Рис. 72 Рис. 73

§45. УСТРОЙСТВО НАВИГАЦИОННЫХ СЕКСТАНОВ

На судах морского флота применяются главным образом отечественные секстаны марок СНО (секстан навигационный с осветителем), СНО-2М, СНО- М (модернизированный), представляющие усовершенствованные модели одного секстана СН, и новая модель секстана СНО-Т (тропикоустойчивый), выпускаемая нашей промышленностью с 1972 г. На некоторых судах встречаются зарубежные секстаны в основном моделей VEB из ГДР и «Плат» из ФРГ. Общий вид и название отдельных частей секстана СНО-Т показан на рис. 74 (1 — рама секстана; 2 — плата рамы; 3 — ручка; 4 — лимб; 5 — зубчатая рейка; 6 — алидада; 7 — отсчетно-стопорное устройство; 8 — отсчетный барабан; 9 — лупа-осветитель; 10 — светофильтры малого зеркала; 11 малое зеркало; 12 — светофильтры большого зеркала; 13 — большое зеркало; 14, а — ночная труба; 14, б — астрономическая (дневная) труба; 15, а

— регулировочные винты малого зеркала; 15, б — регулировочный винт большого зеркала); секстан СНО-М показан на рис. 75. Навигационный секстан состоит из следующих основных узлов: рама, алидада с осью вращения, оптическая система и отсчетное устройство. Разные модели секстанов отличаются главным образом устройством рамы, алидады с осью и отсчетного устройства. Так, в новом секстане СНО-Т алидада расположена под рамой и

209

имеет ось вращения, в виде втулки. В секстанах СНО-М алидада расположена сверху, а ось вращения — в виде тонкого штыря; это устройство менее совершенно. Известно три типа отсчетных устройств секстана: отсчетный барабан (микрометрический винт), верньер и оптическое отсчетное устройство В прошлом применялся исключительно верньер, представляющий пластинку с делениями меньшей длины, чем на основной шкале лимба. Эта пластинка крепилась к алидаде и служила для снятия минут угла и их десятых (отсчет делался по совпавшему штриху). Как дополнительное устройство верньер встречается и теперь, например в секстанах ИМС-3 и в зарубежных. Были попытки внедрить оптическое отсчетное устройство, например в VEB ГДР, но его конструкция оказалась недостаточно точной.

Рис. 74	Рис. 75

В настоящее время в секстанах применяется отсчетно-стопорное устройство, состоящее из микрометрического винта с отсчетным барабаном (на алидаде) и зубчатой рейки (на лимбе). Это червячное зацепление может разъединяться нажимом на лапки стопора (см рис. 74) и переставляться на новое значение угла. Зубчатое зацепление рассчитано так, что за один полный оборот винта алидада переместится ровно на одно градусное деление лимба, поэтому барабан разделен на 60 частей, равных минутам измеряемого угла. Устройство имеет два индекса: градусный на алидаде у лимба и минутный — у отсчетного барабана, он показывает минуты, десятые доли минут оцениваются на глаз. Подобное устройство позволяет производить отсчет угла проще и

210

быстрее, чем другими устройствами, однако обладает рядом недостатков, присущих зубчатым зацеплениям: «мертвым ходом винта и зависимостью отсчета от механического состояния зубчатой рейки и винта. Секстаны с отсчетным барабаном требуют более тщательного ухода и специальной методики наблюдений.

			Таблица 6
№	Данные	СНО-М	СНО-Т
n/n
1	Диапазон измеряемых углов	0—140°	0—140°
2	Точность отсчета	0,1'	0,1'

3Параметры труб (увеличение, поле зрения, изображение):

	а) дневной (астрономической)			Универсальная труба 7,5х; 8°	6х; 4°30' обратное
				обратное
	б) ночной (Галилея)			—	4х; 8° прямое
4	Суммарная	инструментальная		2'	30"
	поправка s, не более
5	Мертвый ход				±6” *
6	Масса секстана без ящика			1 ,35 кг	1,5 кг
7	Средняя точность			±0,6'	±0,4'
	измерения высот			±0,7'	±0,5'
	(по данным экспериментов)		*

*Этот показатель в СНО-Т не выдерживается, встречается MX=0,6'.

