Backstaff, wie man
Die Backstaff ist ein Navigationsinstrument, das verwendet wurde, um die Höhe eines Himmelskörpers zu messen, insbesondere die Sonne oder Mond. Wenn die Sonne zu beobachten, gehalten Benutzer die Sonne den Rücken (daher der Name) und der Schatten durch die obere Fahne auf einem Horizont Schaufel gegossen beobachtet. Es wurde von dem englischen Seefahrer John Davis erfunden, der es in seinem Buch Seemanns Secrets in 1594. [1]
Arten von backstaffs [Bearbeiten]
Backstaff ist der Name für jedes Instrument gegeben, das die Höhe der Sonne durch die Projektion eines Schattens misst. Es scheint, dass die Idee, die Sonnenhöhe zur Messung von Beobachtungen mit Thomas Harriot entstand unter Verwendung zurück. [2] Viele Arten von Instrumenten entwickelte sich aus dem Kreuzstab, der als backstaves klassifiziert werden können. Nur die Davis-Quadranten bleiben dominant in der Geschichte der Navigationsinstrumente. Tatsächlich ist der Davis-Quadrant im wesentlichen mit Backstaff auch. Doch weder war Davis das erste noch das letzte zu entwerfen, ein solches Instrument und andere sind hier ebenfalls in Betracht gezogen.
Davis Quadrant [Bearbeiten]
Eine frühe Version des Quadrant Personal ist in Abbildung 1 dargestellt [3] Es hatte einen Bogen zu einem Stab befestigt, so dass sie entlang den Mitarbeiter schieben können (die Form ist nicht kritisch, obwohl die gekrümmte Form gewählt wurde). Der Lichtbogen (A) wurde so platziert, dass er seinen Schatten auf dem Horizont Schaufel (B) gegossen würde. Der Navigator würde entlang der Mitarbeiter schauen und den Horizont durch einen Schlitz in den Horizont Schaufel beobachten. Durch den Bogen Schiebt so dass der Schatten mit dem Horizont ausgerichtet ist, könnte der Winkel der Sonne auf der Meßlatte gelesen werden. Dies war ein einfachen Quadranten, aber es war nicht so genau, wie man vielleicht gefallen. Die Genauigkeit im Gerät ist von der Länge des Personals abhängig ist, sondern ein langes Personal machte das Instrument unhandlich. Die maximale Höhe, die mit diesem Instrument gemessen werden konnte, war 45 °.
Die nächste Version seines Quadranten ist in Abbildung 2 [3], um der Bogen auf der Oberseite des Gerätes in der früheren Version wurde gezeigt mit einem Schatten Fahne auf einem Querbalken angeordnet ersetzt. Dieser Riegel könnte entlang einer abgestuften Skala bewegt werden, um den Winkel des Schattens über dem Personal anzuzeigen. Unterhalb der Mitarbeiter wurde ein 30 ° -Bogen zugegeben. Der Horizont, über den Horizont Fahne auf der linken Seite zu sehen ist, ist mit dem Schatten ausgerichtet sind. Die Visierfahne auf dem Bogen bewegt wird, bis es mit dem Blick auf den Horizont ausgerichtet ist. Der gemessene Winkel ist die Summe aus dem Winkel, der durch die Position des Spiegels angedeutet, und der Winkel auf der Skala auf dem Bogen, gemessen.
Das Instrument, das jetzt mit Davis identifiziert wird, ist in Abbildung 3 [4] Diese Form von der Mitte des 17. Jahrhunderts entwickelte sich gezeigt. [4] Der Quadrant arc wurde in zwei Teile aufgeteilt. Der kleinere Radius arc, mit einer Spannweite von 60 ° wurde über dem Personal montiert. Je länger Radiusbogen, mit einer Spannweite von 30 ° wurden unten montiert. Beide Bögen haben einen gemeinsamen Mittelpunkt. Am gemeinsamen Mittelpunkt, ein geschlitzte horizon Leitschaufel angebracht wurde (B). Ein beweglicher Flügel shadow wurde auf dem oberen Bogen plaziert, so daß dessen Schatten auf dem Horizont Leitschaufel gegossen wurde. Ein beweglicher Flügelsicht wurde auf dem unteren Bogen (C) montiert ist.
So war Davis Lage, den Bau des Quadranten zu optimieren sowohl einen kleinen zu haben und einen großen Bogen, um die effektive Genauigkeit eines einzelnen Bogens Quadranten mit großem Radius ermöglicht, ohne dass das gesamte Instrument so groß. Diese Form des Instruments wurde mit dem Backstaff auch. Es war eine der am weitesten verbreiteten Formen der Backstaff. Continental European Seefahrer nannten es die englische Quadrant.
