FR2687822A1 - Apparatus for representing and modelling orbital movements relative to a given observation reference system which can itself be altered - Google Patents
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Abstract
Description
Appareil pour représenter et modèliser des mouvements orbitaux relativement & un référentiel d'observation donné et modifiable.Apparatus for representing and modeling orbital movements relatively to a given and modifiable observation frame of reference.
L'invention concerne un appareil pour représenter et modèliser les mouvements orbitaux étudies en mecanique, en sciences physiques et en astronomie, pour faire comprendre et expérimenter comment évolue la relation entre mouvements apparents et mouvements réels quand on change de référentiel, en fonction des propriétés de ce référentiel et des mouvements qui l'affectent.The invention relates to an apparatus for representing and modeling the orbital movements studied in mechanics, in physical sciences and in astronomy, for understanding and experimenting how the relationship between apparent movements and real movements evolves when one changes the frame of reference, according to the properties of this repository and the movements that affect it.
I1 est connu que de nombreuses sphères armilliaires proposent des représentations, statiques et dynamiques du seul système solaire, non conformes aux données actuelles de l'astronomie. It is known that many armillary spheres offer static and dynamic representations of the solar system alone, which do not conform to current data in astronomy.
I1 est connu que certaines sphères armilliaires sont plus conformes à ces données, mais au prix de conventions et abstractions prenant le contrepied des données astronomiques perceptibles que pourrait voir un observateur humain situé quelque part à la surface de la terre (en premier exemple, la terre est réduite à un point virtuel situé au centre de la sphère céleste, l'observateur étant lui-même réduit à un oeil virtuel place en ce centre; en deuxième exemple, le plan d'horizon local, d'où l'observateur est censé faire son observation, est par convention matérialisé par une couronne plane située sur le pourtour et à l'extérieur de la sphère celeste, ce qui avalise le fait que l'horizon terrestre serait en dehors du globe terrestre et même, au-delà des étoiles, ce qui en plus interdit de placer concrètement un observateur en ce centre sur un plan d'horizon local et interdit notamment de l'éclairer en son centre. Ces sphères armillaires reproduisent seulement les mouvements apparents du couple ciel/terre et non les mouvements réels. It is known that certain armillary spheres are more in conformity with these data, but at the cost of conventions and abstractions taking the opposite of the perceptible astronomical data that a human observer could see somewhere on the surface of the earth (first example, the earth is reduced to a virtual point located in the center of the celestial sphere, the observer himself being reduced to a virtual eye placed in this center; in the second example, the local horizon plane, from which the observer is supposed to make its observation, is by convention materialized by a plane crown located on the circumference and outside the celestial sphere, which endorses the fact that the terrestrial horizon would be outside the terrestrial globe and even, beyond the stars , which moreover prohibits placing an observer concretely in this center on a local horizon plan and prohibits in particular to light it in its center. These armillary spheres reproduce only nt the apparent movements of the sky / earth couple and not the real movements.
Il est connu que d'autres dispositifs dits planétaires, ne reproduisent que les mouvements réels du système solaire et non les mouvements apparents tels qu'ils sont vus d'un point de la terre ou d'une autre planète.It is known that other so-called planetary devices reproduce only the real movements of the solar system and not the apparent movements as seen from a point on the earth or another planet.
Il est connu que des représentations graphiques en deux dimensions présentent les phénomènes astronomiques ou physiques, mais que ces representations sont statiques, ne permettent ni réglages, ni prévisions, ni changements de point de vue ou de référentiel, ni réversibilité, ni progressivité de l'enseignement.It is known that two-dimensional graphical representations present astronomical or physical phenomena, but that these representations are static, do not allow adjustments, forecasts, changes of point of view or reference frame, neither reversibility, nor progressivity of the education.
I1 est connu que les planétariums mettent en oeuvre des moyens optiques permettant des représentations de phénomènes astronomiques. Malheureusement ces équipements sont lourds, volumineux, tres onéreux, et ne restituent que ce qui est enregistré. It is known that planetariums use optical means allowing representations of astronomical phenomena. Unfortunately this equipment is heavy, bulky, very expensive, and only return what is recorded.
Le spectateur assiste de façon passive à un spectacle imposé ne reproduisant que des phénomènes observables en ciel nocturne, en un certain lieu de la terre, à un certain moment. The spectator passively attends an imposed spectacle reproducing only phenomena observable in the night sky, in a certain place on earth, at a certain time.
