Як працює секстант? Як працює секстант і як його зробити самому Сектант морський прилад

СЕКСТАН (секстант)- Інструмент, призначений для вимірювання висот світив над видимим горизонтом, а також горизонтальних і вертикальних кутів між орієнтирами з метою визначити координати місця корабля, літака (Військово-морський словник, Москва, 1987р.)

Секстан один із найдавніших, але й найсучасніший із навігаційних інструментів. Кожен судновод від маститого капітана до молодого штурмана з благоговінням вимовляє це слово, з боязкістю, обережністю та надією бере його до рук. Жодним навігаційним інструментом та приладом не виконано стільки вимірів, скільки припало на щасливу частку секстану за його більш ніж тривікову історію. У тисячах посібників, підручників та посібників з навігації описується як використовувати секстан у судноводженні.

СПОСОБИ ОБСЕРВАЦІЇ ЗА ДОПОМОГОЮ СЕКСТАНУ

1. За допомогою секстану виміряти кутові висоти світил та розрахувати місце за астрономічними таблицями.(Спосіб найзручніший, вимагає громіздких книг, божевільних навичок обчислень і багато часу. Сучасні штурмана цей спосіб вкрай не люблять).
2. По горизонтальних кутах виміряним секстаном між орієнтирами.(Спосіб також незручний, вимагає вміння виконувати розрахунки).
3. Секстан використовувати як ручний лот(Мотузка + секстан = лот). Секстан на мотузку спускається за борт до дна, потім довжина мотузочки вимірюється. Виміряна в такий спосіб глибина порівнюється з глибиною місця, показаної карті і уточнюється місце корабля.
4. Використовувати секстан як випромінювач ехолота. Вдарити секстаном по болту кріплення фальшкілю.Засікти час між ударом і луною. Знаючи швидкість звуку у воді та час (не забути час поділити навпіл), визначити глибину. Далі картою як у попередньому пункті. Час рекомендується засікати за допомогою секундоміра. У штурмана, що визначає місце в такий спосіб, має бути хороший слух, не можна пропустити відлуння.
5. Продати секстан, а на виручені гроші купити найдешевшу GPS-куі з її допомогою легко визначити місце. Продаючи секстан, слід пам'ятати, що коштує він набагато дорожче за GPS-ки.
6. На ринку обміняти секстан на FM-ку(портативну УКХ радіостанцію), за якою запитати у судна, що проходить, його місце. Своє місце буде десь поряд. Більш точно і надійно визначитися можна, запитавши по FM-ку у судна, що проходить, координати свого судна. (При цьому способі є певний ризик – можна нарватися на такого ж FM-щика, який свій секстан уже обміняв або продав, і його цікавлять координати твого судна).
7. Пропливаючи повз човник з рибалкою, кинути в нього секстан(цілитися в голову). Чекати на фразу: "...і звідки тільки приплив до нас до Владивостока (у Південно-Сахалінськ, на Камчатку, в Тихий океан) такий &$#@^*#?!." Спосіб не дуже точний і може вимагати знання іноземної мови. У разі промаху, місце можна не впізнати. При сильному кидку спосіб загрожує неадекватними діями з боку рибалки.
8. Відокремити від секстану зайві деталі, залишивши лише трубу.Залізти на щоглу і в трубу підглянути, що пише в журнал штурман яхти, що пропливає повз. При цьому способі потрібні певні навички лазіння по щоглах. Спосіб неприйнятний, якщо штурман боїться висоти. Важливою умовою визначення місця є гарний почерк штурмана на яхті, що пропливає.
9. Показувати секстан за гроші в глухому береговому селі.На гроші купити апаратуру для дешифрування сигналів аварійного радіобую. Кинути буй за борт, прийняти сигнал і розшифрувати. Спосіб також дозволяє дізнатися точний час.
10. Спосіб для двох операторів.Непомітно прив'язатися до судна, що проходить, влізти на борт. Поки один відволікає штурмана секстантом (наприклад, стукає ним по переборці), другий знімає координати (широту та довготу) з автопрокладача або виписує їх із навігаційного журналу. Оператори мають бути натреновані для абордажних дій, знати місце знаходження штурманської рубки на судні, вміти знімати координати з автопрокладача та знайти навігаційний журнал. При цьому важливо взяти олівець, щоб було чим записати координати. Однією з важливих умов успішності цього способу визначення місця є регулярність та правильність записів у навігаційному журналі судна, взятого непомітно на абордаж. Рекомендується визначати місце таким способом у години, кратні чотирьом, а краще на початку доби запис із координатами (а також курсом та швидкістю), як правило, у навігаційному журналі вже є.
