ВОЛЧОК И ПРИМЕНЕНИЕ ЕГО СВОЙСТВ

ИСКУССТВЕННЫЙ ГОРИЗОНТ

Беспредельны морские и воздушные просторы. Плавая *■* в океанах и морях, можно неделями не встретить ка­кого-либо ориентира, по которому можно было бы опре­делить свое местоположение. Лишь Солнце и звезды, да волны вокруг.

А безопасное плавание, своевременное прибытие к месту назначения возможны лишь в том случае, когда мореплаватель точно знает свое местоположение.

Летая над сплошными облаками или морем, пилот не видит ориентиров и не может определить своего ме­стонахождения. Местоположение можно определить спе­циальным прибором — секстаном, измерив высоту над горизонтом одного из небесных светил. Но горизонт часто оказывается затянутым дымкой, туманом, мглой. Значит, нужен искусственный «горизонт». Казалось бы, с этой целью можно использовать сосуд с водой. Ведь ее по­верхность в спокойном состоянии всегда горизонтальна. Указателем горизонта мог бы служить также специаль­ный инструмент, так называемый уровень (ватерпас), с воздушным пузырьком в жидкости, помещенной в стек­лянную трубочку, или, еще проще, подвешенный шну­рок с грузом. Шнурок с грузом будет направлен к центру Земли, или, как говорят, по истинной вертикали. А она всегда перпендикулярна к плоскости горизонта.

На стоянке корабля и самолета все эти приборы будут действовать безошибочно. Но на движущемся ко­рабле или самолете они не покажут истинного гори­зонта. Определение высоты светила с помощью таких устройств окажется неправильным. Для этого необхо­димо более совершенное устройство искусственного гори­зонта.

И вот возникла идея использовать для создания ис­кусственного горизонта волчок. Эту идею высказали уже в середине XVIII столетия.

Рассказывают, что первую удачную конструкцию ис­кусственного горизонта предложил в 1742—1743 гг. анг­лийский механик Серсон. Основой этого прибора яв­лялся волчок в виде большого отполированного диска с заострением в центре. Верхняя поверхность диска была тщательно отполирована до такой степени, что предметы отражались в ней, как в зеркале. Волчок Серсона запу­скался от руки. Поэтому продолжительность его враще­ния оказалась небольшой. К тому же он не выдерживал качки.

Существенное усовершенствование в это изобретение внес английский механик Дж. Грехем, предложив запу­скать волчок раскручиванием намотанного на его ось шнурка. Уже одно это сделало прибор Серсона более пригодным для пользования.

Вначале Адмиралтейство отказывалось испытывать искусственный горизонт Серсона, усовершенствованный Дж. Грехемом. Но затем в том же 1743 г. его подвергли всесторонним испытаниям при плавании яхты в Ламан - ше. Испытания оказались успешными. Предложенная кон­струкция искусственного горизонта получила одобрение.

Вслед за этим Адмиралтейство отправило изобрета­теля Серсона в плавание на корабле «Виктория» для дальнейших детальных испытаний. К сожалению, ре­зультаты их остались неизвестными. Корабль со всем экипажем и изобретателем искусственного горизонта по­гиб во время шторма. Считали, что это произошло по вине испытывавшегося прибора.

Происшедшая катастрофа создала непреодолимые за­труднения для Дж. Грехема, создавшего новый вариант искусственного горизонта.

Практическое использование этой, по существу вер­ной, идеи стало реальным лишь почти через сто пять­десят лет, в 1886 г., когда француз Флерие предложил очень компактный искусственный горизонт.

В то время во Франции за изобретения и открытия, способствующие успехам мореплавания, была установ­лена специальная премия. Флерие за созданный им ис -

Кусственный горизонт получил премию удвоенных раз­меров. Предложенная им конструкция действительно заслуживала этого, будучи очень удобной и прекрасно действующей в условиях качки.

Прибор Флерие несложен. Устройство его нетрудно понять, обратившись к рисунку 18.

Волчок запускается струей сжатого воздуха и вра­щается со скоростью десять тысяч оборотов в минуту. На диске волчка укреплены две плоско-выпуклые линзы, отстоящие одна от другой на их фокусном расстоянии.

На плоской поверхности каждой линзы нанесено по тонкому горизонтальному штриху. Когда плоскость бы­стро вращающегося волчка совпадает с истинным горизонтом, штрихи на линзах наблюдатель видит слив­шимися в одну линию. Чтобы определить широту места, надо, перемещая лимб [14]) особой подзорной трубы сек­стана, привести отражение наблюдаемого светила в со­прикосновение с этой линией. Тогда на секстане окажется зафиксированной высота светила (рис. 18).

При несовпадении поверхности волчка с истинным горизонтом наблюдатель видит в трубе секстана штрихи то наклонными, то горизонтальными, но не совпадаю­щими.