Ces planétariums reproduisent essentiellement les étoiles visibles à l'oeil nu, accessoirement les planètes, le soleil et la lune, sans faire bien comprendre la mécanique propre au système solaire lui-même. Les planétariums dans ce sens sont plutôt des stellariums.These planetariums essentially reproduce the stars visible to the naked eye, incidentally the planets, the sun and the moon, without clearly understanding the mechanics of the solar system itself. Planetariums in this sense are rather stellariums.
Le spectacle du ciel est reproduit tel qu'il serait perçu d'un lieu précis de la Terre. A aucun moment le spectateur ne peut avoir une vision extérieure plus complète, des mouvements et interactions du systeme solaire pouvant l'amener à une meilleure compréhension de l'astronomie et, à plus forte raison, de la physique et de la chimie non concernées par les planétariums.The spectacle of the sky is reproduced as it would be perceived from a precise place on Earth. At no time can the spectator have a more complete external vision, movements and interactions of the solar system which can lead him to a better understanding of astronomy and, a fortiori, of physics and chemistry not concerned by planetariums.
Les possibilités de ces appareils sont précises mais limitées.The possibilities of these devices are precise but limited.
Ils ne permettent pas d'identifier, d'une façon simple et rapide, le lieu de la Terre ou se trouve l'observateur par rapport à la globalité de la sphère terrestre puisque celle-ci n'est pas perçue comme une sphère dans ce cas précis. Les planétariums n'ont pas pour vocation de reproduire un site géographique naturel ni d'approcher d'une façon nouvelle des réalités ethnologiques et architecturales telles que: les sites mégalitiques, ziggourats, les pyramides égyptiennes ou amérindiennes, les temples grecs, les cathédrales. Ils ne mettent pas non plus en scène des sites tels que: versants de montagnes, cours d'un fleuve ou d'un glacier, forêts.Ils n'ont pas pour vocation d'étudier l'orientation par rapport au soleil, d'une route, d'une villa, d'un immeuble, d'un jardin etc... ainsi que leur aménagement intérieur ni de voir concretement comment le soleil et la lune ou un satellite les aspectent, les éclairent, à un moment passe, présent ou futur. Ils ne permettent pas davantage de comparer très rapidement deux endroits du globe terrestre au même instant de sa vie cosmique ni de comprendre les climats du passé lorsque les paramètres astronomiques des différents mouvements de la terre étaient différents ainsi que ceux d'autres planètes du système solaire, voire d'autres systèmes. Ils ne permettent pas non plus d'interprétation des photos satel litai res. They do not make it possible to identify, in a simple and rapid manner, the place of the Earth where the observer is located in relation to the globality of the terrestrial sphere since the latter is not perceived as a sphere in this specific case. Planetariums are not intended to reproduce a natural geographic site or to approach ethnological and architectural realities in a new way such as: megalitic sites, ziggurats, Egyptian or Amerindian pyramids, Greek temples, cathedrals. They also do not stage sites such as: mountain slopes, the course of a river or a glacier, forests. They are not intended to study orientation relative to the sun, a road, a villa, a building, a garden etc ... as well as their interior layout or to see concretely how the sun and the moon or a satellite appear them, light them, at a moment passes, present or future. They also do not allow to compare very quickly two places of the terrestrial globe at the same moment of its cosmic life nor to understand the climates of the past when the astronomical parameters of the different movements of the earth were different as well as those of other planets of the solar system , or even other systems. They also do not allow interpretation of literal satellite photos.
Ils ne sont pas agencés pour visualiser, et mesurer la photo-période en un lieu donné de la Terre ou d'une autre planète à un instant donné ainsi que l'évolution de cette photo-periode nécessaire pour comprendre les phénomènes de chronobiologie chez les végétaux, les animaux les humains.They are not arranged to visualize, and measure the photo-period in a given place of the Earth or another planet at a given instant as well as the evolution of this photo-period necessary to understand the phenomena of chronobiology in plants, animals humans.
L'appareil selon l'invention est agencé pour générer des phénomènes orbitaux suivant des mouvements hélicoïdaux divers, fonction de l'angle règlable de sa couronne orbitale avec l'axe de la planète concernée. The apparatus according to the invention is arranged to generate orbital phenomena according to various helical movements, depending on the adjustable angle of its orbital crown with the axis of the planet concerned.