11. Кидати за борт сектанидоки не вийде риф, не позначений на карті. Встати поруч на якір, почекати, поки хтось не сяде на цей риф. Включити рацію, перехопити SOS з «фі» та «лямбдою» (широтою та довготою). До визначення місця готуватися необхідно заздалегідь, запасаючись секстанами. У глибокому морі спосіб вимагає великої витрати секстанов. Не забути перевірити якірний пристрій та рацію. Потренуйтеся також наносити координати, почуті по радіо в ефірі, на карту – стане в нагоді.
12. Пробити секстаном дірку нижче за ватерлінію і дати судну затонути.Врятуватися будь-яким способом, а рятувальників попросити пройти над затонулим судном із включеним ехолотом. Виявивши судно, що затонуло, зняти координати з карти, а краще запитати їх у рятувальників.
13. Забрати секстан подалі і чекати, поки не сядеш на мілину.У рятувальників дізнатись точне місце. Спосіб несе небезпеку, можливо, що чекати рятувальників доведеться занадто довго і координати вже не знадобляться.
14. Зв'язати штурмана та бити його секстаном по головідоти, доки погодиться визначити місце будь-яким відповідним способом. Спосіб дозволяє також дізнатися про відлік лага. Спосіб хороший тим, що від штурмана можна отримати масу інших відомостей, які не мають відношення до штурманської справи. Бити секстаном штурмана слід делікатно, порівнюючи силу ударів із необхідністю отримання певних знань. Вивірені короткі удари необхідної сили, нанесені по голові штурмана, допомагає штурману бути зібраним і в короткий час визначити місце судна.
15. Побитися з екіпажем іншого судна, використовуючи секстан як холодну зброю.Після арешту взяти з протоколу затримання (огляду місця події) координати (широту та довготу) місця, де ця бійка сталася. Головне в цьому способі – вплутатися в бійку, а координати будуть, куди вони подінуться.
16. У сутінках, коли берегові орієнтири не видно неозброєним оком.Послати трьох на берег, до орієнтирів, що добре впізнаються, одному дати сильний прожектор. Включити прожектор і пускати дзеркалом секстану зайчики в очі кожному з двох помічників, що залишилися. У момент відблисків променя прожектора у власних очах зняти горизонтальні кути і з них обчислити координати місця. Помічники для визначення місця цим способом потрібні окористі, азіатського походження, як правило, не підходять.
17. Ще берегом, але не горизонтальними кутами.Два чи три рази послати на берег у різні місця спостерігача на ялику, шлюпі чи катері, щоб він там зняв висоту Сонця чи зірки (не має значення). Засікти час між кожним вибуттям і прибуттям назад шлюпки на судно, відняти середній час проведення виміру висоти світила спостерігачем на березі, розділити отриманий результат навпіл, помножити на швидкість руху шлюпки до берега і назад - вийде відстань до берегового орієнтира. Двома чи трьома відстанями до берегових орієнтирів, куди посилався спостерігач, визначити місце судна. Спосіб вимагає хорошої гребної підготовки, і виняткових навичок володіння секстаном для вимірювання висот світил.
18. Комбінований спосіб з використанням пеленгатора та секстану.Покласти два (три) секстани на березі біля орієнтирів, позначених на карті. Вийти у море, взяти пеленгу на кожен секстан. Далі елементарно – за пеленгами визначити місце.
19. Спосіб для тих, хто знайомий з теорією похибок вимірів.Нанести на карту приблизно місце, отримане за допомогою секстану. Розігнати трикутник похибок та отримати точне місце. Місце з використанням секстану може бути отримано будь-яким із розглянутих способів.
20. Спосіб військових моряків.Поміняти секстан будь-якому військовому кораблі на пляшку шила («шило» – технічний спирт, придатний внутрішнього вживання). Шило пообіцяти штурману, якщо визначить місце. Як це його проблеми. Спосіб перевірений та відрізняється високим ступенем надійності. Головне при цьому - не давати штурману шило доти, доки він не визначить місце.
21. Оптимальний.Розгвинтити секстан. За допомогою алідади розмішати у великій склянці гарний коктейль і привести себе в стан, коли судно вже не має ніякого значення. Спосіб відрізняється універсальністю, застосуємо практично у будь-яких складних ситуаціях.

Матеріали підготував
Сажаєв М.І.

