Научная и публикационная деятельность Кафтан В. И., Непоклонов В. Б., Побединский Г. Г., Яблонский Л. И.
Автор: С. Истахов
Проблема приведения оптической оси нивелиров в горизонтальное положение с достаточной точностью всегда стояла очень остро. В ходе своеобразной эволюции различных устройств, по сути, осталось два основных принципа, используемых в большинстве нивелиров – контактный уровень и компенсатор. Контактный уровень на протяжении многих десятилетий оставался надежным и точным устройством, полностью не уступая место компенсаторам, появившимся много позже. Компенсатор, в том или ином виде имеющий подвижный элемент, требует меньших усилий пользователя, но требует бережного отношения и не всегда может быть исправлен в полевых условиях.
На фоне доминирования контактного уровня в 30 – 40-х годах ХХ века предпринимался ряд попыток усовершенствовать используемый принцип или изобрести принципиально новый. Одна из таких попыток была предпринята советским инженером Г. Ю. Стодолкевичем. В патентной базе есть не один десяток его изобретений в области геодезического приборостроения, однако в производство были внедрены лишь немногие из них. Одно из таких изобретений – нивелир с самоустанавливающейся линией визирования. Изобретение заявлено 10.02.1948, а первая и последняя партия приборов выпущена в 1952 году. Производились они на заводе «Аэрогеоприбор» (г. Москва). Самым известным и массовым прибором стал теодолит ОТ-02, ставший символом геодезистов не одного поколения. В литературе встречаются два обозначения этого прибора – НСС (нивелир самоустанавливающийся Стодолкевича) и НС-2.
Итак, «предлагается нивелир с визирной линией, самоустанавливающейся с помощью жидкостного уровня, изображение пузырька которого введено в поле зрения нивелира. Описываемый нивелир отличается от известных тем, что радиус кривизны камеры уровня выполнен равным фокусному расстоянию объектива нивелира с учетом изменений, вносимых оптической системой уровня». Прежде, чем перейти к подробному рассмотрению данной конструкции, обратим внимание на фразу «от известных». Выше в тексте патента упоминаются «известные нивелиры с изображением пузырька уровня… служащим в качестве индекса для отсчета при визировании». Откровенно говоря, представляя все многообразие приборов, трудно вспомнить что-либо подобное. Как уже упоминалось в предыдущей статье (см. «Вестник геодезии и картографии» № 8 (187) 2018), немногие изобретения широко внедрялись в производство. Скорее всего, речь здесь идет о подобных изобретениях или экспериментальных образцах, а не о массовых приборах. Одно из таких изобретений весьма экзотичной конструкции принадлежит тому же Стодолкевичу. Патент выдан на высотомер, в котором он предлагает задавать горизонтальность линии визирования плавающим в ртути зеркалом.
Перейдем к подробному рассмотрению собственно конструкции нивелира, ключевой особенностью которого, как уже говорилось, является равенство радиуса кривизны внутренней поверхности уровня и фокусного расстояния зрительной трубы. Для большей гибкости системы и возможности использования разных фокусных расстояний в конструкции, указана формула rV=S, где радиус кривизны уровня r и фокусное расстояние S связаны через увеличение передающей оптической системы V. Чтобы понять, как именно указанное равенство дает неизменность визирной линии, построим упрощенную модель в которой принцип останется тем же. Сконструируем некий зенит-прибор, у которого радиус кривизны уровня и фокусное расстояние трубы не только равны, но и будут являться одним и тем же расстоянием физически. Для этого будем смотреть в зенит из точки t сквозь пузырек уровня (луч l). При соблюдении равенства, наклон системы не повлияет на вертикальность луча – он будет всегда проходить через середину пузырька. Поскольку как-либо отметить его середину не представляется возможным, в нивелире, посредством оптической системы с увеличением V, совмещены его концы, а визирная ось параллельна оси уровня. Поскольку уровень не имеет термостабилизации, длина пузырька изменяется в зависимости от температуры. Для корректировки введена система подвижных призм. Ползуны с призмами и приводная ось имеют правую и левую резьбу и при повороте рукоятки сближаются или удаляются, позволяя установить каждую призму точно над концом пузырька. В отличие от нивелиров с контактным уровнем, где совмещают половинки изображений краев пузырька, здесь вращением маховичка добиваются четкого изображения горизонтального штриха. При неправильной установке изображение раздваивается или наоборот – исчезает вовсе. Еще одно отличие от обыкновенных нивелиров с контактным уровнем – здесь не изображение пузырька вводится в поле зрения трубы, а, наоборот, изображение трубы с помощью призмы, установленной непосредственно перед окуляром вводится в систему отсчета. Эта характерная особенность заметна внешне по смещению окуляра относительно объектива в горизонтальной плоскости. Призма располагается в том месте, где обыкновенно находится сеточное колено. Прибор относится к классу нивелиров технической точности.
О некоторых внешних особенностях оформления следует упомянуть отдельно. Трегер его не характерен для нивелиров и является обыкновенным трегером от теодолитов ТТ-2, ТТ-50, а зрительная труба по форме и размерам напоминает трубу глухого технического нивелира НГ завода «Арсенал» (вып. с 1948-го, г. Киев). Все это лишь подтверждает экспериментальное производство данной модели. В пользу этого говорит и серийный номер, не превышающий 1000, и крайне редкое упоминание в учебниках и сети Интернет. В коллекции автора имеются два экземпляра.
Знакомство с подобными приборами – со специфическими системами и уникальными разработками, но не ставшими массовыми, – позволяет лучше понять, как развивалось геодезическое приборостроение, в каких направлениях работали конструкторы, прежде чем появились удобные, широко распространенные приборы, которые, несмотря на уверенное доминирование электроники, еще можно увидеть в работе. К ним должно быть обращено и внимание молодежи – универсальные и удобные электронные приборы все же не позволяют полностью вникнуть в саму суть измерения, ощутить связь между процессом на местности и отпечатанной картой.
Related posts