Il est original en ce qu'il comporte: - une couronne orbitale plane matérialisant un plan orbital selon un angle réglable par rapport à l'axe de la planète; elle est constituée par un anneau plat mince, gradue en divisions egales de O à 360" et portant des dates caractéristiques de la position du soleil, ladite couronne est fixée sur les extrémités d'un demi-arceau solidarisé angulairement de façon réglable à un moyen d'entraînement en rotation à vitesse reglable entraînant, soit la couronne orbitale suivant un mouvement hélicoïdal singulier, soit, en sens inverse, un disque interchangeable d'horizon local lenticulaire dit DHLL.It is original in that it comprises: - a flat orbital crown materializing an orbital plane at an adjustable angle relative to the axis of the planet; it is constituted by a thin flat ring, graduated in equal divisions from O to 360 "and bearing dates characteristic of the position of the sun, said crown is fixed on the ends of a half-hoop angularly fixed in an adjustable manner to a means drive in rotation at adjustable speed driving either the orbital crown following a singular helical movement, or, in the opposite direction, an interchangeable disc of local lenticular horizon called DHLL.
Ce disque lenticulaire est articulé élastiquement sur deux paliers solidaires des extrémités libres d'un second demi-arceau monté sur une bague pivotante; - un petit globe terrestre fixé au point central sous le DHLL; - un socle lesté incluant le moyen d'entraînement en rotation à vitesse réglable du moyeu de ladite couronne orbitale; - un référentiel endo-centré matérialisé par le disque d'horizon local lenticulaire DHLL dont la convexité dépend de l'altitude du lieu d'observation depuis 1,70m, (celle d'un observateur humain), jusqu'à celle d'un satellite naturel ou artificiel situé à plusieurs milliers de kilomètres; au centre de ce disque DHLL, on place un personnage humanoïde dénomme TOPO pivotant, avec tête, bras et jambes, et qui sert d'interface directement lisible par l'utilisateur humain (droite/gauche, haut/bas, avant/arrière); - un référentiel geo-centre matérialise par un petit globe terrestre fixe au point central sous le disque d'horizon local et tangent à celui-ci en ce point; - un référentiel hélio-centré matérialisé par un soleil extérieur sur la couronne orbitale maintenue alors immobile; - un référentiel galaxo-centré, matérialisé par un corps céleste immobile placé au centre galaxie et ainsi de suite par un effet d'emboîtement.This lenticular disc is articulated elastically on two bearings secured to the free ends of a second half-arch mounted on a pivoting ring; - a small terrestrial globe fixed at the central point under the DHLL; - a weighted base including the means for driving in rotation at adjustable speed the hub of said orbital crown; - an endocentric frame of reference materialized by the local lenticular horizon disk DHLL whose convexity depends on the altitude of the place of observation from 1.70m, (that of a human observer), to that of a natural or artificial satellite located several thousand kilometers away; in the center of this DHLL disc, we place a humanoid character called TOPO pivoting, with head, arms and legs, and which serves as an interface directly readable by the human user (right / left, up / down, front / back); - a geo-center reference materialized by a small terrestrial globe fixed at the central point under the local horizon disk and tangent to it at this point; - a helio-centered frame of reference materialized by an external sun on the orbital crown kept then stationary; - a galaxo-centered frame of reference, materialized by an immobile celestial body placed in the galaxy center and so on by an interlocking effect.