Eine spätere Änderung des Quadranten Davis war ein Flamsteed Glas anstelle der Schatten Fahne zu verwenden; dies wurde von John Flamsteed vorgeschlagen. [4] Dies legte eine Linse auf dem Flügel, der anstelle eines Schattens eines Bildes der Sonne am Horizont Fahne projiziert. Es war nützlich, unter Bedingungen, bei denen der Himmel war trüb oder leicht bewölkt; das trübe Bild der Sonne heller am Horizont Schaufel gezeigt, wo ein Schatten nicht gesehen werden kann. [5]
Usage [Bearbeiten]
Um das Instrument zu verwenden, würde der Navigator den Schatten Schaufel an einer Stelle legen Sie die Höhe der Sonne erwarten. das Instrument in dem vor ihm, mit der Sonne auf dem Rücken, hält er das Instrument so, dass der Schatten von Schatten Schaufel fällt am Horizont Fahne an der Seite des Schlitzes gegossen. Er bewegt sich dann den Anblick Schaufel, so dass er den Horizont in einer Linie von dem Anblick Fahne durch die Schlitz Horizont Fahne beobachtet, während gleichzeitig die Position des Schattens zu halten. Dies erlaubt ihm, den Winkel zwischen dem Horizont und der Sonne als die Summe der Winkel aus den beiden Bögen lesen zu messen.
Da der Rand des Schattens der Schenkel der Sonne darstellt, muss er den Wert für die Semidiameter der Sonne korrigieren.
Instrumente, die aus den Davis-Quadranten [Bearbeiten] abgeleitet
Die Eltons Quadranten von dem Quadranten Davis abgeleitet. Er fügte hinzu, einen Index Arm mit Wasserwaagen einen künstlichen Horizont zu schaffen.
Demi-cross [Bearbeiten]
Figur 4 - ein Halbquer. Dieses Instrument war modern mit dem Davis-Quadranten und beliebt außerhalb England. Es zeigt seine Ähnlichkeit mit dem ersten von Davis' Versionen (Abbildung 1)
Das demi-Kreuz war ein Instrument, das mit den Davis-Quadranten zeitgenössischen war. Es war beliebt außerhalb England. [4]
Der Anblick Fahne (C) und horizon Schaufel (B) wurden visuell mit dem Horizont ausgerichtet ist. Mit dem Schatten am Horizont Schaufel warf Schatten Fahne und mit dem Horizont ausgerichtet ist, wurde der Winkel bestimmt. In der Praxis war das Instrument genau, aber schwerfälliger als die Davis-Quadranten. [6]
Pflügen [Bearbeiten]
Abbildung 5 - Der Pflug - ein Übergangsinstrument mit den Eigenschaften sowohl eines Kreuzstab und einem Backstaff
Der Pflug war der Name für ein ungewöhnliches Instrument gegeben, die für eine kurze Zeit existierte. [4] Es war Teil Kreuzstab und einen Teil Backstaff. In Figur 5 A ist der Querbalken, der seinen Schatten auf dem Horizont Fahne wirft bei B. Es funktioniert auf die gleiche Art und Weise wie das Personal in Abbildung 1 C die Visierfahne ist. Der Navigator verwendet die Visierfahne und den Horizont Fahne das Instrument horizontal auszurichten. Die Sichtung Fahne entlang der Personal links nach rechts bewegt werden. D ist ein Riegel so wie man auf einem Kreuzstab findet. Dieser Riegel weist zwei Flügel auf, die es näher oder weiter vom Personal bewegt werden können unterschiedliche Länge Riegel zu emulieren. Der Riegel kann auf das Personal und die verwendeten bewegt werden Winkel zu messen.
Almukantarat Personal [Bearbeiten]
Das Almukantarat Personal ist ein Gerät, das speziell für die Messung der Höhe der Sonne auf niedriger Höhe verwendet.
Kreuzstab [Bearbeiten]
Das Quer Personal war in der Regel ein direktes Beobachtungsinstrument. Doch in späteren Jahren wurde es für die Verwendung mit zurück Beobachtungen modifiziert.
Quadrant [Bearbeiten]
Es war eine Variation des Quadranten - die Back Beobachtung Quadranten -, die die Sonnenhöhe zur Messung durch Beobachtung des Schattens auf einem Horizont Schaufel verwendet wurden.
Thomas Hood Kreuzstab [Bearbeiten]
Abbildung 6 - Cross-Mitarbeiter von Thomas Hood. Obwohl ein Kreuzstab genannt, verwendet dieses Instrument einen Schatten Schaufel einen Schatten auf dem Instrument zu werfen, die Höhe der Sonne zu messen.
