|
Автор: Евгений Буянов, СПб
Угломер походный
Для туристов, альпинистов, спасателей и исследователей предлагаю простую конструкцию походного угломера для определения крутизны склона. Она может позволить откорректировать свои представления о величинах крутизны и после некоторой тренировки более точно определять величину крутизны «на глаз». Для тех, кому «это надо и интересно» предлагаю выполнить её с небольшими затратами средств и времени. В большей мере угломер может понадобиться специалистам (лавинщикам, гидрологам и т.п., если у них нет более точного инструмента). Это будет уже «инструментальное» определение крутизны, а не определение «на глаз».
В самом простейшем случае угломер выполнен из транспортира и небольшого отвеса с закреплением последнего в отверстии центральной (нулевой) точки отсчёта транспортира – вершины измеряемого угла. Что нужно для угломера – ясно по ходу изложения и для краткости я компоненты перечислять не буду. Начну с самых простых конструкций. В простейшем случае можно использовать угловой лимб туристского компаса на прозрачном пластике. Угломер в общих случаях должны измерять крутизну склона при установке одной из своих сторон визуально «в профиль склона» или при опоре на «рейку» - на палку или ледоруб (можно использовать и прямую секцию дуги каркаса палатки), уложенные на ровный, характерный участок склона. Угол определяется по транспортиру угломера с помощью отвеса (дающего положение вертикали) или уровня (дающего положение горизонтали). Угол между наклонной линией угломера и вертикалью или горизонталью и даёт угол крутизны склона при правильном отсчёте по транспортиру.
Рисунок 1. Простейший угломер из транспортира, прямоугольной планки и отвеса из проволоки или нитки с грузом
Простейшая конструкция приведена на рисунке 1. К транспортиру с чётко видимыми угловыми рисками (выбрать именно такой) с задней стороны закрепить прямоугольную планку из оргстекла толщиной 2-3 мм двумя винтами М3 «в потай» со стороны транспортира (они не должны выступать с лицевой стороны, чтобы за них не задевал отвес). Нижняя сторона планки должна быть параллельна линии основания транспортира и располагаться ниже отвеса (она – упор для измерения по положению «рейки» - альпинистской палки или ледоруба, уложенных на склон). Отвес выполнен или из проволоки (можно использовать разогнутую скрепку из проволоки толщиной 1 мм), или из крепкой нитки. В виде грузика отвеса можно использовать гайку М3 – его на отвесе закрепить с внешней стороны (чтобы он не цеплялся за транспортир). Для крепления отвеса в центральной точке транспортира согнуть проволоку под прямым углом плоскогубцами, вставить в отверстие транспортира, подложить со стороны транспортира прокладку толщиной 0,5 мм (можно использовать металлическую линейку или тонкое лезвие ножа). И, жёстко прижимая прокладку к проволоке, согнуть проволоку под прямым углом в сторону конца отвеса (т.е. проволока сгибается на 180 градусов). Если согнуть, не проложив прокладку, - проволока на сгибе будет упруго прижиматься к транспортиру и мешать свободному повороту отвеса (возникнет трение в соединении). Затем отгиб охватывает прямую часть отвеса, замыкая соединение (можно обмотать проволоку сгибом вокруг прямой части отвеса при наличии прокладки) на некотором расстоянии от края внутреннего выступа транспортира. Отвес должен свободно качаться в отверстии транспортира (практически без трения). Отвес можно выполнить и из толстой чёрной нитки, подвешенной на петле узла с одного конца стороны и с грузиком (гайкой) на другом конце. Измерение крутизны производится путём визуального совмещения профиля склона с линией основания транспортира или упором нижнего края планки в «рейку», уложенную в характерном месте на ровный склон по «линии уклона». Отсчёт угла – от 90 градусов транспортира. Если угол близок к 90 градусам, отсчёт можно делать, устанавливая по профилю склона на основание транспортира, а боковую сторону с отсчётом от 0 или от 180. Для уточнения результата можно сделать несколько измерений (с «рейкой» на склоне). В случае выполнения следственных действий на месте схода лавины измерения делаются в характерных местах склона на местах обнаружения людей, выше и ниже этих мест по склону и выше по склону – для снятия его профиля в месте аварии (расстояние выше по склону до «точек замеров» измеряется рулеткой или шнуром известной длины).
