Переносные экваториальные солнечные часы

Переносные экваториальные солнечные часы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 87а, 89Мо 6121

HATEHT HA ИЗОЬРЕтЕНИЕ г

;; (ОПИСАНИЕ переносных экваториальных солнечных часов.

К патенту Ю. В. Ланге, заявленному 21 октября 1926 года (заяв. свид. 3Ча 12118).

0 выдаче патента опубликовано 31 августа 1928 года. Действие патента распространяется на 15 лет от З1 августа 1928 года.

Известны экваториальные солнечные часы с переставным гномоном, в виде передвижного отверстия, дающим тень, равную радиусу цыферблата часов, а также известны солнечные часы, устанавливаемые без применения буссоли.

В предлагаемых переносных экваториальных солнечных часах применяется гномон, в виде нити, натянутой в прямоугольном вырезе, переставной по длине соответственно дню года, чтобы величина тени была постоянной, и два отвеса для установки цыферблата в плоскости параллельной экватору.

На чертеже фиг. 1 поясняет принцип устройства предлагаемых солнечных часов и фиг. 2 изображает предлагаемые часы, предназначаемые для наблюдения в летнее время.

Предлагаемые переносные экваториальные солнечные часы предназначаются для определения с заданной точностью истинного солнечного времени, а при введении поправки, и среднего солнечного времени или гражданского. В основу положен принцип постоянства длины тени, отбрасываемой тем или иным гномоном, в зависимости от устройства солнеч ных ч асов.

Переменной величиной в часах является длина гномона, отбрасывающего тень, величина его меняется ежедневно, в зависимости от угла склонения солнца о.

Устройство предлагаемых солнечных часов основано на следующем: пусть (фиг. 1) NOSW — земной шар, PQ — эклиптика, OW — экватор, NS — ось земли, . о — склонение солнца на любой день, р — географическая широта места наблюдения, L — место наблюдения, АЛ1 — линия горизонта для данного места, СК вЂ” гномон, расположенный перпендикулярно к плоскости цыферблата АВ, направленной параллельно экватору.

Расположим часы (гномон и цыферблат), как указано на фиг. 1, т.-е. гномон СК параллельно оси земли NS, а цыферблат АВ параллельно экватору 0 W, что будет в том случае, когда угоп наклона цыферблата к горизонту ВА1 будет равен дополнению географической широты данного места до

90, т.-е. будет 90 — р или плоскость цыферблата АВ будет составлять с отвесом о.

При наблюдении летом (солнце на фиг, 1 находится слева) цыферблат часов обращен кверху, и тень, от гномона СК падает на цыферблат АВ, а угол между направле- нием параллельного солнечного луча ЕС и тенью гномона, лежащей в плоскости цыферблата АВ, ..: СВК равен о, что вытекает из условия, изложенного выше.

Зимой (солнце на фиг. 1 нахо- дится справа) цыферблат расположен книзу, гномон занимает положение KD, а угол между напра- влением параллельного солнечного луча FD и тенью гномона, лежа- щей в плоскости цыферблата АВ, I КАП равен о, как в предыду-, щем случае.

Оставляя величину тени гномона постоянно", равной радиусу окружности цыферблата, и зная о на каждый день наблюдения, из зави- симости СК=-КЭ=КВ tg о, находят величину гномона на день наблюдения. Величина о берется из астрономического календаря, I

KR = КА = const — дается опреде- : ленной величины равной 75 — 100лсл, по жела ни ю. ,,Значения величин гномона сводятся в таблицу, по которой устанавливается гномон на день наблю-; дения. Так как данные часы экваториальные, то направление тени гномона будет каждый час изме- няться равномерно на 15, а тень гномона будет лежать в плоскости часового круга солнца. Угол между этой плоскостью и плоскостью истинного меридиана есть часовой угол солнца или истинное время.

Следовательно, остается установить часы так, чтобы цыферблат был ориентирован по истинному мери-! диану, а это будет только в том случае, когда конец тени гномона упадет на окружность цыферблата..

В этот момент производится отсчет, :времени. Для получения гражданского времени к истинному солнечному времени прибавляют или отнимают поправку из таблицы уравнения времени, каковая также составляется на основании данных астрономического календаря. Noжно устроить только летние часы, а можно летние и зимние comeстно; цыферблат возможно сделать в виде полного круга и можно ограничиться только полукругом.

На фиг. 2 изображены переносные экваториальные часы для наблюдения только летом. Они состоят из двух раскрывающихся под прямым углом плоскостей АВО О и OCDO, заключающих в себе все элементы часов. В сложенном состоянии часы представляют закрытую книжку. OCDO — плоскость цыферблата с полукругом радиуса

75 л м, разделеннь м на равные части (часы и минуты), в данном . случае одно деление равно 5 минутам. Деления на полукруге идут от 12, 11..... 2, 1 и до 12 часов.

