Войти
Секстант A секстант - это инструмент навигации с двойным отражением который измеряет угловое расстояние между двумя видимыми объектами. В первую очередь секстант используется для измерения угла между астрономическим объектом и горизонтом для целей астрономической навигации.
Оценка этого угла, высоты, называется прицеливанием или стрельбой по объекту или прицеливанием. Угол и время, когда он был измерен, можно использовать для расчета линии положения на морской или авиационной карте - например, при наведении на Солнце в полдень или Полярная звезда ночью (в северном полушарии) для оценки широты. Наблюдение за высотой ориентира может дать оценку расстояния, и, если держать его в горизонтальном положении, секстант может измерять углы между объектами для позиции на карте. Секстант также можно использовать для измерения лунного расстояния между луной и другим небесным объектом (например, звездой или планетой), чтобы определить среднее время по Гринвичу и, следовательно, долгота.
Принцип инструмента был впервые реализован около 1731 года Джоном Хэдли (1682–1744) и Томасом Годфри (1704–1749), но он также был обнаружен позже в неопубликованные труды Исаака Ньютона (1643–1727).
В 1922 году португальский штурман и морской офицер модифицировал его для авиационной навигации Гаго Коутиньо.
Использование секстанта Как Квадрант Дэвиса, секстант позволяет измерять небесные объекты относительно горизонта, а не относительно инструмента. Это обеспечивает отличную точность. Кроме того, в отличие от backstaff, секстант позволяет напрямую наблюдать за звездами. Это позволяет использовать секстант в ночное время, когда использовать задний посох сложно. Для наблюдений за Солнцем фильтры позволяют прямое наблюдение за солнцем.
Поскольку измерение производится относительно горизонта, указатель измерения представляет собой луч света, достигающий горизонта. Таким образом, измерение ограничено угловой точностью прибора, а не синусоидальной погрешностью длины алидады, как в морской астролябии или аналогичный более старый инструмент.
Секстант не требует абсолютно устойчивой цели, потому что он измеряет относительный угол. Например, когда секстант используется на движущемся корабле, изображение горизонта и небесного объекта будет перемещаться в поле зрения. Однако относительное положение двух изображений останется неизменным, и до тех пор, пока пользователь может определить, когда небесный объект касается горизонта, точность измерения будет оставаться высокой по сравнению с величиной движения.
Секстант не зависит от электричества (в отличие от многих форм современной навигации) или в этом отношении чего-либо, зависящего от сигналов, управляемых человеком (например, спутников GPS). По этим причинам он считается в высшей степени практичным резервным навигационным инструментом для судов.
Обрамление секстанта имеет форму сектора, который составляет примерно ⁄ 6 круга (60 °), отсюда и его название (sextāns, -antis - это латинское слово, обозначающее «одну шестую»). Используются (или использовались) как меньшие, так и большие инструменты: октант , квинтант (или пентант ) и секторы (дважды отражающие) квадрантного диапазона примерно ⁄ 8 круга (45 °), ⁄ 5 круга (72 °) и ⁄ 4 круга (90 °) соответственно. Все эти инструменты можно назвать «секстантами».
Морской секстант 
Использование секстанта для измерения высоты Солнца над горизонтом К рамке прикреплено «зеркало горизонта», указательный рычаг, который перемещает указательное зеркало, визирный телескоп, солнцезащитные козырьки, градуированная шкала и микрометрический барабан для точных измерений. Шкала должна быть градуирована таким образом, чтобы отмеченные деления на градусы регистрировали удвоенный угол поворота рычага указателя. Шкалы октанта, секстанта, квинтанта и квадранта градуированы от нуля до 90 °, 120 °, 140 ° и 180 ° соответственно. Например, секстант, показанный рядом, имеет шкалу с градуировкой от -10 ° до 142 °, так что, по сути, это квинтант: рамка представляет собой сектор круга, проходящий под углом 76 ° (а не 72 °) к оси поворота. указательная рука.
Необходимость показания удвоенной шкалы следует из рассмотрения соотношений неподвижного луча (между зеркалами), луча объекта (от видимого объекта) и направления нормали, перпендикулярной к индексному зеркалу. Когда рычаг указателя перемещается на угол, скажем, 20 °, угол между фиксированным лучом и нормалью также увеличивается на 20 °. Но угол падения равен углу отражения, поэтому угол между лучом объекта и нормалью также должен увеличиться на 20 °. Следовательно, угол между фиксированным лучом и лучом объекта должен увеличиться на 40 °. Это случай, показанный на рисунке рядом.
