Marina Matić marinapomorac@net.hr

Marina Matić je bila navigator na tankeru na relaciji Amerika - Kina - Rusija.

PRAKTIČNA VJEŽBA MJERENJA VISINE NEBESKOG TIJELA
POMOĆU SEKSTANTA

1     OPĆI PODATCI: 

Zvanje: Časnik odgovoran za plovidbenu stražu na brodu od 500 BRT i većim 

Predmet: Astronomska navigacija 

Predavač: Dip. Ing. Pomorskog prometa Marina Matić 

Godina: 2007.

Naziv vježbe: MJERENJE VISINE NEBESKOG TIJELA

Svrha obrade vježbe: OSPOSOBLJENOST KANDIDATA ZA SAMOSTALNO I USPJEŠNO MJERENJE VISINA NEBESKIH TIJELA SEKSTANTOM 

Tehničko – tehnološka primjena: OSPOSOBLJENOST ZA SAMOSTALNO SLUŽENJE SEKSTANTOM OMOGUĆIT ĆE KANDIDATU USPJEŠNO IZRAČUNAVANJE POZICIJE BRODA BEZ POTREBE ZA IZVOROM ELEKTRIČNE ENERGIJE 

 2     INFORMATIVNE LISTE 

 2.1    OSNOVNE TEORIJSKE INFORMACIJE 

 2.1.1 Projektni zadatak 

Na osnovi informativnih lista i instruktažne liste izvršiti precizno mjerenje i očitavanje izmjerenih visina nebeskih tijela koristeći sekstant. 

 2.1.2 Uvođenje u posao 

Proračun pozicije broda mjerenjem visine nebeskog tijela jedno je od temeljnih načina proračuna pozicije broda koje daje vrlo visoku preciznost u krajnjem rezultatu – poziciji na pomorskoj karti. Da bi se dobila točna pozicija broda potrebno je steći osposobljenost za uspješno i pravilno rukovanje i korištenje sekstanta.

U ovoj je dokumentaciji izrađena informativna lista u kojoj se daju potrebne teorijske informacije o sekstantu koje su potrebne za njegovo razumijevanje i dovoljne da se na osnovi njih i instruktažne radne liste uz puno truda i vježbanja svaki kandidat osposobi za samostalno i uspješno mjerenje. 

2.1.3 Opis sekstanta 

Sekstant se u terestričkoj navigaciji koristi za mjerenje horizontalnih i vertikalnih kutova. U astronomskoj navigaciji sekstant nalazi svoju punu primjenu kao instrument za mjerenje visine nebeskih tijela radi određivanja pozicije bro­da. 

Sekstant se sastoji (Sl. 1.) od: tijela s malim ogledalom i limbom, alhidade sa velikim ogledalom i bubnjićem, zatamnjenih stakala, teleskopa i pribora. 

Tijelo sekstanta je od lakog metala i ima oblik kružnog sektora. Kružni sektor je ranije imao kut od 45° (oktant), kasnije se taj kut povećao na 60° (sekstant), a danas je taj kut veći (do 80°), ali je zadržao ime sekstant. Limb je kružni dio sekstanta na kome se nalazi ugravirana stupanjska podjela. Nula limba je na desnoj strani. Podjela limba na lijevo od nule (120°-140°) služi za očitavanje izmjerenog kuta, a podjela na desnoj strani nule (do - 5°) koristi se pri određivanju grešaka. Na obodu limba je pužni vijenac.

Malo je ogledalo učvršćeno vertikalno na tijelo sekstanta. Gornja polovi­na malog ogledala je prozirno staklo kroz koje svjetlosne zrake s objekta ili hori­zonta dolaze direktno u oko osmatrača. S druge polovine malog ogledala u oko osmatrača dolazi dvostruko odbijena zraka s velikog ogledala. Svijetla strana malog ogledala je okrenuta svijetloj strani velikog ogledala. Na poleđini malog ogledala su dva vijka: gornjim se regulira okomitost malog ogledala na tijelo sek­stanta, a donjim paralelnost velikog i malog ogledala.

Na tijelu sekstanta je ručka sa tri nožice. Alhidada  je poluga koja se okreće oko osi i prolazi točno kroz središte kruga kružnog sektora tijela sek­stanta. Na alhidadi iznad osi je vertikalno učvršćeno veliko ogledalo. Okomi­tost velikog ogledala u odnosu na alhidadu i tijelo sekstanta se regulira vijkom na poleđini velikog ogledala. Na drugom kraju alhidade je bubnjić s kočnicom. Okretanjem bubnjića pokreće se puž po pužnom vijencu limba. Jedan puni okret bubnjića odgovara pomaku alhidade za 1°. Indeks na prozorčiću alhidade omogućava očitavanje broja stupnjeva na podjeli limba, a minutna po­djela bubnjića omogućava očitavanje minuta mjerenog kuta. Desetinke minuta se očitavaju na malom nonijusu pored bubnjića.

Kočnica služi za zaustavljanje alhidade u određenom položaju. Otpuštena kočnica omogućava da se alhidada brzo zakreće (puž je udaljen od pužnog vijenca), a u položaju kočenja alhidada se pokreće bubnjićem (puž je uzubljen u puž­nom vijencu).

Na alhidadi se nalazi sijalica za osvjetljenje skale limba i bubnjića pri noć­noj upotrebi sekstanta. Baterija i prekidač za uključivanje osvjetljenja su u ručki sekstanta.