L'appareil est aménagé pour assurer les fonctions suivantes: - représenter la corrélation qui existe implicitement entre un référentiel d'observation et les phénomènes perçus depuis ce référentiel; - positionner l'orbite d'un satellite naturel ou artificiel en fixant, d'une façon réglable, sur la couronne orbitale, une matérialisation de ce satellite; - modeliser les inter-relations locales/globales/temporelles par changement d'échelle spatiale et temporelle; - déplacer et repérer la position du DHLL relativement aux continents, océans et mers du géoïde terrestre; - matérialiser une orbite éliptique, à position variable sur la couronne orbitale, au moyen d'une seconde couronne plate mince fixée de façon amovible sur ladite couronne orbitale;; - matérialiser, au moyen d'une couronne plate rapportée sur la couronne orbitale, le rapport entre la durée des jours et des nuits sur la terre ou sur une autre planète, suivant les saisons; - orienter angulairement, par un moyen de règlage, la couronne orbitale par rapport à l'axe du monde pour mettre en scène d'autres planètes ou l'orbite de satellites artificiels; - matérialiser d'autres plans orbitaux représentant l'interaction entre plusieurs satellites apparents ou réels; - matérialiser, à partir de la couronne orbitale, la distance radiale entre differents satellites; - matérialiser la forme apparente de phases lunaires vues depuis le disque d'horizon local, à un certain moment, depuis un certain lieu de la terre et son orientation dans le référentiel local;; - matérialiser les variations apparentes de la vitesse de.défilement, selon un mouvement hélicoïdal, du plan orbital relativement à la ligne d'horizon du disque DHLL, ainsi que la modification continue et progressive de l'angle entre le dit plan orbital et le disque d'horizon local DHLL; - simuler l'éclairage par le soleil, d'un environnement donné, à instant passé, présent ou futur, à l'aide d'une lampe ou d'un micro-laser, fixé de façon amovible et règlable sur la couronne orbitale et dirigé vers l'extérieur du DHLL; - simuler inversement l'éclairage évolutif d'un point précis d'un site planétaire donné, par exemple au sein d'un bâtiment, en dirigeant la lampe ou le micro-laser vers le centre du DHLL; ce dernier pouvant être muni d'un cadran solaire ou d'une cellule photo-électrique; - matérialiser les marées hautes et basses en fonction du passage de la lune au méridien et à l'anti-meridien du lieu d'observation du phénomène; - matérialiser, au moyen d'un arceau, la course haute du soleil au solstice d'été et, au moyen d'un second arceau, sa course basse au solstice d'hiver, ainsi que les deux équinoxes au moyen d'un troisième arceau et le meridien au moyen d'un quatrième arceau, lesdits arceaux etant engagés chacun dans des trous percés dans le DHLL à l'angle correspondant à la trajectoire du soleil;; - visualiser les phases de la lune et éclipses de soleil grâce à un DHLL transparent et au petit géoïde terrestre fixé en dessous, et à une lune, positionnée de façon réglable, sur la couronne orbitale, ainsi qu'un soleil placé à l'extrémité d'une tige télescopique également fixée sur la couronne orbitale; - visualiser les différents phénomènes observables avec l'appareil par une visée depuis le centre du DHLL. The device is designed to perform the following functions: - represent the correlation that exists implicitly between an observation reference system and the phenomena perceived from this reference system; - positioning the orbit of a natural or artificial satellite by fixing, in an adjustable way, on the orbital crown, a materialization of this satellite; - model local / global / temporal inter-relationships by changing spatial and temporal scales; - move and locate the position of the DHLL relative to the continents, oceans and seas of the terrestrial geoid; - materialize an elliptical orbit, with variable position on the orbital crown, by means of a second thin flat crown fixed removably on said orbital crown; - materialize, by means of a flat crown attached to the orbital crown, the relationship between the duration of days and nights on earth or on another planet, according to the seasons; - angularly orient, by means of adjustment, the orbital crown relative to the axis of the world to stage other planets or the orbit of artificial satellites; - materialize other orbital planes representing the interaction between several apparent or real satellites; - materialize, from the orbital crown, the radial distance between different satellites; - materialize the apparent form of lunar phases seen from the local horizon disk, at a certain time, from a certain place on earth and its orientation in the local repository; - materialize the apparent variations in the scrolling speed, according to a helical movement, of the orbital plane relative to the horizon line of the DHLL disc, as well as the continuous and progressive modification of the angle between said orbital plane and the disc DHLL local horizon; - simulate the lighting by the sun, of a given environment, instant past, present or future, using a lamp or a micro-laser, fixed removably and adjustable on the orbital crown and directed outward from the DHLL; - Conversely simulate the progressive lighting of a precise point on a given planetary site, for example within a building, by directing the lamp or the micro-laser towards the center of the DHLL; the latter can be fitted with a sundial or a photocell; - materialize the high and low tides according to the passage from the moon to the meridian and the anti-meridian of the place of observation of the phenomenon; - materialize, by means of an arch, the high course of the sun to the summer solstice and, by means of a second arch, its low course to the winter solstice, as well as the two equinoxes by means of a third hoop and the meridian by means of a fourth hoop, said hoops each being engaged in holes drilled in the DHLL at the angle corresponding to the path of the sun; - visualize the phases of the moon and eclipses of the sun thanks to a transparent DHLL and to the small terrestrial geoid fixed below, and to a moon, positioned in an adjustable way, on the orbital crown, as well as a sun placed at the end a telescopic rod also fixed on the orbital crown; - view the different phenomena observable with the device by aiming from the center of the DHLL.