Другой простой вариант угломера – с треугольником, имеющим транспортир с внутренней дугой-прорезью. На рисунке 3 показано исполнение проволочной скобы отвеса угломера. Отвес должен свободно (практически без трения) качаться в отверстии центра транспортира. Здесь отсчёт угла ведётся от 45 градусов (при угле уклона 45 отвес займёт положение 90). Если отвес становится «на упор» - установите треугольник по склону другой стороной (повернув на 90). Для уменьшения компактности угломера острые углы треугольника можно срезать по линиям, перпендикулярным длинной стороны треугольника.
Рисунок 2. Измерение крутизны склона треугольником с прорезью транспортира и скобой-отвесом
Рис. 3. Исполнение скобы отвеса для треугольника с внутренней прорезью транспортира
Простенькая конструкция угломера из линейки ориентировщика с отверстием в центре О - на рисунке 4: В ней проще всего вставить стрелку или нитку с грузиком.
Рисунок 4. Угломер из линейки ориентировщика
Для определения крутизны склона легко можно использовать жидкостный компас У многих компасов в условиях высокогорья внутри появляется пузырёк газа (наполненный парами жидкости, которая находится в коробочке компаса). Этот пузырёк можно использовать, как «уровень», задающий положение горизонтали для отсчёта угла крутизны склона. Для этого исходно лимб компаса ставится в «нулевое положение», когда направление N (Норд – Север) выставляется по основной оси платы компаса (плата при измерениях крутизны устанавливается в вертикальной плоскости). Тогда крутизна склона определяется по схеме на рисунке 5А. Основание компаса устанавливается визуально по линии склона.
По построению видно, что угол измеряемой крутизны склона равен углу между лучами из центра лимба, проходящими через центр пузырька и по оси компаса (по отношению к углу наклона склона – равенство, как острых углов со взаимно-перпендикулярными сторонами). Отсчёт по лимбу компаса от N до центра пузырька. Дополнительная иллюстрация дана на рисунке 5Б При отсутствии пузырька использовать небольшой отвес из ниточки, линия которого должна проходить через центр лимба компаса или закреплением отвеса в точке N (ноль лимба) и измерением по методу комментария к рисунку 5В.
Рисунок 5А. Случай визирования по короткой стороне платы компаса. Определение крутизны склона с помощью лимба компаса (см. надписи на рисунке 5А)
Рисунок 5Б. Случай визирование по длинному краю платы компаса с определением крутизны линии склона АВ по положению пузырька
Рисунок 5В. Вариант использования лимба компаса для измерения крутизны склона: в точке N лимба. Нижнее основание компаса устанавливается на «линии склона» (визуально или по «рейке») и поворотом лимба линия отвеса (её начало в точке N) совмещается с точкой О центра лимба. Угол крутизны склона отсчитывается по лимбу от «0» в точке N до показания лимба на линии направления корпуса (платы) компаса
Сам транспортир можно использовать в виде «отвеса», который самоустанавливается относительно вертикали при задании линии наклоне треугольника по стороне ВС. Изначально я выполнял угломер из транспортира и треугольника в следующем виде. Начальное построение сделать по рисунку 6 для разметки отверстий в точках О и М. Проводят по линейке чертилкой (остриём ножа или шила) линию AD – высоту треугольника АВС из вершины А на сторону ВС. Линию закрашивают чёрным фломастером (проводят по ней и очищают протиркой). Транспортир прикладывают к треугольнику так, чтобы его основание совпадало со стороной АВ, а центр отсчёта угла О – с линией АD. Отмечается положение точки О на линии АD. На расстоянии 12-15 мм от точки О отмечают положение точки М на линии AD для отверстия под скобу. Если П-образную скобу из скрепки выполнить заранее, - положение точки М задать по ширине скобы (см ниже – это расстояние между П-стойками скобы). Из точки О проводят чертилкой и фломастером линии ОF и OE параллельно сторонам АС и АВ.
