16 реального звездного неба 17 видна, например, в направлении 18 оптической оси визира, расположенного на спутнике 19,

движущемся по орбите 20 вокруг Земли 21. Совместно с движением rio орбите спутник может совершать вращательное движение относительно собственной системы координат, например по направлению к Земле. В

этом случае поле зрения визира занимает положения 22 и 23. В положении 22 в поле зрения попадает ночной горизонт Земли, а в положении 23 все поле зрения визира закрыто Землей Соответствующие картины

деконстрируются в приборе за счет поворота шарового слоя 6 вокруг оси. лежащей в плоскости OYZ Для положения 22 поворот осуществляется так, что только часть 24 поглощающего участка вводится в поле зрения

визира (поз.25 на фиг.З), а для положения 23 участок 14 полностью вводится в поле зрения визира (поз.26 на фиг.З). Если космический аппарат вращается по направлению к Земле на участке орбиты, освещенном Солнцем 27, то подход поля зрения к Земле, пересечение дневного горизонта и полное экранирование звездного неба(поз.28,29 и 30) демонстрируются в приборе за счет ввода в поле зрения визира участка 15 с диффузно оассеивающим покрытием (поз. 31, 32 и 33 соответственно). В этом случае диффузно рассеивающее покрытие создает в поле зрения визира матовую непрозрачную зону 34 и дымчатую полосу 35, через которую просматриваются наиболее яркие звезды. Различные направления ввода экранирующих участков обеспечиваются за счет вращения шарового слоя б вокруг оси ОХ.

Применение предлагаемого прибора

расширяет демонстрационные возможности при обучении операторов навыкам работы с астрономическими и астронавигационными устройствами.

Формула изобретения

Учебный прибор по астрономии, содержащий глобус в кардановом подвесе и опти- ческую систему для наблюдения заданного его участка, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации картины, наблюдаемой с космического корабля, он имеет расположенный между глобусом и оптической системой вогнутой в сторону глобуса экран, разделенный на поглощающий, свегопрозрачный и светооассеивающий участки для имитации соответственно экранированного неосвещенной землей,

неэкранированного и экранированного освещенной землей звездного неба, при этом экран установлен с возможностью поворота относительно оси оптической системы на заданный угол.

Использование: астрономия, учебный процесс. Сущность изобретения: прибор содержит источник света, звездный глобус, кардановый подвес, объектив, визир и шаровой слой с центральным вырезом и установленный с возможностью независимого вращения относительно двух ортогональных осей Пучок лучей света от источника света направляется на звездный глобус через центральный вырез в шаровом слое. Модели звезд, расположенные на глобусе, направляют излучение через объектив на визир. При вращении шарового слоя часть звездного глобуса, наблюдаемая в визире, экранируется сильно поглощающей или диффузно рассеивающей частями шарового слоя. 3 ил. in,

11 12 V

гО

10 15 8

Я-Я

J4

Фиг. 1

Редактор Ю.Серела

34Н

Фиг. 5

Составитель Б.Николаенко

Техред М.МоргенталКорректор М.Максимишинец