Одним із перших кутомірних інструментів, який був, мабуть, відомий ще давнім астрономам, був градшток. Мореплавці стали ним користуватися десь у XV столітті. У всякому разі, градшток вже був на каравелах Колумба і Васко да Гама.

Стародавній градшток складався з двох взаємно перпендикулярних рейок-штока довжиною 90 см і поперечної хрестовини, що щільно прилягає до штока і ковзає по ньому під прямим кутом. Довжина хрестовини була дещо більшою за 65 см для того, щоб відстань між отворами на її кінцях становила точно 65 см.

Влаштування градштока

На кінці штока була укріплена мушка. Спостерігачеві, дивлячись на очну мушку, треба було одночасно бачити обидва предмети (горизонт і світило), взаємна відстань між якими визначалася через отвори в хрестовині. Для завдання поділів на столі креслили кути і на них накладали градшток. Градусні поділки наносили на верхню грань штока. Для вимірювання різних і навіть менших кутів служили додаткові, більш короткі хрестовини. Розподіли для менших кутів розмічали на бокових гранях штока.

Для вимірювання висоти якогось світила (зірки, Сонця) приставляли один кінець довгого штока до ока, а поперечну хрестовину рухали так, щоб вона одним кінцем точно торкнулася горизонту, а іншим – світила. Результати вимірювань таким примітивним пристосуванням, як градшток, виходили дуже приблизними. До того ж око не могло бачити одночасно два предмети (точку горизонту і планету), що знаходяться один від одного на такій значній відстані. Незважаючи на ненадійність, градшток проіснував понад сто років.

На початку XVI століття широкого поширення набув інший кутомірний інструмент, теж примітивний, хоч і більш пристосований для виміру висот, ніж градшток – астролябія. Астролябія була диском з міді або жерсті близько 6 мм товщиною і 15-17 см в діаметрі. Диск мав виступ із отвором для підвішування. Астролябію намагалися робити важче (5-6 кг) для стійкості під час вітру та хитавиці судна. Для зручності користування на обід астролябії вибивали відміну сонця для різних пір року. Поверхня диска була добре відполірована. Схилом від точки підвісу відзначали вертикальну лінію, щодо якої наносили горизонталь та центр кола. Верхній лівий квадрат ділили на градуси. На осі диска кріпилася алідада (рухомий радіус) з того ж металу, шириною близько 4 см, довжиною, що дорівнює діаметру диска, і товщиною, що дорівнює товщині диска. По всій довжині алідади проходила візирна лінія. По кінцях візирної лінії були укріплені пластинки з невеликими отворами, точно над візирною лінією. Підвісивши астролябію, алідаду наводили на зірку або Сонце і градуйованою дугою диска відраховували отриманий кут. Пізніше на астролябії було градуйовано і протилежну дугу диска. Астролябія, як і градшток, застосовувалися у перших навколосвітніх подорожах.

Вимірювання висот за допомогою астролябії

У вимірі висот за допомогою астролябії зазвичай брали участь три спостерігачі: один тримав астролябію за кільце, надівши його на великий палець, інший вимірював висоту, а третій робив відлік. Кожен із трьох спостерігачів вносив свою помилку до кінцевого результату вимірювань. Помилки вимірів, хитавиця і вітер - все це позначалося на точності спостережень.

Пізнішими кутомірними інструментами були квадрант і октан. Потім з'явився секстан, який, зазнавши багатьох удосконалень, справно служить морякам і сьогодні.

Спочатку секстан мав дугу, рівну приблизно 7б кола, латинською це вимовляється як sextans - шоста частина, звідки секстан і отримав свою назву. У сучасних секстанов дуга має трохи більші розміри.

Застосування секстанту

Секстан служить для вимірювання висоти світила, тобто вертикального кута між площиною горизонту та напрямком на світило. Крім вертикальних кутів, секстаном можна вимірювати горизонтальні кути між напрямками на земні орієнтири (предмети) щодо місця судна навігаційними способами. При вимірі секстаном вертикальних і горизонтальних кутів один із предметів спостерігається прямовидиме, зображення іншого предмета спостерігач бачить після відображення від двох дзеркал. Щоб виміряти кут, ці два зображення потрібно поєднати.

Принципова схема секстану. Розглянемо важливу схему секстану. Нам потрібно виміряти кут h між предметами З і D. У точці розташоване око спостерігача. На шляху променя встановимо нерухоме дзеркало А, площина якого перпендикулярна площині малюнка, а дзеркальна сторона звернена до ока спостерігача. Якщо зробити половину поверхні цього дзеркала прозорою, промінь від предмета З вільно потрапить у око спостерігача (на малюнку його шлях позначений стрілкою). Спостерігач побачить у напрямку ОС через прозору половину дзеркала А зображення, яке називають прямовидимим.

