Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Навигацияда негізінен қолданылатын өлшеу құралы; жарық шағылыстыратын құралдың түрі.
Measuring instrument used primarily in navigation; type of reflecting instrument
Октант, сондай-ақ жарық шағылыстыратын квадрант деп те аталады, бұл навигацияда қолданылатын жарық шағылыстыратын құрал.
The octant, also called a reflecting quadrant, is a reflecting instrument used in navigation.
Этимология
Октант атауы латын тіліндегі "октант" сөзінен шыққан, яғни шеңбердің сегізінші бөлігін білдіреді, себебі аспаптың доғасы шеңбердің сегізінші бөлігін құрайды. Көрістік квадрант атауы аспаптың жарық сәулесінің жолын көзқарастың алдына айналар арқылы шағылыстыру қағидасына негізделген, бұл өлшенген бұрышты екі есеге арттырады. Осының арқасында аспап сегізден бір бөлігін бұрып, толық ширек айналымды немесе квадрантты өлшеуге мүмкіндік алады.
The name octant derives from the Latin octans meaning eighth part of a circle, because the instrument's arc is one eighth of a circle. Reflecting quadrant derives from the instrument using mirrors to reflect the path of light to the observer and, in doing so, doubles the angle measured. This allows the instrument to use a one eighth of a turn to measure a quarter turn or quadrant.
Ньютонның шағылыстыратын квадранты
Исаак Ньютонның шағылыстыратын квадранты 1699 жылы ойлап табылған. Аспаптың егжей-тегжейлі сипаттамасы Эдмонд Галлейге берілген, бірақ ол 1742 жылы Галлей қайтыс болғаннан кейін ғана жарияланды. Галлейдің өмірінде осы ақпаратты жарияламауының себебі белгісіз, себебі бұл Ньютонның Джон Хэдли мен Томас Годфриге жалпы алғанда берілген өнертабыс үшін лайықты құрмет алуына кедергі келтірді. Бұл аспаптың бір данасын Томас Хит (аспап жасаушы) жасаған және ол 1742 жылы Корольдік қоғам жариялағанға дейін Хиттің дүкенінің терезесінде көрсетілген болуы мүмкін. Ньютонның аспабында екі айна болған, бірақ олардың орналасуы қазіргі заманғы октанттар мен секстанттарда кездесетін екі айнадан біршама өзгеше болған. Оң жақтағы диаграммада аспаптың құрылымы көрсетілген. Аспаптың 45° доғасы (PQ) әрқайсысы жарты градусқа тең 90 бөлікке бөлінген. Әр бөлік 60 бөлікке, ал әр бөлік тағы 6 бөлікке бөлінген. Бұл доға градустар, минуттар және минуттың алтыдан бір бөлігі (10 секунд) бойынша белгіленгенін білдіреді. Осылайша, аспап 5 секундтық доғалық интервалмен көрсеткіштерді алуға мүмкіндік берді. Бұл дәлдік аспаптың үлкен өлшемдеріне байланысты мүмкін болды – тек бақылау телескопының ұзындығы 3-4 футқа жетеді. Аспаптың бір жағына 3-4 фут ұзындығындағы бақылау телескопы орнатылған. Телескоп объективінің (G) алдына 45° бұрышта көкжиек айнасы бекітілген. Бұл айнаның көлемі жеткілікті кішкентай болғандықтан, бақылаушы айнадағы бейнені бір жағынан, ал тікелей алдына қарап екінші жағынан көре алатын. Индекс қол (CD) индекс айнасын (H) ұстады, ол да индекс қолдың жиегіне 45° бұрышта орналасқан. Екі айнаның шағылыстыратын жақтары номиналды түрде бір-біріне қарап тұрған, сондықтан бірінші айнадағы бейне екінші айнадан шағылысқан бейне болып көрінеді. Екі айна параллель болғанда, индекс 0° көрсетіледі. Телескоп арқылы көрініс бір жағынан тікелей алдына, ал G айнасынан көрініс H айнасынан шағылысқан бірдей бейнені көрсетеді (оң жақтағы егжей-тегжейлі суретті қараңыз). Индекс қол нөлден үлкен мәнге жылжытылғанда, индекс айнасы тікелей көру сызығынан алысқан бейнені шағылыстырады. Индекс қолдың қозғалысы артқан сайын, индекс айнасының көру сызығы S-ке қарай жылжиды (детальды суреттегі оңға қарай). Бұл бұл айналардың орналасуындағы шағын кемшілікті көрсетеді. Көкжиек айнасы 90° бұрышқа жақындағанда индекс айнасының көрінісін тосқаулайды. Қазіргі заманғы аспаптардағы телескоптардың кішкентай өлшемдерін ескерсек, бақылау телескобының ұзындығы таңғаларлықтай көрінеді. Бұл, әлдебажанда, Ньютонның хроматикалық аберрацияны азайтуға тырысқан жолы болған. Ахроматикалық линзалар ойлап табылғанға дейін қысқа фокустық қашықтығы бар телескоптар аберрацияның айқын дәрежесін тудырды, сондықтан ол жұлдыздың орнын қабылдауға әсер етуі мүмкін. Ұзын фокустық қашықтықтар – бұл мәселенің шешімі, сондықтан бұл телескоптың ұзын фокустық қашықтығы бар объективтік линзасы және ұзын фокустық қашықтығы бар окуляры болған болуы мүмкін. Бұл аберрацияны шамадан тыс үлкейтусіз азайтуға мүмкіндік берді.