Сегодня на рынке есть два типа зеркал горизонта. Оба типа дают хорошие результаты.
Традиционные секстанты имеют зеркало на половине горизонта, которое делит поле зрения пополам. С одной стороны вид на горизонт; с другой стороны - вид на небесный объект. Преимущество этого типа в том, что и горизонт, и небесный объект максимально яркие и четкие. Это лучше всего в ночное время и в тумане, когда горизонт и / или видимую звезду трудно увидеть. Тем не менее, нужно охватить небесный объект, чтобы убедиться, что нижняя часть небесного объекта касается горизонта.
Секстанты всего горизонта используют наполовину посеребренное зеркало горизонта, чтобы обеспечить полный обзор горизонта. Это позволяет легко увидеть, когда нижняя конечность небесного объекта касается горизонта. Поскольку большинство видов - это солнце или луна, а дымка редко бывает без пасмурности, преимущества полузагоризонтного зеркала при слабом освещении редко бывают важными на практике.
В обоих типах зеркала большего размера дают большее поле зрения и, таким образом, упрощают поиск небесного объекта. Современные секстанты часто имеют зеркала размером 5 см и более, в то время как секстанты XIX века редко имели зеркало больше 2,5 см (один дюйм). В значительной степени это связано с тем, что прецизионные плоские зеркала стали дешевле в производстве и стали серебряными.
. Искусственный горизонт полезен, когда горизонт невидим, как это бывает в тумане, в безлунные ночи, в штиль, когда прицеливание через окно или на землю, окруженную деревьями или зданиями. Существует две распространенных конструкции искусственного горизонта. Искусственный горизонт может состоять просто из бассейна с водой, защищенного от ветра, что позволяет пользователю измерить расстояние между телом и его отражением и разделить его на два. Другая конструкция позволяет устанавливать заполненную жидкостью трубку с пузырьком непосредственно на секстанте.
У большинства секстантов также есть фильтры для использования при просмотре солнца и уменьшения эффекта тумана. Фильтры обычно состоят из серии очков, которые постепенно темнеют, которые можно использовать по отдельности или в комбинации, чтобы уменьшить дымку и яркость солнца. Однако производятся также секстанты с регулируемыми поляризационными фильтрами, в которых степень затемнения регулируется поворотом рамки фильтра.
Большинство секстантов устанавливают для просмотра с помощью монокуляра с увеличением 1 или 3 . Многие пользователи предпочитают простую прицельную трубу, которая имеет более широкое и яркое поле зрения и ее легче использовать в ночное время. Некоторые навигаторы устанавливают светоусиливающие монокуляры, чтобы видеть горизонт безлунными ночами. Другие предпочитают использовать освещенный искусственный горизонт.
В профессиональных секстантах используется измерение степени остановки щелчка и регулировка червяка с точностью до минуты, 1/60 от градуса. Большинство секстантов также имеют нониус на червячном циферблате, который показывает до 0,1 минуты. Поскольку 1 минута ошибки составляет примерно морскую милю, наилучшая возможная точность астрономической навигации составляет около 0,1 морской мили (200 м). В море приемлемы результаты в пределах нескольких морских миль в пределах видимости. Высококвалифицированный и опытный штурман может определить местоположение с точностью до 0,25 морской мили (460 м).
Изменение температуры может исказить дугу, что приведет к неточности. Многие навигаторы покупают водонепроницаемые чехлы, чтобы их секстант можно было разместить вне кабины, чтобы уравновесить внешнюю температуру. Стандартные конструкции рамы (см. Иллюстрацию) предназначены для компенсации дифференциальной угловой погрешности, связанной с изменениями температуры. Ручка отделена от дуги и рамы, чтобы тепло тела не деформировало раму. Секстанты для тропического использования часто окрашиваются в белый цвет, чтобы отражать солнечный свет и оставаться относительно прохладными. Высокоточные секстанты имеют каркас и дугу из инвара (специальная сталь с низким коэффициентом расширения). Некоторые научные секстанты были построены из кварца или керамики с еще меньшим расширением. Многие коммерческие секстанты используют латунь или алюминий с низким коэффициентом расширения. Латунь имеет меньшее расширение, чем алюминий, но алюминиевые секстанты легче и менее утомительны в использовании. Некоторые говорят, что они более точны, потому что рука меньше дрожит. Твердые латунные секстанты каркаса менее восприимчивы к раскачиванию при сильном ветре или при работе судна в сильном море, но, как уже отмечалось, они значительно тяжелее. Также производятся секстанты с алюминиевым каркасом и латунными дугами. По сути, секстант является индивидуальным для каждого навигатора, и они выберут ту модель, которая лучше всего им подходит.