У точці розташуємо інше рухоме дзеркало, яке може обертатися навколо осі, перпендикулярної площині малюнка. Встановимо це дзеркало в таке положення, щоб промінь світла від предмета D, відбившись від рухомого, званого великим, дзеркала, потрапив на нерухоме мале дзеркало А, а від нього в око спостерігача, в точку О. Зображення предмета D вийде двічі відбитим. Отже, зображення предметів З і D суміщаться за напрямом АС. Позначимо шкут між дзеркалами. Так як кути падіння та відображення світлових променів рівні: Z.1 = Z.2 та Z.3 = Z4, то рівні та їх доповнення до 90°.

Можна дійти невтішного висновку, що з суміщенні прямо-видимого предмета З і двічі відбитого зображення предмета D измеряемый кут h дорівнює подвійному куті між дзеркалами со. Таким чином, вимір кута h може бути замінений виміром кута.

На малюнку представлено загальний вигляд секстану, який складається з металевої або пластмасової рами 7 у формі сектора. На рамі розташований 9 лімб з градусними поділами, а по торцю дуги нарізана зубчаста рейка. На лівому радіусі рами укріплено нерухоме мале дзеркало 3 і світлофільтри J і 2, На правому радіусі рами є косинець з кільцем, що служить для кріплення на ній астрономічної труби 6 і підйомного механізму 5. На рухомому радіусі - аліда4 - 8 протилежному кінці встановлений гвинт з відліковим барабаном 11, зовнішня поверхня якого має 60 хвилинних поділів. Число градусів показує індекс, нанесений біля вирізу на алідаді. Хвилини та десяті частки хвилини відраховуються на барабані. При обертанні барабана алідада пересувається, що дає можливість точно поєднати прямовидне та відображене зображення предметів. Точність виміру кутів секстаном 0,1. На звороті рами є ручка і дві ніжки 10.

Секстан зберігають у закритому дерев'яному ящику із кришкою; його встановлюють ніжками спеціальні гнізда і кріплять стопором, що проходить через отвори в рукоятці. Секстан слід оберігати від поштовхів, ударів, від впливу вогкості та різких змін температури. Брати секстан дозволяється лише за раму та ручку. Не можна торкатися пальцями оптичних деталей – дзеркала, лінзи, світлофільтри. При попаданні на скляні частини дощу, бризок або при відпотіванні, їх обережно протираю чистою фланелевою ганчірочкою, яка повинна знаходитися в кожному комплекті секстану.

Прийоми вимірювання кутів та висот секстаном. Вимірювання кутів у навігації зазвичай проводиться між земними предметами щодо місця судна за двома кутами чи з пеленгу і куту. Для вимірювання горизонтального кута секстан беруть у ліву руку і мають лімб у площині вимірюваного кута. Трубу секстану наводять на слабкіше видимий предмет. Потім, звільнивши стопор, переміщують алідаду, поки в полі зору не з'явиться зображення іншого предмета, і обертанням відлікового барабана точно поєднують прямовидимий (перший) і двічі відбитий (другий) предмети. Для вимірювання вертикального кута спрямовують секстан на основу предмета, розташовуючи лімб вертикально, і, рухаючи алідаду, підводять до основи двічі відбите зображення верхньої частини предмета. Зазвичай у таких випадках об'єктами, що спостерігаються, служать маяки, знаки, окремі високі споруди, гори.

При вимірі кутів між земними предметами можна користуватися зорової трубою, тоді на прямовидимий предмет наводять мале дзеркало.

Поправку індексу при спостереженнях близьких земних предметів треба визначати також по прямовидимому предмету.

Перед виміром висот секстан слід підготувати до спостережень: провести його вивіряння, визначити поправку індексу, встановити трубу по своєму оку і підібрати, якщо необхідно, світлофільтри. Вимірюючи висоту, потрібно в полі зору труби секстану поєднати світило (або краї диска) з лінією видимого горизонту. Поєднання виробляють у вертикалі світила.