La matérialisation des modifications relatives de la position du DHLL, par rapport aux continents, océans et mers du géoïde terrestre, est obtenue au moyen d'un petit globe terrestre baignant dans une sphere transparente d'un diamètre légèrement superieur, lui-même fixé sous le disque d'horizon local en son centre; ce petit globe terrestre est lesté de telle sorte qu'il maintient sa position par gravite et par flottaison à l'intérieur de la seconde sphère, l'axe de la terre coïncidant avec l'axe du monde, le pôle nord étant face à la polaire et le pôle sud face à la croix du sud. The materialization of the relative modifications of the position of the DHLL, in relation to the continents, oceans and seas of the terrestrial geoid, is obtained by means of a small terrestrial globe bathing in a transparent sphere of a slightly larger diameter, itself fixed under the local horizon disc at its center; this small terrestrial globe is ballasted so that it maintains its position by gravity and by floating inside the second sphere, the axis of the earth coinciding with the axis of the world, the north pole being facing the polar and the south pole facing the southern cross.
Ladite sphere flottante est immobilisable magnétiquement dans sa rotation estouest par l'intervention d'une embase magnétique fixée sous les pieds du référentiel topocentré dit TOPO.Said floating sphere is immobilizable magnetically in its east-west rotation by the intervention of a magnetic base fixed under the feet of the topocentric reference frame called TOPO.
Un des deux paliers du DHLL comporte un cadran gradué fournissant la latitude du DHLL. Le DHLL est constitué dans un matériau thermoplastique très mince, soit thermoformé, soit injecté. Ledit appareil comporte plusieurs DHLL interchangeables, un premier complètement opaque, un second transparent, un troisième amenagé avec des moyens permettant de la faire passer de la transparence complète à l'opacité complète. Le rayon de courbure du DHLL est fonction de l'altitude du lieu d'observation. One of the two DHLL landings has a graduated dial providing the latitude of the DHLL. DHLL is made of a very thin thermoplastic material, either thermoformed or injected. Said apparatus comprises several interchangeable DHLLs, a first completely opaque, a second transparent, a third fitted with means allowing it to pass from complete transparency to complete opacity. The radius of curvature of the DHLL is a function of the altitude of the place of observation.
La matérialisation des marées hautes et basses en fonction du passage de la lune au méridien et à l'anti-meridien du lieu d'observation du phénomène, est obtenue au moyen d'un arceau télescopique hémi-circulaire à deux branches dont l'une est télescopique à longueur variable, lesdites branches sont solidaires d'une bague pivotante; la lune coulisse sur le bord interne de la couronne orbitale. Cette branche est munie d'un premier ergot situé sur une des branches dudit arceau, et d'un second ergot situé sur la deuxième branche symétriquement par rapport à l'axe de la Terre; ces ergots soulèvent au passage, lors de la rotation de la couronne orbitale, une feuille mince en materiau souple bleu, figurant la mer, recouvrant la moitié du DHLL et fixée sur celui-ci selon l'axe est-ouest. The materialization of high and low tides according to the passage of the moon at the meridian and the anti-meridian of the place of observation of the phenomenon, is obtained by means of a semi-circular telescopic arch with two branches, one of which is telescopic with variable length, said branches are integral with a pivoting ring; the moon slides on the inner edge of the orbital crown. This branch is provided with a first lug located on one of the branches of said arch, and a second lug located on the second branch symmetrically with respect to the axis of the Earth; these lugs raise in passing, during the rotation of the orbital crown, a thin sheet of blue flexible material, representing the sea, covering half of the DHLL and fixed on it along the east-west axis.
La visée des différents phénomènes observables depuis le centre du DHLL est obtenue au moyen d'un endoscope dont l'extrémité est fixée au centre dudit
DHLL.The aim of the various phenomena observable from the center of the DHLL is obtained by means of an endoscope whose end is fixed to the center of said
DHLL.
La matérialisation de la distance radiale entre différents satellites ou planetes par rapport au centre du DHLL, est obtenue au moyen de tiges têlêscopiques se fixant, de façon amovible et règlable, sur la couronne orbitale et portant chacune un desdits satellites ou planètes. The materialization of the radial distance between different satellites or planets relative to the center of the DHLL, is obtained by means of telescopic rods which are fixed, in a removable and adjustable manner, on the orbital crown and each carrying one of said satellites or planets.