Zatamnjena stakla su ispred velikog i iza malog ogledala, a služe za ublažavanje svjetlosti prilikom mjerenja visine Sunca.

Kad se ne koristi, sekstant je u drvenoj kutiji u koju je smješten i pribor: igla za podešavanje okomitosti i paralelnosti ogledala, jelenja kožica i kist za čišćenje i koštano ulje za podmazivanje sekstanta.

U kutiji je i tvornički atest s podacima o greški ekscentriciteta.

 2.1.4  Teorija sekstanta

Rad sekstanta se temelji na osnovnom zakonu optike o odbijanju svjetlosti: upadni kut je jednak kutu odbijanja, a upadna i odbijena zraka leže sa normalom u jednoj ravnini koja je okomito na ravninu refleksije. 

U sekstanta se primjenjuje dvostruko odbijanje svjetlosne zrake: prvo odbi­janje je na velikom ogledalu, a poslije drugog odbijanja na malom ogledalu svjetlosna zraka dolazi u oko osmatrača. U istom smjeru pod kojim zraka svjetlosti poslije dvostrukog odbijanja dolazi u oko osmatrača mora se vi­djeti i horizont. Kut α je vertikalni kut izvora svjetlosne zrake u odnosu na hori­zont.

Malo ogledalo je nepomično, a veliko ogledalo se zakreće zajedno s alhidadom. U nultom položaju ogledala su međusobno paralelna. Povećanjem kuta mjerenja kut α postaje sve veći i kad bi dostigao vrijednost 90°, odbijena zraka svjetlosti s velikog ogledala ne bi padala na malo ogledalo pa ne bi bilo dvostrukog odbijanja svjetlosti, odnosno odbijena zraka ne bi dola­zila u oko osmatrača. To znači da je sekstantom nemoguće mjeriti kut od 180°. Današnji sekstanti omogućavaju mjerenje kutova od - 5° do + 130°, a samo iznimno do + 145°. 

2.1.5  Rukovanje sekstantom

Sekstantom treba pažljivo rukovati.

Iz kutije se vadi sa tri prsta lijeve ruke (za okvir), a desnom rukom se hvata za ručicu.

Kad se ne upotrebljava, sekstant leži na nožicama ili u kutiji.

Nakon svake upotrebe treba ga očistiti jelenjom ko­žicom i kistom, a posebno optiku ako je bila izložena prskanju mora ili vlagi i kiši.

Isto tako sekstant ne treba previše izlagati suncu.

Pužni vijenac, puž i ostale pokretne dijelove podmazivati povremeno.

Baterija ne smije biti u ručici kad se ne koristi osvjetljenje.

Prilikom pospremanja u kutiju, alhidadu staviti približno na sredinu limba, a zatamnjena stakla tako da se poklopac kutije može nesmetano zatvarati.

Dijelo­vi sekstanta i pribor u kutiji moraju biti u svojim ležištima.

Ostale upute za rukovanje treba proučiti iz dokumentacije za svaki sek­stant.

 2.1.6 Greške sekstanta

Greške sekstanta su stalne i promjenljive.

Stalne greške su konstruktivne prirode i ne mogu se ispravljati mehanički već samo računski. Najveća stalna greška je greška ekscentriciteta (E), a javlja se zbog toga što os limba nije u središtu kruga kružnog sektora sekstanta. Vrijedno­st greške ekscentriciteta daje proizvođač u atestu sekstanta, a ovisi o veličini kuta mjerenja. Ova greška nikad ne prelazi veličinu od + l'.

Ostale stalne greške - greška podjele limba i bubnjića, greška paralelnosti ogledala i zatamnjenih stakala, greška teleskopa minimalne su i praktično ne po­stoje u suvremenih sekstanata.

Promjenljive greške su: greške okomitosti velikog i malog ogledala, greška paralelnosti ogledala i optičke osi durbina i indeksna greška.

Ove greške se po­vremeno određuju i ispravljaju.

Greška okomitosti ogledala se javlja kad veliko ogledalo nije okomito na alhidadu, a malo ogledalo na tijelo sekstanta (limb) već su od vertikala nagnute za neki kut α.

Prije svakog mjerenja ispituje se okomitost velikog ogledala.

Greška paralelnosti optičke osi teleskopa kod novijih sekstanata ne postoji.

Greške paralelnosti se ispravljaju nakon ispravljanja okomitosti velikog i malog ogledala.

Ostatak greške paralelnosti (kada su ogledala okomita) naziva se indeksna greška (Xi)- Sl. 3. Ako je manja od 5' ne ispravlja se greška paralelnosti ogleda­la već se računski ispravlja izmjereni kut.

Indeksna greška sekstanta se određuje okretanjem bubnjića, odnosno pomi­canjem alhidade iz nultog položaja sve do trenutka kada direktna i odbijena sli­ka horizonta ne bude u jednoj liniji. 

 2.1.7   Mjerenje vertikalnih kuteva

Vertikalni kutovi se mjere tako da se sekstant drži okomito, a kroz teleskop i staklo na malom ogledalu se osmatra horizont. Pomicanjem alhidade odbijena slika donjeg ili gornjeg ruba nebeskog tijela se dovodi na direktnu sliku obalnog horizonta. Pri tome se slika nebeskog tijela i slika horizonta fino podešava okretanjem bub­njića. Ispod indeksa alhidade se očita broj stupnjeva, a na bubnjiću i nonijusu broj minuta i desetinski minuta izmjerenog kuta.

| 1 | 2 | MJERENJE VISINE SUNCA SEKSTANTOM  >