Isaac Newton's reflecting quadrant was invented around 1699. A detailed description of the instrument was given to Edmond Halley, but the description was not published until after Halley's death in 1742. It is not known why Halley did not publish the information during his life, as this prevented Newton from getting the credit for the invention that is generally given to John Hadley and Thomas Godfrey. One copy of this instrument was constructed by Thomas Heath (instrument maker) and may have been shown in Heath's shop window prior to its being published by the Royal Society in 1742. Newton's instrument used two mirrors, but they were used in an arrangement somewhat different from the two mirrors found in modern octants and sextants. The diagram on the right shows the configuration of the instrument. The 45° arc of the instrument (PQ), was graduated with 90 divisions of a half degree each. Each such division was subdivided into 60 parts and each part further divided into sixths. This results in the arc being marked in degrees, minutes and sixths of a minute (10 seconds). Thus the instrument could have readings interpolated to 5 seconds of arc. This fineness of graduation is only possible due to the large size of the instrument the sighting telescope alone was three to four feet long. A sighting telescope (AB), three or four feet long, was mounted along one side of the instrument. A horizon mirror was fixed at a 45° angle in front of the telescope's objective lens (G). This mirror was small enough to allow the observer to see the image in the mirror on one side and to see directly ahead on the other. The index arm (CD) held an index mirror (H), also at 45° to the edge of the index arm. The reflective sides of the two mirrors nominally faced each other, so that the image seen in the first mirror is that reflected from the second. With the two mirrors parallel, the index reads 0°. The view through the telescope sees directly ahead on one side and the view from the mirror G sees the same image reflected from mirror H (see detail drawing to the right). When the index arm is moved from zero to a large value, the index mirror reflects an image that is in a direction away from the direct line of sight. As the index arm movement increases, the line of sight for the index mirror moves toward S (to the right in the detail image). This shows a slight deficiency with this mirror arrangement. The horizon mirror will block the view of the index mirror at angles approaching 90°. The length of the sighting telescope seems remarkable, given the small size of the telescopes on modern instruments. This was likely Newton's choice of a way to reduce chromatic aberrations. Short–focal length telescopes, prior to the development of achromatic lenses, produced an objectionable degree of aberration, so much so that it could affect the perception of a star's position. Long focal lengths were the solution, and this telescope would likely have had both a long–focal length objective lens and a long–focal length eyepiece. This would decrease aberrations without excessive magnification.
Октантты ойлап тапқандар
1730 жылы октанды екі адам тәуелсіз түрде ойлап тапты: Джон Хэдли (1682–1744), ағылшын математигі, және Томас Годфри (1704–1749), Филадельфиядағы шынышы. Екеуінің де өнертабысқа құқығы толық және тең, бірақ Хэдли көбінесе осы өнертабыс үшін көбірек мақтау алады. Бұл Лондон мен Корольдік қоғамның сегізінші ғасырдағы ғылыми құралдар тарихындағы маңызды рөлін көрсетеді. Осы кезеңде октан жасаған тағы екі адам – астрономиямен қызығушылығы зор ағылшын сақтандыру брокері Калеб Смит (1734 жылы) және Франциядағы математика профессоры және астроном Жан Пол Фухи (1732 жылы) болды.
Two men independently developed the octant around 1730: John Hadley (1682–1744), an English mathematician, and Thomas Godfrey (1704–1749), a glazier in Philadelphia. While both have a legitimate and equal claim to the invention, Hadley generally gets the greater share of the credit. This reflects the central role that London and the Royal Society played in the history of scientific instruments in the eighteenth century. Two others who created octants during this period were Caleb Smith, an English insurance broker with a strong interest in astronomy (in 1734), and Jean Paul Fouchy, a mathematics professor and astronomer in France (in 1732).
Хэдлидің нұсқалары
Хэдли шағылыстыратын квадранттың екі нұсқасын жасады. Екінші нұсқасы ғана кеңінен танымал және октант ретінде белгілі.
Hadley produced two versions of the reflecting quadrant. Only the second is well known and is the familiar octant.