L'orientation angulaire réglable de la couronne orbitale par rapport à l'axe de la planète pour se situer ailleurs que sur la Terre, est obtenue au moyen de deux demi-arceaux télescopiques munis de moyens de blocage à l'angle choisi, un desdits arceaux etant muni de graduations correspondant audit réglage angulaire. The adjustable angular orientation of the orbital crown relative to the axis of the planet to be located elsewhere than on Earth, is obtained by means of two telescopic half-arches provided with locking means at the chosen angle, one of said hoops being provided with graduations corresponding to said angular adjustment.
Un socle spécial assure une fonction de positionnement de l'axe de la planète et permet d'obtenir une position horizontale du DHLL quelle que soit la latitude désirée, au moyen de glissières disposées sur un rayon. A special base ensures a positioning function of the planet's axis and makes it possible to obtain a horizontal position of the DHLL whatever the desired latitude, by means of slides arranged on a radius.
On fixe, sur ces glissières, un bloc d'entraînement en rotation des arceaux du
DHLL et de la couronne orbitale. Le réglage de position de l'axe de la planète va du pôle nord à l'équateur, ou en prolongeant les glissières en demi-cercle complet, suivant un réglage allant du pôle nord au pôle sud.A block for rotating the hoops of the
DHLL and the orbital crown. The position of the planet axis is adjusted from the north pole to the equator, or by extending the slides in a complete semicircle, according to a setting going from the north pole to the south pole.
Le DHLL est aménagé pour recevoir deux 1/2 sphères, en matériau transparent de faible épaisseur, clippées de chaque côté dudit DHLL pour figurer une sphère céleste sur laquelle un traceur, fixé de façon amovible et règlable sur la couronne orbitale, inscrit la trajectoire de planètes ou satellites à une date donnée, dans un lieu donné. The DHLL is arranged to receive two 1/2 spheres, in thin transparent material, clipped on each side of said DHLL to represent a celestial sphere on which a tracer, removably fixed and adjustable on the orbital crown, registers the trajectory of planets or satellites on a given date, in a given place.
Une horloge en temps réel, est constituée avec l'appareil en plaçant et en orientant un cadran solaire amovible sur le centre dégage du DHLL. A real-time clock is created with the device by placing and orienting a removable sundial on the center of the DHLL.
Les bagues support pivotantes des arceaux d'entraînement en rotation du
DHLL et de la couronne orbitale sont équipées de moyens de mesure du temps solaire et du temps sidéral.The pivoting support rings of the rotation drive arches of the
DHLL and the orbital crown are equipped with means for measuring solar time and sidereal time.
L' appareil objet de l'invention presente les avantages suivants: - correction des erreurs et lacunes des méthodes et machines didactiques antérieures; - rend concret des phénomènes qui étaient jusqu'alors présentes de façon totalement abstraite; - bien plus grande souplesse d'emploi du fait que le DHLL est entièrement dégagé et totalement accessible; - mise en scène explicite de la notion de référentiel qui préside & toute représentation de phénomènes évolutifs et corrélativement des phénomènes qui se manifestent quand on choisit un référentiel donné, et qui se modifient quand on change ce référentiel comparativement aux nouveaux phénomènes qui apparaissent dans ce cas; ; - passer à volonté et rapidement de la vision intérieure d'un système à la vision extérieure, vision de l'articulation entre local et global par niveaux successifs en étendant la vision de proche en proche, ou inversement par focalisations successives du global vers le local (effet de zoom); - extension des possibilités d'enseignement, de représentation et de compréhension des phénomènes orbitaux à d'autres disciplines scientifiques que l'astronomie telles que la physique et la chimie; - effectuer des prévisions et des mesures pour la plupart des phénomènes astronomiques; - saisie des mouvements de rotation et de revolution de la Terre vus de la
Terre ou d'un point quelconque de l'espace en système statique ou dynamique, avec animation réversible donnant accès aux prévisions, comparaisons, vérifications, mesures, et à l'erreur contrôlée.Par voie de conséquence, cet appareil offre un apprentissage personnalisé de phénomènes considérés à ce jour comme très abstraits et rébarbatifs; - reconsidération de la relation entre mouvements apparents et mouvements réels permettant de ne plus isoler l'astronomie vécue de l'astronomie abstraite telle qu'elle est actuellement enseignée; - visualiser concrètement le globe terrestre avec ses continents et ses océans, sous le disque d'horizon local lenticulaire DHLL; - mesurer la hauteur méridienne d'un astre en tous point de la terre; - mesurer l'heure solaire locale en tous points de la terre; - mesurer le temps