Cestovní goniometr
Pro turisty, horolezce, záchranáře a výzkumníky nabízím jednoduchý návrh pojezdového goniometru pro určení strmosti svahu. Může vám umožnit korigovat vaše představy o velikosti strmosti a po určitém tréninku přesněji určit velikost strmosti „od oka“. Pro ty, kteří to „potřebují a mají zájem“, navrhuji dokončit to s malou investicí času a peněz. Ve větší míře mohou úhloměr potřebovat specialisté (lavináři, hydrologové apod., pokud nemají přesnější přístroj). Toto již bude „instrumentální“ definice strmosti, nikoli definice „od oka“.
V nejjednodušším případě je goniometr vyroben z úhloměru a malé olovnice, která je upevněna v otvoru centrálního (nulového) referenčního bodu úhloměru – vrcholu měřeného úhlu. Co je k goniometru potřeba, je jasné v průběhu prezentace a pro stručnost nebudu komponenty vypisovat. Začnu od nejjednodušších návrhů. V nejjednodušším případě můžete použít hranatou končetinu turistického kompasu na průhledném plastu. Goniometr by měl obecně měřit strmost svahu, když je jedna z jeho stran vizuálně instalována „v profilu svahu“ nebo když se spoléháte na „kolejnici“ – na hůl nebo cepín (můžete také použít rovný úsek oblouku rámu stanu), položený na rovném, charakteristickém úseku svahu . Úhel se určuje z úhloměru goniometru pomocí olovnice (udává polohu svislice) nebo vodováhy (udává polohu vodorovné). Úhel mezi nakloněnou čarou úhloměru a svislou nebo vodorovnou rovinou a udává úhel sklonu se správným odečtem na úhloměru.
Obrázek 1. Nejjednodušší goniometr z úhloměru, obdélníkové tyče a olovnice z drátu nebo závitu se zátěží.
Nejjednodušší provedení je znázorněno na obrázku 1. K úhloměru s jasně viditelnými úhlovými riziky (vyberte pouze jedno) na zadní straně připevněte obdélníkovou plexi tyč o tloušťce 2-3 mm dvěma šrouby M3 „v tajnosti“ ze strany úhloměr (neměly by vyčnívat z přední strany, aby se nedotýkaly olovnice). Spodní strana lišty by měla být rovnoběžná se základní linií úhloměru a umístěna pod olovnicí (je to zarážka pro měření polohy „kolejnice“ – šplhací hůl nebo cepín položený na svahu). Olovnice je vyrobena buď z drátu (můžete použít narovnanou kancelářskou sponku z drátu o tloušťce 1 mm), nebo ze silné nitě. Ve formě olovnice můžete použít matici M3 – připevněte ji na olovnici z vnější strany (aby neulpívala na úhloměru). Pro upevnění olovnice ve středu úhloměru ohněte drát kleštěmi do pravého úhlu, vložte jej do otvoru úhloměru, na boční stranu úhloměru vložte těsnění o tloušťce 0,5 mm (můžete použít kovové pravítko popř. tenká čepel nože). A pevným přitlačením těsnění k drátu ohněte drát do pravého úhlu ke konci olovnice (tj. drát je ohnutý o 180 stupňů). Pokud se ohnete bez položení těsnění, bude drát v ohybu pružně přitlačen k úhloměru a bude překážet volnému otáčení olovnice (vznikne tření ve spojení). Potom záhyb zakryje rovnou část olovnice a uzavře spojení (drátu můžete omotat záhybem kolem rovné části olovnice, pokud je tam těsnění) v určité vzdálenosti od okraje vnitřní římsy olovnice. úhloměr. Olovnice by se měla volně kývat v otvoru úhloměru (prakticky bez tření). Olovnice může být také vyrobena ze silné černé nitě zavěšené na smyčce s uzlem na jednom konci strany a se závažím (maticí) na druhém konci. Strmost se měří vizuálním přizpůsobením profilu svahu základní linii úhloměru nebo opřením spodní hrany prkna o „kolejnici“ položenou v charakteristickém místě na rovném svahu podél „čáry sklonu“. Odpočítávání úhlu je od 90 stupňů úhloměru. Pokud se úhel blíží 90 stupňům, lze odečet provést nastavením základny úhloměru podél profilu sklonu a strany s odečtem od 0 nebo od 180. Chcete-li výsledek objasnit, můžete provést několik měření (s “hrabáním” na svahu). V případě provádění pátracích úkonů na místě závalu se provádí měření v charakteristických místech svahu v místech detekce osob, nad a pod těmito místy podél svahu a po svahu – k sejmutí jeho profilu v místě závalu. místo nehody (vzdálenost po svahu k “měřicím bodům” se měří páskou nebo šňůrou známé délky).