В настоящее время рядом фирм разрабатываются устройства автоматического съема и дистанционной передачи измеренного угла на записывающее устройство, где угол регистрируется одновременно с моментом, предназначенным также для ввода угла в ЭВМ.

Основные технические данные секстанов приведены в табл. 6.

211

§46. ПОНЯТИЕ ОБ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ОШИБКАХ СЕКСТАНА И ИХ УЧЕТЕ

Ошибки в отсчете угла, возникающие от погрешностей изготовления и конструкции, называются инструментальными ошибками секстана. Некоторые из них являются систематическими; они компенсируются введением поправки s или методом наблюдений. Другие относятся к случайным и оцениваются точностью ms поправки. Рассмотрим основные источники ошибок секстанов с отсчетным барабаном.

Ошибки нарезки зубчатой рейки. У большинства современных секстанов основным источником ошибок в отсчетах являются ошибки делений зубчатой рейки. Они возникают от дефектов изготовления секстана, а также в процессе эксплуатации от износа и небольших повреждений. По данным нашего исследования, эти ошибки у сектанов СНО выпуска до 1965 г. достигали 1,5', более новых — до 0,8'; у секстанов СНО-Т эта ошибка не превышала 0,4'. Вследствие того, что эта погрешность изменяется, а также может возникнуть при эксплуатации, секстан через каждые три года сдают на проверку; по этой же причине его поправка должна определяться через 5а.

Ошибки от эксцентриситета алидады. Эксцентриситетом алидады называется несовпадение центра дуги лимба с осью вращения алидады, т.е. с точкой вращения большого зеркала, при которой измеряются углы. Вследствие этого дефекта изготовления секстана в его отсчетах появляются ошибки, возрастающие с увеличением угла. Поправка отсчетов за эксцентриситет выражается формулой

		∆hЭ		os			(147)
			= 2ε'' sin		− p	+ sin p
				2
где ε''=	ε	— угловая величина эксцентриситета;

Rarc1''

е — линейная величина его, мм; р — направление его от линии нульпункта;

212

R — радиус дуги лимба, мм.

Ошибки от эксцентриситета у различных марок секстанов неодинаковы. У секстанов СНО встречается значительный эксцентриситет, дающий, ошибки до 1—1,5'; у большинства секстанов СНО-Т они невелики или отсутствуют, что объясняется хорошей конструкцией втулки. Ошибки от эксцентриситета у секстанов СНО могут появиться в процессе эксплуатации — от ударов или сильного нажима на ось зеркала.

Клиновидность зеркал. Призматичностью или клиновидностью называется непараллельность поверхностей зеркала; она приводит к отклонению отраженного луча. Клиновидность большого зеркала вызывает ошибку в отсчетах, возрастающую с увеличением угла, и раздвоение изображений, заметное при больших углах. У секстанов СНО и зарубежных секстанов эта погрешность иногда встречается; у секстанов СНО-Т зеркало с передним покрытием и этой ошибки нет. Клиновидность малого зеркала вызывает постоянную ошибку, компенсируемую поправкой индекса.

Инструментальная поправка s секстана. Рассмотренные ошибки делений рейки, эксцентриситета и клиновидности действуют совместно и вносят общую ошибку в отсчет угла, зависящую от градусов угла. Для компенсации этой ошибки вводится инструментальная поправка s, приводимая в аттестатах секстана через 5°. Ее определение рассмотрено ниже. У секстанов СНО поправка достигает иногда 2'; СНО-Т — не более 0,5'. Почти все зарубежные марки секстанов также имеют значительные величины s (от 30" до 2'), за исключением секстанов предприятия VEB из ГДР, у которых суммарная поправка не превышает 20". К сожалению, фирмы часто пишут s=0 вместо действительных поправок.