Вимір може бути виконано двома методами:

1. Встановити індекс алідади на 0° та навести трубу на світило. Пересуваючи алідаду від себе, одночасно опустити секстан до горизонту так, щоб двічі відбите зображення світила залишалося весь час у полі труби. Як тільки з'явиться прямовидне зображення обрію, приступити до точного візування висоти.
2. Індекс алідади встановити на приблизний відлік висоти світила, який можна отримати за зоряним глобусом, і навести трубу на лінію видимого горизонту у вертикалі світила. Побачивши у полі зору труби двічі відбите зображення світила і прямо-видиме – лінії горизонту, зробити точне візування висоти. Точне візування виконується похитуванням секстану те щоб світило описувало дугу опуклістю до лінії горизонту. Коли ця дуга торкнеться лінії горизонту, помічають відлік по хронометру.

Як визначити координати місця, де вам довелося опинитися? Зараз будь-який школяр легко відповість – треба скористатися приймачем GPS. Дивно, як швидко людина звикає до зручностей, які дають нові технології. Однак зовсім недавно не було супутників, які постійно висять над планетою і передають сигнали прив'язки. Проте морякам вдавалося досить точно визначити своє місцезнаходження. Вмінню цьому, не залежати від крихкої електроніки і батарейок, що сідають у невідповідний момент, і зараз навчають у школах суднових капітанів. І чудовий інструмент, незалежний від американських супутників, зветься секстант. Назва СЕКСТАНТ походить від латинського слова "sextans" - шостий, завдяки його влаштуванню. Лімб секстанта складає рівно одну шосту частину кола. Служить цей пристрій для вимірювання кутової висоти небесного світила щодо горизонту. Якщо лінія горизонту не видно, його положення визначається пухирцевим рівнем. Винайшов секстант Ісаак Ньютон. У морській навігації він називається "секстан".

ПРИСТРІЙ СЕКСТАНТУ. a - зорова труба; b – рама; c – регулювальна рукоятка алідади; d – барабан мікрометричного гвинта з верньєром; e – лімб; f та g – світлофільтри; h – промені від лінії горизонту; j – скляна пластина; k – промені від небесного світила; l – головне дзеркало; m – алідада. альфа - кут, між напрямком на лінію горизонту та напрямком на світило) дорівнює подвоєному куту бетта (між площиною головного дзеркала та площиною скляної пластини). Оскільки кут бетта дорівнює кутовому зсуву алідади, то зручності лімб секстанта проградуйований в подвійних значеннях бета, тобто. у значеннях вимірюваної кутової висоти світила. До верхньої точки секстанта прикріплені один кінець стрілки-покажчика та рухоме дзеркало. Інший кінець стрілки вільно рухається по шкалі. До секстанту також прибудовано телескоп та дзеркальне скло перед ним. Штурман дивиться на горизонт через телескоп і дзеркало, рухаючи дзеркало, поки відображення світила, що спостерігається, не потрапить на нього, як би торкнувшись горизонту. Вільний кінець стрілки вкаже на шкалі висоту світила, що спостерігається. Для визначення місця розташування за допомогою секстанта використовуються виміри висоти двох або більше яскравих зірок. Послідовність дій щодо координат наступна: 1. Зафіксувати точний час виміру. 2. Визначити висоту двох вибраних світил 3. Скориставшись астрономічним щорічником (наприклад, «Морським навігаційним щорічником» – «Nautical Almanac»), знайти у екваторіальній площині лінії, де зірки були у момент виміру. На перетині ліній на карті знаходиться спостереження. Після визначення за шкалою секстанта висоти світила над горизонтом вносяться невеликі поправки на паралакс - відхиляє дію земної атмосфери на світло, що проходить крізь неї. Вимірювання не дають навігатору точних координат місця розташування. Під час візування світила він приймає власну оцінку цих координат. Обчисливши положення візованого небесного світила, навігатор з урахуванням відмінювання і годинного кута останнього, користуючись спеціальними таблицями, може обчислити висоту небесного світила, що розглядається в припущенні, що він знаходиться в прийнятій ним точці. Різниця обчисленої висоти та виміряної при візуванні секстантом вкаже йому величину та напрямок зміщення істинного розташування від прийнятої точки. Кожна кутова хвилина цієї різниці відповідає одній морській милі (1,85 км). Недоліком такого способу визначення координат є необхідність володіння крім секстанту, ще й довідником, який постійно застаріває та потребує оновлення. Плюсом – незалежність від джерела енергії, що актуально особливо у морській практиці, де будь-які батареї недовговічні. Виготовлення секстанту

На малюнку показано пристрій саморобного секстанта - кутомірного інструменту для астрономічних та навігаційних спостережень. Використовується він у мореплаванні визначення місцезнаходження судна. Його оптика складається з окуляра та об'єктиву. Для окуляра підберіть лінзу з фокусною відстанню близько 50 мм, а об'єктива - близько 100 мм.