sidéral; - mesurer la longitude et la latitude de tout lieu terrestre;; - mesurer et visualiser le décalage horaire entre deux lieux terrestres et visualiser également l'effet combiné du changement de latitude et de longitude pour une même position du soleil par rapport au globe terrestre; - définir le lieu de lever et de coucher du soleil en tout point de la terre; - mesurer l'angle de latitude locale par rapport à l'axe du monde; - matérialiser concretement la lumière solaire, son angle d'incidence sur le plan d'horizon local, et l'ombre générée; - matérialiser concrètement la course du soleil, enregistrée chaque jour à midi au cours des 365 jours de l'annee, vue d'un lieu donné de la Terre et matérialiser la course diurne du soleil aux deux solstices et aux deux équinoxes;; - matérialiser la sphère céleste locale pour y repérer le zénith, l'équateur céleste, la droite de hauteur (navigation maritime), la trace ponctuelle ou la trajectoire de tout corps céleste; - visualiser le rapport entre l'heure solaire locale et le temps sideral et choisir à volonté l'une en fonction de l'autre et de la date; - visualiser le mouvement des marées en rapport avec le passage de la lune au méridien du lieu ainsi que le rapport soli-lunaire (quadrature, conjonction, opposition); - visualiser concrètement le phénomène des éclipses; - matérialiser une horloge solaire grâce à un soleil miniature lumineux ou non qui se déplace en synchronicité et dans le prolongement spatial du soleil réel, en générant ou non des ombres sur un petit cadran solaire central; - changement d'hémisphère par inversion de la position des pôles;;
L'invention est décrite en détail, dans le texte qui suit, en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels on a montré: - fig.1, en perspective, un appareil selon l'invention; - fig.2, une vue en coupe en élévation de l'appareil; - fig.3, un schéma de disposition de tiges télescopiques porte-corps céleste
se fixant sur la couronne orbitale; - fig.4 et 5, une vue de l'avant et une vue de côte du moyen assurant la fonction d'illustration marée haute, marée basse; - fig.6, un schéma montrant plusieurs DHLL sur le globe terrestre sans changement d'échelle pour repérer nord, sud, est, ouest; - fig.7, un moyen de réglage de l'angle de la couronne orbitale plane par rapport à l'axe de rotation de la Terre ou d'une autre planète;; - fig.8, deux arceaux des solstices, un arceau des équinoxes et un arceau meridien en place sur un DHLL; - fig.9, un globe terrestre collé en un point central sous le DHLL; ~ fiv.10, le montage du bloc d'entraînement en rotation des différents mouvements du pôle nord à l'équateur; - fig.11, un anneau rapporté sur la couronne orbitale figurant le rapport entre la durée des jours et des nuits suivant les saisons; - fig.12, un exemple de cadran de réglage de la latitude du DHLL; - fig.13, un exemple de cadran de temps sidéral; - fig.14, un exemple de disposition des cadrans de mesure des heures solaires de O à 24 heures; - fig.15 un cadran des index solaires (un index par jour).The apparatus which is the subject of the invention has the following advantages: - correction of errors and shortcomings of previous teaching methods and machines; - makes concrete phenomena that were previously present in a completely abstract manner; - much greater flexibility of use due to the fact that the DHLL is fully open and completely accessible; - explicit staging of the notion of reference frame which presides & any representation of evolutionary phenomena and correlatively of the phenomena which appear when one chooses a given frame of reference, and which change when one changes this frame of reference compared to the new phenomena which appear in this case ; ; - switch at will and quickly from the internal vision of a system to the external vision, vision of the articulation between local and global by successive levels by extending the vision step by step, or vice versa by successive focusing from the global to the local (zoom effect); - extension of the possibilities of teaching, representation and understanding of orbital phenomena to other scientific disciplines than astronomy such as physics and chemistry; - carry out forecasts and measurements for most astronomical phenomena; - capture of the Earth's rotational and revolution movements seen from the