Рисунок 6. Разметка для угломера из транспортира и треугольника, когда транспортир служит в виде отвеса.
П-образная скоба сгибается (проволока 1 мм из скрепки) с боковыми «плечиками» в 2-3 мм и расстоянием между «стойками П» 12-15 мм – её положение показано на рисунках 7 и 8
Рисунок 7. Сборка угломера из транспортира и треугольника с П-образной скобой и шайбами
Рисунок 8-9. Узел крепления транспортира и треугольника с П-образной скобой и шайбами (рисунок 8) и сборка узла крепления с резьбовой втулкой, фиксируемой гайкой на транспортире и угольнике так, что транспортир свободно вращается на втулке (рисунок 9)
«Упор скобы» представляет из себя высокую шайбу или набор из тонких шайб для компенсации толщины транспортира в зоне точки М. Со стороны треугольника шайбы не ставят, но при сгибе усиков скобы ставят тонкие упоры, чтобы после сгибе скоба не тормозила трением движение транспортира (он должен свободно качаться в соединении). Примеры таких угломеров даны на рисунке 9. и 10. В точке О транспортир можно закрепить и без П-образной скобы, а тонким (1-1,5 мм) сквозным винтом с резьбовой втулкой, на которой свободно вращается транспортир. Пример такой конструкции показан на рисунке 10 и 11. В походном положении транспортир и угольник можно зафиксировать канцелярским зажимом.
При измерениях надо стараться всячески избегать искажений, вводимых неверным выбором направлений визирования. Надо стараться визировать на склон на своём уровне: смещение визирования вверх или вниз по склону вносит искажения. Надо стараться визировать профиль склона под 90, - отклонение от «профиля» также вносит существенные искажения (так, визирование на склон «в фас» даёт совершенно неверные значения углов крутизны: склон может казаться отвесным при ограниченных значениях крутизны). Кроме использования «на весу» (и на просвет) угломер можно применять с использованием опоры «рейки» (палки, ледоруба): надо класть опору на склон «характерной крутизны» без видимых неровностей микрорельефа (камней, выступов) и макрорельефа (избегая участков на пологих уступах верха бугров или более крутых скатах бугров и уступов на склоне).
Рисунок 10. Транспортиры и угломеры с отвесами-транспортирами
Рисунок 11. Пример угломера с креплением транспортира на резьбовой втулке, установленной в нулевой точке транспортира (совмещаемой с вершиной угла – рис. 9)
Рисунок 12. Вариант угломера с установкой скобы крепления транспортира на линии, параллельной короткой стороне треугольника
Рисунок 13. Пример измерения крутизны склона путём упора угломера на «рейку» -палку или ледоруб, уложенные на склон по «линии ската склона». Отсчёт угла от 90 транспортира
Рисунок 14. Схематичный вариант исполнения угломера со стрелкой-отвесом и со складывающейся планкой на петлях (складываться к основанию транспортира должна и стрелка)
Уровень транспортира можно сделать из закрытой гибкой прозрачной трубочки с жидкостью и пузырьком воздуха. Трубочку надо закрепить на дуге транспортира, - тогда угломер можно будет использовать и в «профиль склона», и с упором основания транспортира на «планку» на склоне.
Такова небольшая «коллекция» простых угломеров для определения крутизны склонов. При желании каждый может сделать для себя любой, который понравился, или придумать «нечто своё» на основе транспортира, угольника, отвеса или уровня.
Чтобы не повредить угломер в походе, заключите его в плоскую коробочку из пластика (в простейшем случае – две тонкие пластины, перетянутые резинкой. Сгиб пластин в «книжечку» сделать из рулонного лейкопластыря с двух сторон. Облегчить угломер можно выборками материала (внутренними вырезами или отверстиями) и обрезкой углов треугольника.
Евгений Буянов, МС СССР, С-Пб, 23.04.2020 г. |
 | Мои ответы на вопросы - от автора.
UPD. Правки внесены.
