Теодолит

— Сегодня вы пойдете с теодолитом, — сказал мне Сахаров. — Сумеете?

Теоретически я, конечно, знал названия всех многочисленных частей и винтов этого самого распространенного угломерного инструмента, знал наизусть все его поверки, но практически...

А вообще оказалось не так страшно: зная гониометр, я быстро научился измерять углы и теодолитом.

С виду он совсем не похож ни на вашу деревянную астролябию, ни на гониометр: у него много винтов, винтиков и всяких приспособлений.

Да, теодолит — очень сложный инструмент, но основные части его те же самые, что и в других угломерных инструментах. Лимб с градусными делениями у него плоский и большего диаметра, чем у гониометра. Чтобы предохранить тончайшие градусные деления от сырости, от пыли, от ударов, весь лимб обычно делается закрытым, и в нем прорезаются только два окошечка со стеклами, через которые видны верньеры алидады с точностью отсчетов по ним до Г или до 30". Градусные деления так мелки, что их рассматривают через специальные маленькие лупы[24].

Теодолит: / — зеркало; 2— лупы; 3— алидада вертикального круга; 4 — лимб вертикального круга; 5 — уровень при трубе (уровень вертикального круга не виден); 6 — закрепительный винт трубы; 7 — муфта внутренней фокусировки; 8 — сетка трубы; 9 — объектив; 10 — микрометренный винт вертикального круга; 11 — микрометренный винт трубы; 12 — подставки; 13 — микрометренный и закрепительный винты алидады (не видны); 14 — магнитная стрелка; /5 — зажимной винт магнитной стрелки; 16 — уровень алидады; 17 — буссоль; 18 — верньер алидады; 19 — горизонтальный лимб; 20 — закрепительный винт лимба; 21 — подъемные винты; 22 — микрометренный винт лимба; 23 — окуляр; 24 — уровень лимба. (рис. со стр. 119 — V_E).

В теодолите вращается не только алидада, но также и лимб. Внизу видны винты лимба, а сбоку — винты алидады. Винтов этих по два: один — закрепительный, другой — микрометренный (его вращают только чуть-чуть, чтобы точно навести трубу на вешку).

Сверху алидады видны круглая коробка буссоли с магнитной стрелкой и два валика, поставленных перпендикулярно друг другу. Эти валики — уровни. Они представляют собой короткие, наглухо запаянные стеклянные трубочки, в которых налита незамерзающая жидкость (обычно эфир), причем налита так, что остается пузырек безвоздушного пространства. Трубочка едва заметно изогнута. Пузырек, находящийся в самом выпуклом участке трубочки, при малейшем наклоне инструмента уходит в сторону.

Безвоздушное пространство в уровне получается так: эфир наливается в трубочку сильно нагретым. Трубочка, наполненная им до отказа, запаивается. После остывания объем эфира, как и вообще всякого тела, уменьшается, и в трубочке получается пузырек безвоздушного пространства. Этот пузырек в холод увеличивается, а в жаркую погоду уменьшается.

Внизу под лимбом находятся три подъемных винта. Поднимая один винт и опуская другой, а потом проверяя по третьему, всегда можно пузырьки обоих уровней подвести на середины трубочек, то-есть установить инструмент совершенно горизонтально. Основная ось теодолита, та ось, вокруг которой вращаются и лимб и алидада (так называемая вертикальная ось вращения инструмента), будет действительно при этом вертикальна[25].

Вместо диоптров наверху на двух подставках установлена зрительная труба, которая увеличивает в двадцать — двадцать пять и больше раз.

С тех пор как начали применяться при геодезических работах инструменты с трубами, все измерения стало возможным производить гораздо точнее. Вешка, поставленная за километр, видна очень хорошо.

Эта труба состоит из двух систем увеличительных стекол — линз; одна система — у глаза наблюдателя — называется окуляром, другая — на противоположном конце — объективом. В трубу возле окуляра вставлено очень тоненькое стекло-сетка, на котором алмазом нарезаны тончайшие нити — одна вертикальная и три горизонтальные. Раньше, когда не умели так искусно нарезать нити, брали настоящие паутинки и наклеивали их на стекло.

Смотрели ли вы когда-нибудь в теодолит? Сначала вы ничего не поймете — увидите какой-то туман, сероватый и зеленоватый. Надо сперва специальным боковым винтом — кремальерой — навести на фокус. Если фокусировка внутренняя, надо крутить муфту, надетую на самую трубу, отчего меняется фокусное расстояние. На рисунке (стр. 119) изображен теодолит с внутренней фокусировкой.

Наконец изображение получилось ярким и ясным, но только все перевернулось: земля очутилась вверху, а небо внизу[26].

Вам надо товарища с вешкой поставить так, чтобы вешка попала на вертикальную нить. В трубу кажется, что его надо подвинуть влево. Ни в коем случае не давайте ему сигнала левой рукой — он отойдет еще дальше.

Начинающий топограф долго не может привыкнуть к этому «наобороту» и заставляет рабочего с вешкой двигаться то вправо, то влево.

Измеряются углы теодолитом по тому же принципу, что и самодельной астролябией или гониометром. Поставьте треногу теодолита по отвесу точно над вершиной угла, установите инструмент по уровням, закрепите винтами лимб и алидаду, наведите на заднюю вешку, возьмите отсчеты по обоим верньерам. Теперь открепите алидаду и всю верхнюю часть инструмента и наведите трубу на переднюю вешку и вновь берите отсчеты. Помните, что взгляд назад минус взгляд вперед дает правый по ходу угол. Теперь переверните трубу вокруг оси, поставив объектив на место окуляра (это называется перевести трубу через зенит), вновь берите отсчеты, вычитайте, и получите опять-таки правый угол. Оба правых угла должны отличаться друг от друга не более чем на 1'— 1'30"[27]; если больше, значит вы недостаточно аккуратно измерили угол или инструмент у вас был не в порядке.

С теодолитом, как и со всяким другим геодезическим инструментом, нужно обращаться бережно и аккуратно и держать его по возможности уложенным в ящик. Если едешь на автомашине или на подводе, ящик полагается держать у себя на коленях. Если несешь инструмент привинченным к треноге, надо идти осторожно, держа его высоко на плече, как винтовку, через канавы не перепрыгивать и следить, чтобы за него не цеплялись ветки деревьев и кустарника.

Все части теодолита должны быть подогнаны, оси должны быть строго вертикальны или горизонтальны. Подкручивая или отпуская поочередно мелкие регулирующие винтики, каждый топограф должен уметь выверять свой инструмент. Некоторые поверки, например поверки уровней, необходимо проделывать ежедневно.