Самолетные секстанты сейчас сняты с производства, но имеют особые особенности. У большинства из них был искусственный горизонт, чтобы можно было смотреть через прозрачное окно над головой. У некоторых также были механические усредняющие устройства, позволяющие производить сотни измерений за один взгляд для компенсации случайных ускорений в жидкости искусственного горизонта. У старых секстантов самолетов было два пути обзора, один стандартный, а другой предназначенный для использования в самолетах с открытой кабиной, которые позволяли видеть один прямо над секстантом на коленях. Более современные секстанты самолетов были перископическими только с небольшим выступом над фюзеляжем. С их помощью навигатор предварительно рассчитал их зрение, а затем отметил разницу наблюдаемой и прогнозируемой высоты тела, чтобы определить их положение.
Взгляд (или измерение) угла между солнцем, звездой или планетой, а горизонт создан с помощью «звездного телескопа », подогнанного к секстанту с использованием видимого горизонта. На судне в море даже в туманные дни просмотр может производиться с небольшой высоты над водой, чтобы дать более определенный и лучший горизонт. Навигаторы держат секстант за ручку в правой руке, не касаясь дуги пальцами.
Для солнечного прицела фильтр используется для устранения бликов такие как «плафоны», закрывающие как указательное зеркало, так и зеркало горизонта, предназначенные для предотвращения повреждения глаз. Если установить шкалу индекса на ноль, солнце можно будет увидеть в телескоп. Отпустив индексную полосу (либо ослабив зажимной винт, либо на современных инструментах, используя кнопку быстрого снятия), изображение солнца может быть уменьшено примерно до уровня горизонта. Необходимо перевернуть шторку зеркала горизонта, чтобы можно было видеть горизонт, а затем винт точной настройки на конце индексной полосы поворачивается до тех пор, пока не будет достигнута нижняя кривая (нижняя часть плеча ) Солнце только касается горизонта. «Поворот » секстанта вокруг оси телескопа гарантирует, что показание будет снято при вертикальном удерживании инструмента. Угол прицела затем считывается по шкале на дуге с использованием предоставленной микрометрической или нониусной шкалы. Одновременно необходимо отметить точное время визирования и зафиксировать высоту глаза над уровнем моря.
Альтернативный метод - оценить текущую высоту (угол) солнце из навигационных таблиц, затем установите индексную полосу под этот угол на дуге, примените подходящие тени только к индексному зеркалу и наведите инструмент прямо на горизонт, перемещая его из стороны в сторону, пока не появится вспышка солнечных лучей в телескоп. Затем производятся точные настройки, как указано выше. Этот метод вряд ли будет успешным для наблюдения за звездами и планетами.
Виды звезд и планет обычно выполняются в морских сумерках на рассвете или сумраке, при этом видны и небесные тела, и морской горизонт. Нет необходимости использовать тени или различать нижнюю конечность, так как тело отображается в телескоп как просто точка. Луну можно увидеть, но кажется, что она движется очень быстро, имеет разные размеры в разное время, и иногда можно различить только нижнюю или верхнюю конечность из-за ее фаза.
После того, как прицел сделан, его переводят в положение, глядя на несколько математических процедур. Простейшее уменьшение зрения - это нарисовать на глобусе круг равной высоты видимого небесного объекта. Пересечение этого круга с точным следом или другой точкой прицеливания дает более точное местоположение.
Секстанты можно очень точно использовать для измерения других видимых углов, например, между одним небесным телом и другим и между ориентирами на берегу. При использовании по горизонтали секстант может измерять видимый угол между двумя ориентирами, такими как маяк и церковный шпиль, который затем можно использовать для определения расстояния от моря или от него (при условии расстояние между двумя ориентирами известно). При вертикальном измерении угол между фонарем маяка известной высоты и уровнем моря у его основания также может использоваться для измерения удаленного расстояния.
Из-за чувствительности прибора зеркала легко вывести из строя. По этой причине секстант следует часто проверять на наличие ошибок и соответствующим образом корректировать.
Есть четыре ошибки, которые могут быть исправлены навигатором, и они должны быть удалены в следующем порядке.
После 15-летнего междуцарствия США Военно-морской флот снова начал обучение секстанту в качестве резервных навигационных устройств по указанию 30-го начальника военно-морских операций, поскольку он не полагается на электрические системы.
 | Посмотрите вверх секстант в Викисловарь, бесплатный словарь. |
 | Викискладе есть материалы, связанные с Секстантом. |