Další jednoduchá verze goniometru je s trojúhelníkem s úhloměrem s vnitřní obloukovou drážkou. Obrázek 3 ukazuje verzi drátěného držáku olovnice úhloměru. Olovnice by se měla volně kývat (prakticky bez tření) v otvoru ve středu úhloměru. Zde se úhel měří od 45 stupňů (s úhlem sklonu 45, olovnice zaujme polohu 90). Pokud se olovnice stane “na doraz” – nastavte trojúhelník podél svahu druhou stranou (otočení o 90). Pro snížení kompaktnosti úhloměru lze ostré rohy trojúhelníku řezat podél čar kolmých k dlouhé straně trojúhelníku.
Obrázek 2. Měření strmosti svahu pomocí trojúhelníku s drážkou pro úhloměr a olovnicí.
Rýže. 3. Provedení olovnice pro trojúhelník s vnitřní drážkou pro úhloměr.
Jednoduchý návrh úhloměru z orientační čáry s otvorem ve středu O je na obrázku 4: Nejjednodušší je vložit do něj šipku nebo nit se závažím.
Obrázek 4. Goniometr z pravítka orientačního běhu.
Pro určení strmosti svahu můžete snadno použít kapalný kompas Mnoho kompasů ve vysokých nadmořských výškách má uvnitř bublinu plynu (naplněnou kapalnou párou, která je v krabici kompasu). Tuto bublinu lze použít jako „úroveň“, která nastavuje vodorovnou polohu pro čtení úhlu sklonu. Chcete-li to provést, je číselník kompasu zpočátku nastaven do “nulové polohy”, když je směr N (sever – sever) nastaven podél hlavní osy desky kompasu (při měření sklonu je deska instalována ve svislé rovině). Potom se určí strmost svahu podle schématu na obrázku 5A. Základna kompasu je nastavena vizuálně podél linie svahu.
Z konstrukce je vidět, že úhel naměřené strmosti svahu je roven úhlu mezi paprsky ze středu končetiny procházející středem bubliny a podél osy kompasu (ve vztahu k úhlu sklonu – rovnost, jako ostré úhly se vzájemně kolmými stranami). Odpočítávání na číselníku kompasu od N do středu bubliny. Další ilustrace je uvedena na obrázku 5B. Pokud bublina chybí, použijte malou olovnici z provázku, jejíž čára by měla procházet středem číselníku kompasu, nebo zafixujte olovnici v bodě N (nulový číselník) a měřte podle metody komentáře k obrázku 5C.
Obrázek 5A. Případ zaměřování na krátké straně desky kompasu. Určení strmosti svahu pomocí číselníku kompasu (viz nápisy na obrázku 5A)
Obrázek 5B. Případ zaměřování podél dlouhé hrany desky kompasu s určením strmosti čáry sklonu AB podle polohy bubliny.
Obrázek 5B. Možnost použití číselníku kompasu pro měření strmosti svahu: v bodě N číselníku. Spodní základna kompasu je instalována na “sklonové čáře” (vizuálně nebo podél “hrábla”) a otáčením končetiny je olovnice (její začátek v bodě N) zarovnána s bodem O středu končetina. Úhel sklonu se měří od číselníku od „0“ v bodě N po označení číselníku na směrové čáře těla (desky) kompasu.
Samotný úhloměr lze použít ve formě “olovnice”, která je samovyrovnávací vzhledem k vertikále, když je přímka nastavena tak, aby nakláněla trojúhelník podél strany BC.
Zpočátku Vyrobil jsem goniometr z úhloměru a trojúhelníku v následující podobě. Počáteční konstrukci proveďte podle obrázku 6 pro označení otvorů v bodech O a M. Podél pravítka (špičkou nože nebo šídla) nakreslete čáru AD – výšku trojúhelníku ABC od vrcholu A ke straně BC. Čára je přetřena černou fixou (po ní nakreslená a začištěná otíráním) Úhloměr se přiloží na trojúhelník tak, aby jeho základna splývala se stranou AB, a vztažný střed úhlu O – s. linie AD. Je vyznačena poloha bodu O na přímce AD. Ve vzdálenosti 12-15 mm od bodu O označte polohu bodu M na čáře AD pro otvor pro konzolu. Pokud předem vyrábíte držák ve tvaru U z kancelářské sponky, nastavte polohu bodu M podél šířky držáku (viz níže – to je vzdálenost mezi držáky ve tvaru U držáku). Z bodu O nakreslete ryskou a fixem čáry OF a OE rovnoběžně se stranami AC a AB.