Хэдлидің шағылыстыратын квадранты
Хэдлидің алғашқы шағылыстыратын квадранты 45° доғаны қамтитын жақтаулы қарапайым құрылғы болды. Оң жақтағы сурет Хэдлидің Корольдік қоғамның "Философиялық еңбектері" мақаласынан алынған.
Hadley's first reflecting quadrant was a simple device with a frame spanning a 45° arc. In the image at the right, from Hadley's article in the Philosophical Transactions of the Royal Society,
Смит астроскобы
Кейлеб Смит, астрономияға қызығушылығы зор ағылшын сақтандыру брокері, 1734 жылы октант жасады. Ол оны Астроскоп немесе Теңіз квадранты деп атады. Ол жарық шағылыстыру элементтерін қамтамасыз ету үшін индекс айнасымен қатар тұрақты призманы пайдаланды. Призмалар, жылтыратылған металл айналар нашар болған және айнаны күміспен қаптау, сондай-ақ тегіс, параллель беттері бар шыны жасау қиын болған дәуірде айналардан артықшылықтар берді. Оң жақтағы суретте горизонт элементі (B) айна немесе призма болуы мүмкін. Индекс қолдағы индекс айнасы (A) қолмен бірге айналады. Көзбен бақылау телескопы рамаға (C) орнатылды. Индекс шкаласында (D) верньер немесе басқа да құрылғы қолданылмады. Смит аспаптың индекс қолын, Эльтонның теңізші квадрантындағыдай, «белгі» деп атады. Октанттар көптеп өндірілді. Ағаштан және пил сүйегінен жасалған олардың салыстырмалы түрде төмен бағасы, толығымен мыстан жасалған секстантымен салыстырғанда, оларды танымал құралға айналдырды. Дизайн көптеген өндірушілерде бірдей рама стилі мен компоненттерін пайдалану арқылы стандартталды. Әртүрлі шеберханалар әртүрлі бөлшектер жасауға маманданған: ағаш шеберлері рамаларға, ал басқалары мыс бөлшектерге. Мысалы, 1787 жылдан 1840 жылға дейін Англияда ғылыми құралдар өндірген Спенсер, Браунинг және Раст (1840 жылдан кейін Спенсер, Браунинг және Ко. ретінде жұмыс істеген) фил сүйегіндегі градуировкаланған шкалаларды жасау үшін Рамсдендік бөлу машинасы қолданды. Бұлар көптеген басқалармен кеңінен қолданылды және SBR әріптері көптеген басқа өндірушілердің октанттарында кездеседі. Осы мақалада осыған ұқсас октанттардың мысалдары келтірілген. Жоғарыдағы сурет, негізінен, егжей-тегжейлі суреттердегідей бір құрал. Дегенмен, олар екі түрлі құрал жасаушыдан: жоғарғысы Crichton London, J Berry Aberdeen сатқан, ал егжей-тегжейлі суреттер Spencer, Browning & Co. London құралынан алынған. Бір ғана айқын айырмашылық – Крайтон октантында екіншісінде жоқ горизонтты көлденең жабатын элементтердің болуы. Бұл октанттар көптеген нұсқаларда қол жетімді болды. Ағаш рамаға тікелей салынған градуировкасы бар қарапайым октант ең арзан болды. Олар телескоптық көздің орнына бір немесе екі тесікті қарау пиннуласын пайдаланды. Пил сүйегінен жасалған шкалалар, сондай-ақ мыс индекс қол немесе верньердің қолданылуы бағаны арттырады.
Caleb Smith, an English insurance broker with a strong interest in astronomy, had created an octant in 1734. He called it an Astroscope or Sea Quadrant. His used a fixed prism in addition to an index mirror to provide reflective elements. Prisms provide advantages over mirrors in an era when polished speculum metal mirrors were inferior and both the silvering of a mirror and the production of glass with flat, parallel surfaces was difficult. In the drawing to the right, the horizon element (B) could be a mirror or a prism. On the index arm, the index mirror (A) rotated with the arm. A sighting telescope was mounted on the frame (C). The index did not use a vernier or other device at the scale (D). Smith called the instrument's index arm a label, in the manner of Elton for his mariner's quadrant. Octants were produced in large numbers. In wood and ivory, their relatively low price compared to an all brass sextant made them a popular instrument. The design was standardized with many manufacturers using the identical frame style and components. Different shops could make different components, with woodworkers specializing in frames and others in the brass components. For example, Spencer, Browning and Rust, a manufacturer of scientific instruments in England from 1787 to 1840 (operating as Spencer, Browning and Co. after 1840) used a Ramsden dividing engine to produce graduated scales in ivory. These were widely used by others and the SBR initials could be found on octants from many other manufacturers. Examples of these very similar octants are in the photos in this article. The image at the top is essentially the same instrument as the one in the detail photos. However, they are from two different instrument makers the upper is labelled Crichton London, Sold by J Berry Aberdeen while the detail images are of an instrument from Spencer, Browning & Co. London. The only obvious difference is the presence of horizon shades on the Crichton octant that are not on the other. These octants were available with many options. A basic octant with graduations directly on the wood frame were least expensive. These dispensed with a telescopic sight, using a single or double holed sighting pinnula instead. Ivory scales would increase the price, as would the use of a brass index arm or a vernier.
