Секстант с искусственным горизонтом Советский патент 1947 года по МПК G01C1/08 

Известны секстанты С искусственным горизонтом, выполненным в виде жидкостного уровня с пузырьком воздуха, изображение которого с помощью полупрозрачного зеркала введено в поле зрения секстанта через прозрачную верхнюю крышку сосуда уровня.

Настоящее изобретение касается усоверщенствования подобного рода секстантов и заключается в том, что сосуд уровня снабжен внизу пипеткой для выпускания из нее пузырьков воздуха, наблюдаемых во время их движения в жидкости уровня в поле зрения секстантаЭта особенность дает возможность определять ошибки секстанта от его наклона от плоскости вертикала и получать три степени осреднения высоты светила.

На фигуре изображена схема предложенного секстанта

Секстант состоит из корпуса, двух уровней, оптической системы, угломерного приспособления грубого отсчета, угломерного приспособления точного отсчета, светофильтров и зрительной трубы.

Корпус прибора состоит из двух щек А (на фигуре показаны пунктиром), к которым крепятся все остальные детали. Уровни, оптическая система, угломерное приспособление точного отсчета и светофильтры помещены между щеками, а зрительная труба и угломерное приспособление грубого отсчета находятся на внещних сторонах щек.

Уровень Б грубого отсчета представляет собой цилиндрический оптический уровень.

Гидростатический уровень В точного отсчета представляет собой стеклянный пилиндр, заполненный жидкостью с больщой вязкостью, например, глиперином. .В дно цилиндра введена пипетка Г, наполненная воздухом. Вверху цилиндра имеется запасная камера, являющаяся одновременно и воздухособирателем. Лампочки D служат для подсветки уровней.

Пузырек воздуха, выпущенный из пипетки, поднимается строго вертикально вверх при положении прибора в покое.

При фиксированном положении прибора (направлением на светило при измерении высоты) ускорения от качки корабля будут выводить пузырек из вертикали и траектория его подъема будет представлять собой периодически меняющуюся кривую. Но при малой скорости подъема пузырька отклонения или, вернее, отхождения его от истинной вертикали будут малы. Эти отхождения пузырька равносильны наклону прибора в плоскости вертикала

307

светила при отсутствии вредных ускорений, действующих на пузырек при качке.

Чем больше время подъема пузырька (например, 120 сек.) по сравпению с периодом - качки (например, 10 сек.), тем меньше отхождение пузырька от вертикали, равносильный наклон прибора и ошибка в измеряемой высоте светил.

Оптическая система состоит из линзы Е, двух плоскопараллельных пластин или полупрозрачных зеркал Ш и 3, прямоугольной призмы Я, линзы К, поворотной пятигранпой призмы Л и поворотпого главного зеркала М.:

Угломерное приспособление грубого отсчета отличается от угломерного приспособления авиационного -секстанта АС лишь тем, что по периферии барабана на каждом градусном делении высверлено отверстие, в которое входит зуб собачки Н.

Угломерное приспособление точного отсчета состоит из поворотной пятигранной призмы Л с зубчатым сектором и микрометренного барабана с червячным винтом О.

На корпусе прибора имеется шкала с градусными делениями, а на призме укреплен указатель (на чертеже не показаны).

Светофильтры соответствуют таковым секстанта АС.

Зрительная труба П с небольшим увеличением (не более двух) съемная и крепится к щеке прибора на направляющих. В поле зрения трубы, в фокальной плоскости объектива, ставится прозрачная пластина с нанесенной на ней горизонтальной градусной шкалой.

При работе секстантом по уровню Б грубо измеряют высоту светила. При помощи собачки Я стопорят отсчетный барабан и зеркало М.

Удерживая светило в поле зрения зрительной трубы Я на горизонтальной градусной шкале, нажимом на пипетку Г выпускают пузырек или серию пузырьков воздуха и включают подсветку уровня В.

Зпо UO

Продолжая удерживать светило на горизонтальной шкале в поле зрения трубы, ожидают появления там пузырьков уровня Г.

При помощи угломерного приспособления точного отсчета проводят изображение пузырька на горизонтальную щкалу и замечают уклонение пузырька от плоскости вертикала по горизонтальной шкале, т. е. до полуделения с точностью до /2 градуса

Этим определяется наклон прибора к плоскости вертикала.

Показания барабана грубого отсчета складывают с показаниями угломерного приспособления точного отсчета- К этой сумме вводят поправку за счет у14лонения прибора от плоскости вертикала.

бумма этих трех величин и есть высота светила; исправив эту сумму на рефракцию, получают истинную высоту светила.

Первое осреднение высоты светила получается путем выпуска одиночного пузырька, второе осреднение - путем выпуска серии пузырьков в течение одного периода качки. Третье осреднение высоты светила при желании можно получить, отмечая высоту светила карандашом па барабане точного отсчета при выпуске нескольких серий пузырьков.

Светило удерживается в поло зрения трубы на горизонтальной щкале при помощи закрепленного главного зеркала. Таким образом пет необходимости следить пузырьком за изображением светила в поле зрения при помощи поворотов барабана.

По горизонтальной щкале в поле зрения можно учесть ошибки в высоте за счет наклона прибора от плоскости вертикала. Эти ошибки обычно накапливаются и всегда имеют один знак плюс, независимо от того, в какую сторону от плоскости вертикала наклонен прибор. Ошибки, возникающие за счет наклона прибора относительно плоскости вертикала, имеют значительную величину; например, при высоте светила 45° и уклонении прибора

на Г ошибка в высоте составляет 4-0,5, при уклонении на 2°-+2,1, при уклонении на 3°1-4,7; с увеличением .высоты эта ошибка быстро растет.

Колебания лрнбора в руках наблюдателя при измерении высот предполагаются небольшими, именно около (при качке можно удерживать солнце, диаметр которого около 1°, так, чтобы оно было все время совмеш,ено с риской в поле зрения трубы). Вследствие этого вязкая жидкость в уровне при достаточно большой частоте колебаний (дрожание рук) будет оставаться неподвижной в пространстве, а если и бздет колебаться, то незначительно, и только около фиксированного положения прибора, что не даст больших ошибок в высоте.

Выше указывалось, что можно наблюдать не единичный пузырек, а серию их. Это достигается тем, что линза 4 длиннофокусная, т. е в пределах 5 мм пузырьки будуг еш;е наблюдатьсяУстройство для выпускания ну зырьков .может быть выполнено в

виде микрометрического винта, давяш;его на баллон пипетки. Этим достигается нулевая начальная скорость движения пузырька.

Плавность увеличения размеров пузырька создается баллоном пипетки. Рост пузырька происходит не мгновенно, а постепенно, так кас сила поверхностного натяжения тормозит увеличение размеров пузырька.

Предмет изобретения

Секстант с искусственным горизонтом, выполненным в виде жидкостного уровня с пузырьком воздуха, изображение которого через прозрачную верхнюю крышку сосуда уровня введено в поле зрения секстанта с помош;ью полупрозрачного зеркала, отличаюшийся тем, что сосуд уровня снабжен внизу в центре пипеткой для выпускания из нее пузырька воздуха, наблюдаемого во время его движения в жидкости уровня в поле зренил секстанта.

ш ,1 ;

4-« I у ,

г Щм о