Спочатку склейте з щільного паперу або картону трубку для тубуса окуляра, потім за зовнішнім діаметром окуляра ширшу трубку - об'єктив. Окуляр повинен рухатися в об'єктиві, не гойдаючись. Сектор та алідаду секстанта випиляєте з фанери. До нижньої дуги сектора приклейте паперову шкалу з поділками по півградуса, розділивши кут 60° на 120 частин, а на кінці алідади зробіть межу.

Алідаду прикріпіть до сектора болтиком та встановіть у середину фіксатор (болтик), за допомогою якого її можна закріплювати в потрібному положенні. На звороті сектора прикріпіть ручку. У центрі обертання перпендикулярно алідаді, по її осі, зміцніть за допомогою рамки маленьке дзеркало А лицьовою стороною до спостерігача. На передньому виступі сектора закріпіть за допомогою рамки дзеркало Б, щоб воно було паралельно дзеркалу А в тому положенні, коли риса на алідаді збігається з нульовим розподілом на шкалі сектора. На верхній половині дзеркала Б счистіть срібне покриття. Вимірюйте кутову відстань між двома предметами, наприклад, зірками А і Б, виконуйте так. Направте секстант через трубу і верхню половину дзеркала Б на зірку А. Коли дзеркалом А вловите зірку Б, її зображення відобразиться на дзеркало Б. У дзеркалі будуть видні обидві зірки. Пересуньте алідаду до такого положення, коли обидва зображення у дзеркалі Б поєднуються. Тоді риса на кінці алідади покаже на шкалі шукана кутова відстань між зірками Л і Б. За законом відображення світла в плоских дзеркалах при повороті дзеркала А на будь-який кут відбитий промінь зірки Б повертається на кут удвічі більший. Але на шкалі секстанта величини кутів позначені числами, які також вдвічі більші від їх дійсного значення. Тому виходить, що алідада завжди повертається на удвічі менший кут, і ніяких додаткових обчислень робити не треба. І все-таки, щоб проводити вимірювання за допомогою секстанту, потрібно добре знати астрономію, геометрію, тригонометрію та багато іншого.

Секстант, основний інструмент у традиційній океанській навігації, вимірює кут Сонця (зірок, планет або Місяця) над горизонтом.

За допомогою двох дзеркал, використовуючи принцип розщеплення зображення, секстантопускає Сонце в одному дзеркалі до горизонту, який видно в іншому дзеркалі, та вказує величину кута на транспортирі.

Велике дзеркало, рухома частина секстанта, прикріплена до алідади. Сонце проходить через фільтри, завдяки яким воно виглядає як диск, і відбивається від цього дзеркала в мало дзеркало, вертикально розділене навпіл, його зовнішня половина складається з прозорого скла.

Сонце опускається в дзеркальну половину, за допомогою мікрометричного гвинта зображення налаштовується так, щоб воно сиділо на горизонті, що видно через скло.

Принцип роботи секстантуне змінився з того часу, як його винайшов Ісаак Ньютон у XVIII столітті, він, як і раніше, служить головним приладом для всіх астронавігаторів.

Кут Сонця над горизонтом (висота) визначається спостереженням Сонця та горизонту у телескоп. Коли вони вирівняні на одній лінії, на транспортірі знімається значення висоти

Коригування секстанту
Дзеркала є важливою і чутливою частиною секстанту, їх налаштування може порушитись через найменший поштовх, спеку або вологість. У разі пошкодження або зміщення дзеркал щодо правильного положення у показаннях з'являються помилки.
Тому важливо перевіряти правильне налаштування дзеркал щодня перед першим виміром. Нижче розглянуто основні помилки та методи їх усунення.

Індексна помилка

Вона спостерігається, коли два дзеркала розташовані не паралельно. Це виявляється при встановленні секстанту на абсолютний нуль і розгляданні горизонту в зорову трубу.

Спотворень бути не повинно, відображення горизонту та його реальний вигляд повинні являти собою пряму лінію. Якщо це так, значить, індексної помилки немає, якщо вони не збігаються, то помилка є.

Обидва горизонти вирівнюються по одній лінії обертанням мікрометричного гвинта, значення індексної помилки знімається за шкалою транспортира і потім застосовується до всіх наступних показань секстанта.