Obrázek 6. Označení pro goniometr z úhloměru a trojúhelníku, kdy úhloměr slouží jako olovnice.
Držák ve tvaru U je ohnutý (drát 1 mm od kancelářské sponky) s bočními „ramena“ 2-3 mm a vzdáleností mezi „P-stojany“ 12-15 mm – jeho poloha je znázorněna na obrázcích 7 a 8.
Obrázek 7. Sestavení úhloměru z úhloměru a trojúhelníku s držákem ve tvaru U a podložkami.
Obrázek 8-9. Montážní jednotka pro úhloměr a trojúhelník s držákem ve tvaru U a podložkami (obr a montáž držáku s objímkou se závitem, upevněnou maticí na úhloměru a čtyřhranem tak, aby se úhloměr na objímce volně otáčel (obrázek 9).
„Brace stop“ je vysoká podložka nebo sada tenkých podložek pro kompenzaci tloušťky úhloměru v oblasti bodu M. Podložky nejsou umístěny na straně trojúhelníku, ale když jsou antény držáku jsou ohnuté, tenké zarážky jsou umístěny tak, aby po ohnutí držák nebrzdil pohyb úhloměru třením (měl by se volně kývat ve spoji). Příklady takových goniometrů jsou uvedeny na obrázku 9. a 10. V bodě O lze úhloměr upevnit bez držáku ve tvaru U, ale pomocí tenkého (1-1,5 mm) průchozího šroubu se závitovým pouzdrem, na kterém je úhloměr upevněn se volně otáčí. Příklad takového provedení je znázorněn na obrázcích 10 a 11. Ve složené poloze mohou být úhloměr a čtverec upevněny pomocí kancelářské spony.
Při měření je třeba se všemi možnými způsoby snažit zabránit zkreslení způsobenému nesprávným výběrem směrů pohledu. Musíme se pokusit zahlédnout svah na naší úrovni: posunutí pohledu nahoru nebo dolů po svahu přináší zkreslení. Je nutné se pokusit vidět profil svahu pod úhlem 90º – odchylka od „profilu“ také přináší značné zkreslení (například pozorování svahu „vpředu“ dává zcela nesprávné hodnoty úhlů sklonu: sklon se může zdát strmé s omezenými hodnotami strmosti). Kromě použití „na váze“ (a na světle) lze goniometr použít i s podpěrou „kolejnice“ (hůl, cepín): podpěru je nutné postavit na svah „charakteristické strmosti“ bez viditelné nepravidelnosti v mikroreliéfu (kameny, římsy) a makroreliéfu (vyhýbání se plochám na mírně se svažujících římsách vrcholu pahorků nebo strmějším svahům pahorků a římsách ve svahu).
Obrázek 10. Úhloměry a goniometry s olovnicovými úhloměry.
Obrázek 11. Příklad úhloměru s úhloměrem namontovaným na závitovém pouzdru instalovaném v nulovém bodě úhloměru (v kombinaci s horní částí rohu – obr. 9).
Obrázek 12. Varianta goniometru s instalací montážního držáku úhloměru na linii rovnoběžné s krátkou stranou trojúhelníku.
Obrázek 13. Příklad měření strmosti svahu opřením úhloměru o “kolejnici” – hůl nebo cepín, položený na svahu podél “čáry svahu”. Čtení úhlu z úhloměru 90. Čára procházející nulovým bodem úhloměru na čtverci označuje úhel měřený od 90 stupňů na rameni úhloměru.
Obrázek 14. Schématická verze úhloměru s olovnicovou šipkou a se sklopnou tyčí na pantech (šipka by se měla také sklopit k základně úhloměru).
Hladinu úhloměru lze vyrobit z uzavřené ohebné průhledné trubice s kapalinou a vzduchovou bublinou. Trubka musí být upevněna na oblouku úhloměru – pak lze goniometr použít jak ve “profilu sklonu”, tak se základnou úhloměru opřenou o “tyč” na svahu.
Jedná se o malou „sbírku“ jednoduchých goniometrů pro určování strmosti svahů. Na přání si každý může vyrobit, koho chce, nebo vymyslet „něco vlastního“ na základě úhloměru, čtverce, olovnice nebo úrovně.
Aby se při túře nepoškodil úhloměr, uzavřete jej do ploché plastové krabičky (v nejjednodušším případě dvě tenké destičky svázané gumičkou. Na obou jsou destičky složené do „knihy“ z role lepicí pásky Goniometr lze odlehčit odběrem materiálu (vnitřní výřezy nebo otvory) a oříznutím rohů trojúhelníku.
Evgeny Buyanov, MS SSSR, Petrohrad, 23.04.2020