Thomas Hood erfunden diesen Kreuzstab in 1590. [4] Es könnte für Vermessung, Astronomie oder andere geometrische Probleme verwendet werden.
Es besteht aus zwei Komponenten, einem Riegel und einem Hof. Der Querbalken ist die vertikale Komponente und von 0 ° an der Spitze bis 45 ° am unteren Rand abgestuft. An der Spitze des Spiegels wird eine Schaufel montiert einen Schatten zu werfen. Der Hof ist horizontal und von 45 ° bis 90 ° absolviert. Der Querbalken und Hof werden durch ein spezielles Fitting (die Doppelsteckdose in Figur 6) verbunden, die vertikal unabhängige Einstellungen des Spiegels ermöglicht und der Hofes in horizontalen Richtung.
Es war möglich, das Gerät mit dem Hof an der Spitze des Spiegels zu konstruieren, anstatt an der Unterseite. [7]
Es war ein ziemlich genaues Instrument, wie die Abstufungen gut verteilt waren im Vergleich zu einem herkömmlichen Kreuzstab. Allerdings war es ein bisschen sperrig und schwierig im Wind zu handhaben.
Benjamin Cole Quadrant [Bearbeiten]
Abbildung 7 - Cole Quadranten von 1748.
Eine späte Neben der Sammlung von backstaves in der Navigations Welt wurde dieses Gerät von Benjamin Cole 1748 erfunden [4]
Das Instrument besteht aus einem Stab mit einem Schwenkquadranten an einem Ende. Der Quadrant hat einen Schatten Fahne. die eine Linse wie die Flamsteed Glas Davis Quadranten optional erfolgen kann, am oberen Ende der Skala (A in Figur 7). Dies wirft einen Schatten oder projiziert ein Bild der Sonne am Horizont Flügel (B). Der Betrachter sieht den Horizont durch ein Loch in dem Sichtschaufel (D) und ein Schlitz in der horizon Fahne das Instrument Ebene zu gewährleisten. Der Quadrant Komponente gedreht wird, bis der Horizont und die Sonne Bild oder Schatten ausgerichtet sind. Die Höhe kann dann von der Skala des Quadranten gelesen werden. Um das Lesen, eine kreisförmige Vernier zu verfeinern ist Mitarbeiter (D) montiert ist.
George Adams Sr. erstellt eine sehr ähnliche Backstaff zugleich. Adam-Version gewährleistet, dass der Abstand zwischen der Flamsteed Glas und Horizont Schaufel war die gleiche wie der Abstand von der Schaufel auf den Anblick Fahne. [8]
Armbrust Quadranten [Bearbeiten]
Abbildung 8 - Zeichnung eines Armbrust Quadranten. Der 120 ° -Bogen wurde als ein 90 ° -Bogen graduiert, die in den Abteilungen führt, die etwas größer ist als ihre nominelle Bogengröße ist.
Dieses Instrument ist interessant, dass der Bogen 120 ° ist, jedoch ist abgestuft nur als 90 ° -Bogen. [4] Als solche wird der Winkelabstand von einem Grad auf dem Bogen geringfügig größer ist als ein Grad. Beispiele für das Gerät kann mit einer 0 ° bis 90 ° Teilung oder mit zwei gespiegelten 0 ° bis 45 ° Segmente zentriert auf dem Mittelpunkt des Bogens ermittelt werden. [4]
Das Gerät verfügt über drei Flügel, ein Horizont Fahne (A in 8), die eine Öffnung in ihm hat, um den Horizont zu beobachten, ein Schatten Schaufel (B) einen Schatten auf den Horizont Leitschaufel gegossen und einer Visierfahne (C), daß der Navigator verwendet den Horizont und Schatten am Horizont Flügel zu sehen. Dies dient dazu, das Instrument Ebene zu gewährleisten und gleichzeitig die Höhe der Sonne zu messen. Die Höhe ist der Unterschied in den Winkelpositionen der Schatten- und Visierflügel.
[Bearbeiten]
- Ephraim Chambers, Cyclopaedia, der erste Band, 1728 Erläuterung der Verwendung eines Backstaff
- Maurice Daumas, Scientific Instruments des siebzehnten und achtzehnten Jahrhundert und ihre Macher. Portman Books, London 1989 ISBN 978-0-7134-0727-3
- Gerard L'Estrange Turner, Antik Scientific Instruments. Blandford Press Ltd. 1980 ISBN 0-7137-1068-3
Hinweise [Bearbeiten]
Externe Links [Bearbeiten]
- „Backstaff“ auf answers.com - Gute Diagramm, wie ein Backstaff in Gebrauch gehalten wird.