Ця помилка рідко видаляється за допомогою налаштування дзеркал; якщо вона невелика, вона просто записується і робиться поправка до всіх показань, що знімаються. Її можна визначити вночі, використовуючи зірку замість горизонту.

Бічна помилка

Така помилка зустрічається, коли мале дзеркало не перпендикулярне до самого секстанта.

Вона виявляється при встановленні приладу на абсолютний нуль та розгляді горизонту. Потім секстант нахиляють одну сторону під кутом приблизно 45°.
Якщо горизонт та його відображення зміщуються один щодо одного, значить, є бічна помилка, і її потрібно видалити за допомогою невеликого гвинта за малим дзеркалом. Гвинт при цьому встановлюється в далеке від корпусу інструмента положення.

Індексна помилка: коли секстант встановлений на нуль, істинний та відбитий горизонти повинні утворювати безперервну пряму лінію. Якщо це правило не дотримується (як видно на фотографії), то є індексна помилка.

Бічна помилка: якщо лінія горизонту ламається при нахилі секстанта убік (як видно на фотографії), то є присутня бічна помилка.

Цю помилку важко виправити. Вона виникає через те, що велике дзеркало не перпендикулярно встановлено до корпусу інструменту. Щоб перевірити це, потрібно повертати секстант доти, доки транспортир не відобразиться у великому дзеркалі при погляді зверху донизу під косим кутом.

Якщо відбиток транспортира у дзеркалі збігається з ним самим, видно за дзеркалом, то перпендикулярності немає. Якщо дуги зміщені одна щодо одної, помилку слід усунути, повертаючи маленький гвинт позаду великого дзеркала.

Користування секстантом

Після перевірки секстанта на похибки його можна використовувати визначення кута Сонця (чи іншого небесного тіла) над горизонтом.

Розглядати горизонт у зорову трубу і опускати сонце за допомогою припасування дуги транспортира може бути незручно. Натомість широко застосовується інший метод. Потрібно встановити секстант на нуль, поставити на місце світлофільтри та направити інструмент прямо на Сонце. Буде видно два Сонця - реальне та його відображення. Тепер слід поступово опускати секстант, одночасно налаштовуючи алідаду, щоб утримати відбиток Сонця у дзеркалі; так можна опускати Сонце, поки в прозорому склі малого дзеркала не з'явиться обрій. Тепер залишається здійснити тонке налаштування, щоб підготувати прилад до проведення вимірювань.

Правильно виміряти кут сонця над горизонтом можна лише у тому випадку, якщо ви тримаєте секстант строго вертикально. Якщо інструмент відхилено від вертикального положення, його показання будуть неправильними.

Щоб переконатися в тому, що секстант розташований вертикально, його розгойдують з боку в бік, що викликає підняття та опускання зображення Сонця при проходженні через горизонт (аналогічно бульбашці повітря на поверхні спирту). Секстант розташований вертикально, коли Сонце знаходиться у нижній точці своєї кривої, і тоді можна знімати показання. Розгойдувати секстант потрібно, якщо хочете отримати правильні значення висоти.

Більшість показань секстанта знімається по Сонцю, процедура вимірювань по Місяцю, планетам або зіркам буде ідентичною, тільки світлофільтри не знадобляться

Вибір часу

Час відіграє у астрономічної навігації.

Розташування човна спочатку визначається щодо положення Сонця (або іншого тіла) під час зняття показань. Положення всіх небесних тіл у кожну годину, хвилину і секунду можна знайти в «Морському астрономічному щорічнику», тому точне визначення часу проведення вимірювань є важливим, якщо розрахувати місце розташування судна.

У часи, коли радіо ще не було, а кораблі перебували в морі протягом багатьох місяців без будь-якого зв'язку із землею, на борту користувалися надзвичайно точними хронометрами; точний час можна дізнатися по радіо безпосередньо перед проведенням вимірювань; хороший наручний годинник також може допомогти при виборі часу для зняття показань.

Сигнали точного часу можна отримувати різними способами. Радіостанції регулярно повідомляють час, будь-які судна у морі можуть стежити за цими передачами. Два офіційні видання, «Адміралтейський перелік радіосигналів» (Великобританія) та «Посібник з радіонавігації» (США), містять докладну інформацію про радіостанції світу та їх частоти. У навігації використовується універсальний час (УВ), раніше він називався середнім часом за Грінвічем.