Октанттың жойылуы
1767 жылы «The Nautical Almanac» атты алғашқы басылымында Ай қашықтықтары кестеленді, бұл теңізшілерге Күн мен Ай арасындағы бұрыш арқылы ағымдағы уақытты анықтауға мүмкіндік берді. Бұл бұрыш кейде 90 градустан асатындықтан, оны октантпен өлшеу мүмкін емес еді. Осы себепті, Ай қашықтығы әдісімен кемеде тәжірибелер жүргізген адмирал Джон Кэмпбелл үлкенірек құрал ұсынды, нәтижесінде секстант жасалды. Осы кезден бастап секстант жанды даму мен жетілдірулерден өтті және теңізшілердің басты құралы болды. Октант 19 ғасырдың соңына дейін шығарылып келді, бірақ көбінесе ол нашаррақ және арзан құрал болып саналды. Октанттың төмен бағасы, тіпті телескопсыз нұсқалары да, оны сауда және балық аулау флотындағы кемелер үшін тиімді құралға айналдырды. 19 ғасырдың соңына дейін теңізшілер арасында кең таралған практика – секстант пен октантты бірге пайдалану еді. Секстант тек Айды өлшеу үшін, ал октант күнделікті Күннің меридиандық биіктігін өлшеу үшін қолданылды. Бұл өте дәл және қымбат секстантты сақтауға, ал жақсы жұмыс істейтін, қолжетімді октантты пайдалануға мүмкіндік берді.
In 1767 the first edition of The Nautical Almanac tabulated lunar distances, enabling navigators to find the current time from the angle between the Sun and the Moon. This angle is sometimes larger than 90°, and thus not possible to measure with an octant. For that reason, Admiral John Campbell, who conducted shipboard experiments with the lunar distance method, suggested a larger instrument and the sextant was developed. From that time onward, the sextant was the instrument that experienced significant development and improvements and was the instrument of choice for naval navigators. The octant continued to be produced well into the 19th century, though it was generally a less accurate and less expensive instrument. The lower price of the octant, including versions without telescope, made it a practical instrument for ships in the merchant and fishing fleets. One common practice among navigators up to the late nineteenth century was to use both a sextant and an octant. The sextant was used with great care and only for lunars, while the octant was used for routine meridional altitude measurements of the Sun every day. This protected the very accurate and pricier sextant, while using the more affordable octant where it performs well.
Бұзық октант
1930 жылдардың басынан 1950 жылдардың соңына дейін әртүрлі азаматтық және әскери көпіршік октанттары ұшақтарда қолдану үшін жасалды. Барлық аспаптарда көпіршік түріндегі жасанды көкжиек болды, ол Жер бетінен мыңдаған фут биіктікте ұшатын навигаторға көкжиекті дұрыс бағыттауға көмектесті; ал кейбіреулерінде дерек жазу мүмкіндігі қарастырылған.
From the early 1930s through the end of the 1950s, several types of civilian and military bubble octant instruments were produced for use aboard aircraft. All were fitted with an artificial horizon in the form of a bubble, which was centered to align the horizon for a navigator flying thousands of feet above the Earth; some had recording features.
Пайдалану және реттеу
Октанды қолдану және реттелуі, негізінен, теңізшінің секстантына толыққандай ұқсас.
Use and adjustment of the octant is essentially identical to the navigator's sextant.
Басқа шағылыстыратын аспаптар
Хэдлидің шағылысты квадранты бірінші шағылысты квадрант емес еді. Роберт Гук 1684 жылы шағылыстыратын квадрантты ойлап тапты және осы концепция туралы 1666 жылдан бастап жазған. Гуктің аспабы бір ғана шағылыстыратын құрал болды. 1730-жылдардың басында Жан Поль Фуши мен Калеб Смит басқа октанттарды жасады, алайда олар навигациялық құралдар тарихында маңызды рөл атқармады.
Hadley's was not the first reflecting quadrant. Robert Hooke invented a reflecting quadrant in 1684 and had written about the concept as early as 1666. Hooke's was a single reflecting instrument. Other octants were developed by Jean Paul Fouchy and Caleb Smith in the early 1730s, however, these did not become significant in the history of navigation instruments.