Добавка: Горно-геологический компас (купить): https://goldpan.ru/geologicheskiy-instrument/gorno-geologicheskiy-kompas-brunton-dql-8/?_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRleC5ydTsxNjU1Mzk2MTsxODE4MDY1ODQ1O2UubWFpbC5ydTpndWFyYW50ZWU&yclid=2873396350588060846
разные исполнения и цены: https://spb.regmarkets.ru/gorno-geologicheskiy-kompas-brunton-dql-8/
Ранее: Из письма лавинщицы Натальи Андреевны Володичевой (доцент МГУ):
Евгений, добрый вечер! ... Поздравляю Вас с 75-летием Праздника Победы! Спасибо и Вам за поздравления. По поводу "угломера". Все исследователи для измерения углов наклона в полевых условиях используют горный компас. Для большей точности можно применить современный дальномер, нивелир или теодолит. В камеральных условиях углы наклона определяют по топографическим картам или на топопланах, а также при построении цифровой модели рельефа. Ваши статьи я, конечно, посмотрю, но только через некоторое время. Я Вам сообщу. Всего хорошего и с уважением - Н.А. Володичева
Мои последние "статьи" - это про сход пластовых лавин ""выводы по "лавинному инциденту" у пика Семёнова и других случаев схода лавин) и эта статья про угломер.
Ранее: На "Риске" САМОВАР дал ссылку в комментарию к моей статье на программу, закачав которую в смартфон, можно использовать его в качестве угломера: https://play.google.com/store/apps/details?id=kr.sira.protractor&hl=ru Можете пользоваться. Ранее написано: Спасибо за внесение правок - теперь всё правильно. "Зачем это всё , - я этот вопрос ожидал. Я повторил эту статью на "Риске" и там тоже задали этот вопрос и дали ссылку на статью с рекомендациями по измерениям углов:
https://alpindustria.ru/school/articles/ugol-sklona-khankevich.html Мой ответ там такой:
За ссылку спасибо (я эту публикацию ранее не видел) Но это всё же - не "инструментальные измерения". Которые имеют дополнительные погрешности просто из-за внесения ошибок и из-за неточности целого ряда параметров (длин палок, ледоруба, роста человека и т.п.) и из-за погрешностей метода измерений ( неточности установок измерительных приспособлений, - в общем, погрешности получаются не маленькие, и достоверность таких измерений - сомнительная и субъективная (а не объективная, которую даёт средство измерений). Я согласен, что измерение в "профиль склона" тоже в чём-то субъективно, но вот измерение на "рейке" - более точное.
На "наивный вопрос "зачем?" (я ожидал, что вопрос этот будет задан одним из первых), - я дам такой же "наивный" ответ: "Если Вам "оно" не надо", - так и не используйте. Я пишу для тех, "кому надо" и кто понимает, "зачем это надо". И зачем "кое-что" можно сделать своими руками.
Пузырьковый походный угломер я купил в магазин "Снаряжение" за 700 руб) несколько лет назад, - эти конструкции "родились" из него. Но по стоимости "мои варианты" обойдутся раз в 10-20 раз дешевле, а дискрет определения угла будет уже 1 градус, а не 2-3 градуса, как в покупном угломере. И не будет проблем с определениями любой крутизны.
Фото измерений крутизны склона пузырьковым угломером на горе Холатчахль в 2014 году: (фото приведено на https://risk.ru/qa/218186newComment ).
Ну, а если есть компас с пузырьком, - я же написал, как измерять крутизну (если кто-то написал об этом раньше меня, - буду благодарен за ссылку).
Я ещё сообразил вот что. Если визировать снизу по склону (в вертикальной плоскости, ортогональной склону – по уклону) на какой-то ориентир на склоне (например, на край скалы, на камень), по линии основания угломера в плоскости угломера, - тогда можно определить среднюю крутизну склона на этом участке до ориентира. Это – третий способ измерения крутизны, - на этот раз «вверх по склону». Ваш рост здесь внесёт погрешность в сторону уменьшения крутизны, но она будет небольшой, если участок достаточно протяжённый - более 50 м. После визирования зажать транспортир и угольник (или отвес) пальцами, повернуть их к себе и отсчитать показания угла.
Редакцию благодарю за публикацию и правки. Евгений Буянов. | | | |
|
При вводе Логина и Пароля,
