Engineering
Schiffssextant
Nehmen Sie von einem rollenden Schiff aus eine Höhe: Bewegen Sie die Alhidade und ihre Trommel, bis der Stern oder der Unterrand der Sonne die Kimm berührt, und beschicken Sie dann die Ablesung mit Indexfehler, Kimmtiefe und Refraktion. Pendeln Sie mit dem Sextanten, um den tiefsten Punkt der Bahn des Bildes zu finden, und sehen Sie, welchen Fehler ein geneigter Rahmen und eine unbeschickte Höhe verursachen.
Was passiert
Das Licht des Sterns oder des Sonnenunterrands fällt auf den Indexspiegel, der sich mit der Alhidade dreht, dann auf den halb verspiegelten Horizontspiegel und gelangt neben dem direkten Blick auf die Kimm ins Fernrohr. Beide Reflexionen werden als echte Spiegelungen berechnet, d′ = d − 2(d·m)·m; zusammen drehen sie den Strahl um den doppelten Winkel zwischen den Spiegeln, unabhängig vom Einfallswinkel, deshalb ist der Gradbogen in doppelten Graden geteilt: Die Zahnung liefert die ganzen Grade, die Trommel die Minuten. Die Kimm liegt um die Kimmtiefe 1,76′·sqrt(h) unter der wahren Horizontalen, und die Refraktion (Bennett) lässt einen Stern höher erscheinen, als er steht.
Für einen Stern in 35° Höhe, beobachtet aus 10 m Augeshöhe, beträgt die Kimmtiefe 5,57′ und die Refraktion 1,42′: Das Bild erreicht die Kimm bei einer Ablesung von 35,1164°, und die beschickte Höhe ergibt wieder 35°. Ein Indexfehler von +2′ verschiebt die Ablesung auf 35,1497°; unbeschickt ist die Höhe um 9,0′ zu groß. Die Sonne in 20° Höhe: Ihr Unterrand kommt bei einer Ablesung von 19,8710° auf die Kimm. Ein um die Visierlinie geneigter Rahmen braucht eine größere Ablesung: 1,4′ mehr bei 2°, 8,9′ bei 5° und 36,2′ bei 10°. Auf einem rollenden Deck pendelt das Bild auf einem Bogen und berührt die Kimm an dessen tiefstem Punkt, wo der Rahmen lotrecht steht.
Modell: ebene Spiegel und exakte vektorielle Reflexionen; der Stern recht voraus; kein Prismen- und kein Exzentrizitätsfehler. Ein Beobachter, der mit dem Sextanten pendelt, gleicht das Rollen bis auf ein Zehntel aus.
Zum Ausprobieren
Holen Sie das Bild mit Alhidade und Trommel herunter, bis es die Kimm berührt, und nehmen Sie dann eine Höhe. Lassen Sie das Schiff rollen und pendeln Sie mit dem Sextanten: Stellen Sie die Ablesung so ein, dass das Bild die Kimm am tiefsten Punkt seiner Bahn gerade berührt.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen d′ = d − 2(d·m)·m H_s = H_a + dip + IE, dip = 1.76′·sqrt(h) R = cot(H + 7.31/(H + 4.4))′ H_o = H_s − IE − dip (+ SD) − R