З метою визначення географічних координат точки, в якій вимірюється. У цьому під горизонтом, зазвичай, розуміється морський горизонт, а під точкою виміру - судно. Наприклад, вимірявши висоту Сонця в астрономічний полудень, можна, знаючи дату вимірювання, обчислити широту розташування приладу. Строго кажучи, секстант дозволяє точно виміряти кут між двома напрямками. Знаючи висоту маяка (з карти), можна дізнатися дистанцію до нього, вимірявши кут між напрямком на основу маяка і напрямком на верхню частину і зробивши нескладний розрахунок. Також можна виміряти горизонтальний кут (тобто в площині горизонту) між напрямками на різні об'єкти.

На сучасному морському судні досі можна знайти секстант або навіть два, щоправда, використовуються вони не часто, в основному для підтримки практичних навичок у судноводіїв.

Переваги

Головна особливість секстанта, яка дозволила йому витіснити астролябію, полягає в тому, що при його використанні висота світила вимірюється щодо обрію, а не щодо самого інструменту. Це дає більшу точність. При спостереженні через секстант горизонт і світило поєднуються в одному полі зору, і залишаються нерухомими відносно один одного, навіть якщо спостерігач знаходиться на кораблі, що пливе. Це відбувається тому, що секстант показує нерухомий обрій прямо, а астрономічний об'єкт - крізь два протилежні дзеркала.

Пристрій

Частини секстанта змонтовані на рамі, утвореній двома радіусами та дугою, яка називається лімбом. За допомогою секстанта можна вимірювати кути до 140° вліво від нульового індексу та до 5° вправо, ці позначки знаходяться на лімбі. На лівому радіусі нерухомо встановлені мале дзеркало та світлофільтри. Половина поверхні малого дзеркала прозора. У вершині рами на рухомому радіусі, званому алідадою, укріплено велике дзеркало. На іншому кінці алідади укріплений відліковий барабан, поділений на 60-хвилинні поділки. Труба вставляється у спеціальну стійку на рамі секстанта.

Використання

Зображення у секстанті поєднує два види. Перший – вид неба через дзеркала. Другий вид горизонту. Секстант використовують, регулюючи важіль і гвинт, доки нижній край зображення світила не торкнеться горизонту. Точний момент часу, коли проводиться вимірювання, засікає помічник з годинником. Потім кут піднесення зчитується зі шкали, верньєра та гвинта, і записується разом з часом.

Після цього необхідно перетворити дані за допомогою деяких математичних процедур. Найпростіший метод - намалювати рівнопіднесене коло астрономічного об'єкта, що використовується на глобусі. Перетин цього кола з лінією навігаційного чи обчислення або іншим покажчиком дає точне розташування.

Секстант – чутливий інструмент. Якщо його впустити, то дуга може погнутися. Після падіння він може втратити точність.

Регулювання

Через чутливість інструменту збити його налаштування дуже легко. Тому необхідне часте підстроювання.

Є чотири основні помилки, що усуваються підстроюванням.

Помилка великого дзеркала Велике дзеркало не перпендикулярне площині лімба. Для перевірки потрібно встановити алідаду приблизно на 60° і тримаючи секстант горизонтально на витягнутій руці лімбом від себе, зазирнути у велике дзеркало. Відображене зображення лімба повинне складати продовження його прямо, без зламу. Якщо це не так, потрібно налаштувати велике дзеркало, щоб відображення дуги лімба в дзеркалі продовжувало її гладко та безперервно. Помилка малого дзеркала Мале дзеркало не перпендикулярне площині лімба. Для перевірки потрібно переглянути через секстант на зірку. Потім обертати гвинт установок вперед і назад, так щоб провести відбите зображення поверх невідбитого. Якщо зображення відображається точно поверх невідбитого, помилки немає. Якщо відображене зображення зміщене убік – мале дзеркало не перпендикулярне площині лімба. Втім, ця помилка не надто суттєва для роботи. Помилка паралельності Вісь телескопа (монокуляра) не паралельна площині лімба. Для перевірки потрібно поєднати у секстанті зображення двох зірок розташованих під кутом 90° або більше і плавно переміщати секстант так, щоб суміщене зображення зірок переходило з одного боку зони видимості в іншу. Якщо зірки поділяються, то вісь телескопа (монокуляра) не паралельна площині лімба і секстант потребує підстроювання. Помилка індексу При нульовому положенні алідади велике та мале дзеркала мають бути паралельними один одному. Для перевірки слід встановити алідаду на нуль та подивитися на горизонт. Якщо лінії прямо видимого та відбитого горизонтів збігаються – помилки немає. Якщо один вище за інший, потрібно відрегулювати положення великого дзеркала.