Плоскость АВО О заключает всебе гномон, таблицы величин гномона на каждый день в период от 20 марта (день весенн. равноденствия) до 23 сент. (день осенн. равноденств.) и отвесы.

Гномоном служит нить И, натянутая в прямоугольном вырезе a&cd.

По обе стороны гномона расположены таблицы, дающие возможность устанавливать величину гномона на день наблюдения передв жением указателя № I со стрелками вверх или вниз в прорезах крышки m и а, смотря по надобности.

20 марта (день весенн. равноденствия) солнце находится на экваторе и угол склонения о = О, поэтому и величина гномона = О.

Затем с увеличивается постепенно до 20 июня (день летн. солнцестояния) и величина гномона достигает своего max, а затем начинает уменьшаться и 23 сентября (день осенн. равноденствия) = О. Стрелки на таблице показывают движение указателя № 1 вверх и вниз. ВелиЕ. чины гномона определены для постоянной тени его при соответствующем радиусе цыферблата.

На фиг. 2 К и L представляют собой отвесы, помещенные в секторных вырезах, дуга которых раз,делена на градусы для установки указателей № 2 и № 3 соответственно географической широте места наблюдения. Передвижение указателей происходит в прорезах ее и ф .

Для производства наблюдения часы раскрываются под прямым углом, гномоч устанавливается на день наблюдения. величина его отсекается горизонтальной нитью, натянутой в указателе № 1. Наблюдатель становится лицом к солнцу и до полудня плоскость ABO 0 располагается влево. от наблюдателя, после полудня вправо. Гномон имеет положение перпендикулярное плоскости цыферблата. Далее, необходимо плоскость 0 OCD привести в такое положение, чтобы она составляла с горизонтом угол равный 90 — р, что достигается установлением отвеса К против указателя № 2 или № 3, поставленного по широте места наблюдения. Тогда угол между направлением отвеса и 00 будет равен р.

Затем, необходимо плоскость цыферблата ориентировать по истинному меридиану (на фиг. 2 он указан стрелкой вдоль ребра 00 ); последнее достигается вращением цыферблата параллельно самому себе до тех пор, пока тень от пеЮ рекрещивающихся нитей гномона и указателя № 1 не упадет на окружность цыферблата, место па.дения крестообразной тени гномона на цыферблат укажет время.

Для получения среднего солнечного времени вводится поправка из таблицы уравнения времени, составленной по данным астрономического календаря.

В произведенных автором опытах с часами, у которых цыферблат был на дуге круга, описанного радиусом 75 мм, точность отсчетов оказалась 5 минут.

Для пользования солнечными часами, необходимо:

1) Наблюдателю стать лицом к солнцу.

2) Развернуть часы так, чтобы цыферблат и крышка составили прямой угол. (Если наблюдение происходит до полудня, то цыферблат должен быть с правой стороны наблюдателя,. а после полудня — наоборот), 3) Установить по таблице указателем № 1 величину гномона, для чего нужно передвинуть указатель № 1 так, чтобы горизонтальная нить его встала против черты, соответствующей числу и месяцу дня наблюдения.

4) Установить указатель № 2 или № 3 соответственно широте места наблюдения.

5) Установить часы так, чтобы отвес пришелся против указателя №2или№3. б) Сохраняя положение отвеса, вращать цыферблат вправо или влево до тех пор, пока крестовидная тень гномона попадет на окружность (обвод) цыферблата.

7) По месту падения крестовидной тени гном она произвести отсчет.

8) Полученный отсчет исправить по таблице уравнения времени.

Предмет патента.

Переносные экваториальные солнечные часы, в которых применен передвижной по высоте гномон, дающий тень, равную радиусу цыферблата часов, и установка которых производится без помощи буссоли, характеризующиеся тем, что они состоят из двух раскрывающихся под прямым углом плоскостей АВО 0 и OCDO, из коих плоскость OCDO снабжена круговым или полукруговым цыферблатом, разделенным на часы и минуты, а плоскость ABO 0 снабжена: а) гномоном в виде нити М, натянутой в прямоугольном вырезе

abed указателя № 1, передвижного против нанесенных на плоскости сы и имеют- передвижные по проАВО О величин гномо а на каждый резам ее и ff и устанавливаемые день, и б) двумя огвЬсами К и L, соответственно географической шипомещенными в секторных вырезах, роте места наблюдения указатели дуги которых разделены на граду- № 2 и № 3.

П. П.

Типо-пигографня «Красный Печатника, Ленинград, Мен дународнъМ, 75