Секстант
Секстан́т[1], секста́н[2] (через фр. sextant з лат.) — оптичний прилад для вимірювання величини кута між двома видимими об'єктами. Шкала секстанта становить 1/6 повного кола (60°)[3]; звідси назва: лат. sextāns, род. відм. sextantis означає «одна шоста».
Для спостережень світил на морі здавна використовувалася морська астролябія: металевий круг, споряджений алідадою і мобільно підвішений за вушко. Широко застосовувався аж до кінця XVIII століття так званий посох Якова, що складався з двох взаємно перпендикулярних палиць. Наприкінці XVI століття мореплавець Дж. Девіс вдосконалив конструкцію астрономічного квадранта: цей інструмент (квадрант Девіса) складався з двох секторів з двома діоптрами; спостерігач ставав спиною до Сонця і шукав положення інструмента, при якому мушка в центрі квадранта висвітлювалася Сонцем крізь один діоптр, тоді крізь другий діоптр спостерігач візував лінію горизонту[4].
Принцип дії секстанта винайшов Ісаак Ньютон, проте ніде не зміг його реалізувати. Двоє людей, незалежно один від одного в один і той же час змогли знову винайти цей принцип: у 1730 році це здійснили англійський математик Джон Гедлі[en] і Томас Ґодфрі[en], американський винахідник. З того часу було створено перший секстант, що згодом став досить поширеним у морській справі.
Поряд із секстантом, у навігації використовувалися й інші засновані на тому ж принципі інструменти, але з іншими шкалами: октант (1/8 кола або 45°), квінтант (1/5 кола або 72°) і квадрант з парою дзеркал (1/4 кола або 90°).
Основою секстанта є рама у формі кругового сектора з прорізами, округла частина якого являє собою лімб зі шкалою. До рами кріпляться зорова труба, алідада, мале дзеркало і світлофільтри. Алідада кріпиться в куті сектора-рами, має виріз у місці перетину з лімбом і велике дзеркало в місці кріплення до рами, споряджена барабаном точного відліку (ноніусом) і затискачем (стопором). Дзеркала закріплені під кутом 90° до рами. Для кращого зчитування показань виріз алідади забезпечується збільшувальним склом, для утримання в руці рама споряджена держаком. Денні спостереження здійснюють із денною зоровою трубою (з більшим збільшенням, меншим полем зору і перевернутим зображенням), нічні — з нічною зоровою трубою (з меншим збільшенням, більшим полем зору). Світлофільтр біля малого дзеркала служить для покращення контрастності лінії горизонту, біля великого — для захисту ока при спостереженні Сонця. Вночі використовують підсвітник шкали.
Секстант дозволяє точно виміряти кут між двома напрямами. Знаючи висоту маяка (по карті), можна визначити відстань до нього, визначивши кут між напрямом біля підніжжя маяка і напрямом на верхню його частину і виконавши нескладний розрахунок [5] . Секстант найчастіше застосовується для вимірювання висоти астрономічних об'єктів над горизонтом з метою визначення географічних координат. Вимірявши висоту знаходження Сонця в полудень можна, знаючи дати вимірювання, вирахувати широту даної місцевості. Також можна виміряти горизонтальний кут (у площині горизонту) між напрямом до різних об'єктів.
Для вимірювання висоти світила над горизонтом секстант встановлюють у вертикальній площині, що проходить через світило. Проміння від прямо видимого в трубу горизонту безпосередньо потрапляє в око спостерігача. Промінь від світила потрапляє у велике дзеркало, яке повертають алідадою так, щоб промінь від світила пройшов до малого дзеркала і від нього — до ока спостерігача. Таким чином добиваються приблизного видимого зведення зображення горизонту і відбитого зображення світила в полі зору труби. Точне зведення зображень забезпечується за допомогою барабана точного відліку, який обертають, ослабивши затискач алідади. Висоту в градусах зчитують зі шкали лімба, додаткове значення в мінутах отримують зі шкали на барабані. Більшість секстантів уможливлюють визначати висоту світила над горизонтом з точністю до 0,1 мінути. Оскільки помилка в 1 мінуту дає помилку в розмірі близько однієї морської милі, найкраща можлива точність при визначенні широти за допомогою секстанта має бути близько 0,1 милі, хоча для практичного застосування досить точності в кілька миль (у межах прямої видимості). Добре підготовані й досвідчені штурмани здатні визначати місцезнаходження судна з точністю близько 0,25 милі[6].