Технический формуляр секстана (аттестат). Навигационный секстан снабжается техническим формуляром, в котором приводятся его технические характеристики и результаты определения поправки s в лаборатории завода. Приводится также мертвый ход. Поправки s действительны не более трех лет, после чего необходимо произвести переаттестацию секстана (он сдается в

213

навигационную камеру пароходства).

Определение инструментальных поправок s секстана на поверочном приборе. Получение поправок s секстана выполняют путем сравнения угла, измеренного секстаном, с точным значением угла, снятым с эталонного круга.

Прибор для поверки секстанов (рис. 76) состоит из точно разделенного круга 1 с отсчетным устройством 6, платформы и консолей 4 для установки проверяемых секстанов, колиматоров 3, дающих изображение удаленного предмета (креста нитей— миры), зрительной трубы 5 и осветительной системы 2.

Секстан подготавливают к проверке, т.е. его зеркала выверяют, зубчатую рейку смазывают, отсчетный барабан прокручивают от 0 до 120°. После этого секстан без трубы закрепляют в середине прибора и вращением барабана на нем через 5° последовательно ставят углы от 0 до 120°. Эти углы сравнивают с углами на эталонном круге с помощью отсчетного устройства 6, где и получаются поправки s с их знаками. Поправки получают несколько раз, и из них берут среднее арифметическое; это и будет s. Аналогично получают поправки барабана. Полученные поправки s заносят в аттестат секстана.

Показанный на рис. 76 прибор выпускается предприятием VEB Prarision mechanik (Freiberg DDR) и применяется у нас для проверки секстанов; сходные приборы выпускаются фирмой «Плат».

Погрешности секстана, не компенсируемые поправкой s. Секстанам с отсчетным барабаном свойственны следующие дополнительные погрешности:

—ошибки отсчетного барабана;

—нестабильность отсчета (ошибка поправки);

—ошибки от мертвого хода отсчетного устройства.

Иногда у всех марок секстанов встречаются ошибки светофильтров. Ошибки в отсчетах барабана вызываются погрешностями червячного

зацепления, для компенсации которых следовало бы вводить поправки на минуты угла (поправку s1). Однако в заводских формулярах ее нет, поэтому у секстанов СНО возможна эта ошибка до 0,5—0,8'; у секстанов СНО-Т она не превышает 0,1'. Эту ошибку можно обнаружить сравнением поправки индекса,

214

определенной по Солнцу (на отсчете 30') и по звезде (на 0°).

Рис. 76

Случайные ошибки «нестабильности отсчета» вызываются недостаточно высоким качеством изготовления отсчетно-стопорного устройства. Эта ошибка свойственна как секстанам СНО, так и СНО-Т; она рассматривается как ошибка поправки и в среднем составляет ±0,2'.

Мертвый ход отсчетного устройства. Вследствие несовершенства изготовления отсчетного узла прямое и обратное вращение барабана дает разные смещения алидады, т.е. разные отсчеты, при этом люфта обычно не бывает. Эта погрешность называется мертвым ходом и оценивается разностью показаний барабана при его прямом и обратном вращении. У секстанов СНО мертвый ход в среднем около 0,4', но встречается (особенно у бывших в работе секстанов) до 1,5'; есть мертвый ход и у новых секстанов СНО-Т (до 0,6'), несмотря на то, что по техническим условиям он не должен превышать 0,1'. Устранение этой погрешности требует для всех секстанов с барабаном специальной методики наблюдений:

— при наблюдениях высот и при определении i требуется вращать отсчетный барабан в сторону увеличения отсчетов; если перевел, то отвернуть назад и подводить снова.

Из обзора ошибок секстана вытекает, что для повышения точности отсчета при работе с секстаном надо соблюдать следующие рекомендации:

215