- ↑ Секстант // Словник української мови : в 11 т. — Київ : Наукова думка, 1970—1980.
- ↑ Секстан // Словник української мови : в 11 т. — Київ : Наукова думка, 1970—1980.
- ↑ (John A.), McPhee, John; NSW., Museums and Galleries. Great Collections : treasures from Art Gallery of NSW, Australian Museum, Botanic Gardens Trust, Historic Houses Trust of NSW, Museum of Contemporary Art, Powerhouse Museum, State Library of NSW, State Records NSW. Museums & Galleries NSW. с. 56. ISBN 9780646496030. OCLC 302147838.
- ↑ Угломерные астрономические инструменты // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп. т.). — СПб., 1890—1907. (рос. дореф.)
- ↑ Морська навігація. Пластова банка (укр.). Процитовано 15 лютого 2024.
- ↑ Dutton's Navigation and Piloting, 12th edition. G.D. Dunlap and H.H. Shufeldt, eds. Naval Institute Press 1972, ISBN 0-87021-163-3
- Авіаційний секстант [Архівовано 22 вересня 2020 у Wayback Machine.] // ВУЕ
- Секстант // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Теза, 2006.
- Секстант // Великий тлумачний словник сучасної української мови (з дод. і допов.) / уклад. і гол. ред. В. Т. Бусел. — 5-те вид. — К. ; Ірпінь : Перун, 2005. — ISBN 966-569-013-2.
- Секстан // Великий тлумачний словник сучасної української мови (з дод. і допов.) / уклад. і гол. ред. В. Т. Бусел. — 5-те вид. — К. ; Ірпінь : Перун, 2005. — ISBN 966-569-013-2.
- Bruce Stark Library. Starpath School of Navigation's.
- Bruce Stark. Stark Tables for Clearing the Lunar Distance. Starpath, 2010, Seattle. ISBN 9780914025214.
- David Burch. Emergency Navigation: Find Your Position and Shape Your Course at Sea Even If You Instruments Fail. Second edition. Starpath, 2008, Seattle. ISBN 9780071481847.
- David Burch. How to use Plastic Sextants — with Applications to Metal Sextants and a Review of Sextant Piloting. Starpath, 2010, Seattle. ISBN 9780914025245.
- David Burch. Celestial Navigation: A Complete Home Study Course, Second Edition. Starpath, 2015, Seattle. ISBN 9780914025467. «This book covers how to find position at sea from timed sextant sights of the sun, moon, stars, and planets plus other routine and special procedures of safe, efficient offshore navigation. No previous navigation experience is required. The only math involved is arithmetic (adding and subtracting angles and times).»
- David Burch. GPS Backup with a Mark 3 Sextant. Starpath, 2018, Seattle. ISBN 9780914025603.
- Robert B. Kleid (ed.). Mark 3 Sextant User’s Guide: How to Find Your Position with the Mark 3 Sextant. Davis Instruments, Inc., 2021.
- David Burch (2020). A Modern Regiment of the North Star. davidburchnavigation.blogspot.com. «The height of Polaris, the North Star, can be used to find latitude, whenever the star is visible, which is typically above latitudes of about 5°N.»
- David Burch (2023). Measure the Eye Relief of a Sextant Scope. davidburchnavigation.blogspot.com.
- David Burch (2024). Choosing the Best Sextant Sights. davidburchnavigation.blogspot.com. «The goal of sight selection is always to optimize the accuracy of the fix. If only two sights are available, then these would be ideally about 90° apart in bearing so that intersection errors are minimized. This is the same criteria used in choosing targets for compass bearing fixes in pilotage waters. If instead of 90° apart, the two targets were only 10° apart, then any small error in either of the bearings would cause a large error in the intersection when the LOPs were plotted. »
- Build a Simple Sextant (teacher’s version). NASA/Marshall Solar Physics.
- Richard Williams (2007). Making a Micrometer Vernier Sextant. geocities.ws
- Sextant: 3D-print model. makerworld.com
- Sextant : 3D-print model. thingeverse.com