Earth or any point in space in a static or dynamic system, with reversible animation giving access to forecasts, comparisons, verifications, measurements, and to controlled error. Consequently, this device offers personalized learning of phenomena considered to date as very abstract and off-putting; - reconsideration of the relationship between apparent movements and real movements, making it possible to no longer isolate lived astronomy from abstract astronomy as it is currently taught; - concretely visualize the terrestrial globe with its continents and oceans, under the local lenticular horizon disk DHLL; - measure the meridian height of a star at any point on the earth; - measure the local solar time at all points of the earth; - measure sidereal time; - measure the longitude and latitude of any place on earth; - measure and visualize the time difference between two terrestrial places and also visualize the combined effect of the change in latitude and longitude for the same position of the sun relative to the terrestrial globe; - define the place of sunrise and sunset at any point on the earth; - measure the angle of local latitude with respect to the axis of the world; - concretely materialize the sunlight, its angle of incidence on the local horizon, and the shade generated; - concretely materialize the course of the sun, recorded every day at noon during the 365 days of the year, seen from a given place on Earth and materialize the diurnal course of the sun at the two solstices and at the two equinoxes; - materialize the local celestial sphere to locate the zenith, the celestial equator, the height line (maritime navigation), the point trace or the trajectory of any celestial body; - view the relationship between local solar time and sideral time and choose one as desired depending on the other and the date; - visualize the movement of the tides in relation to the passage of the moon at the meridian of the place as well as the soli-lunar relation (quadrature, conjunction, opposition); - concretely visualize the phenomenon of eclipses; - materialize a solar clock by means of a miniature sun, whether or not luminous, which moves in synchronicity and in the spatial extension of the real sun, whether or not generating shadows on a small central sundial; - change of hemisphere by reversing the position of the poles;
The invention is described in detail in the following text, with reference to the accompanying drawings given by way of nonlimiting examples, in which there has been shown: - fig.1, in perspective, an apparatus according to the invention; - Fig.2, a sectional elevational view of the device; - fig.3, a layout diagram of telescopic rods supporting the celestial body
settling on the orbital crown; - Figs. 4 and 5, a front view and a side view of the means ensuring the illustration function of high tide, low tide; - fig.6, a diagram showing several DHLL on the terrestrial globe without change of scale to locate north, south, east, west; - Fig.7, a means of adjusting the angle of the plane orbital crown relative to the axis of rotation of the Earth or another planet; - fig. 8, two hoops of the solstices, a hoop of the equinoxes and a meridian hoop in place on a DHLL; - fig. 9, a terrestrial globe stuck at a central point under the DHLL; ~ fiv.10, the mounting of the rotary drive block of the different movements from the north pole to the equator; - fig.11, a ring attached to the orbital crown representing the relationship between the duration of days and nights according to the seasons; - fig.12, an example of the DHLL latitude adjustment dial; - fig. 13, an example of a sidereal time dial; - fig. 14, an example of arrangement of the dials for measuring solar hours from O to 24 hours; - fig.15 a sundial of indexes (one index per day).
Tel qu'il est représenté sur la fig.1, l'appareil comporte un socle 1 lesté incluant un moyen d'entraînement en rotation 2 d'un demi-arceau 3 sur lequel est fixé, selon un angle réglable par rapport à l'axe PP', une couronne orbitale 4 matérialisant un plan orbital. Un disque d'horizon local lenticulaire 5 dit DHLL, articulé sur deux paliers 6 solidaires des extrémités d'un demi-arceau 7 monté sur une bague d'entraînement en rotation. Un des deux paliers 6 comporte un disque gradué donnant la latitude du DHLL. As shown in fig.1, the device comprises a weighted base 1 including a means for driving in rotation 2 a half-hoop 3 on which is fixed, at an adjustable angle relative to the axis PP ', an orbital crown 4 materializing an orbital plane. A local lenticular horizon disk 5 called DHLL, articulated on two bearings 6 integral with the ends of a half-arch 7 mounted on a rotation drive ring. One of the two bearings 6 has a graduated disc giving the latitude of the DHLL.
Le DHLL 5 est constitué dans un matériau thermoplastique très mince, soit thermoformé, soit injecté. DHLL 5 is made of a very thin thermoplastic material, either thermoformed or injected.
Il peut être complètement opaque, transparent ou pouvant passer de l'un à l'autre par des moyens connus utilisés pour opacifier les vitrages. Il est prévu des DHLL interchangeables selon le cas, de couleur différente appropriée à la saison, ou des disques spécifiques pour des applications particulières.It can be completely opaque, transparent or able to pass from one to the other by known means used to opacify the glazing. Interchangeable DHLLs are provided, as appropriate, in a different color appropriate to the season, or specific discs for particular applications.
Il comporte une figurine humanoïde TOPO 8 disposée au centre du DHLL.It includes a humanoid TOPO 8 figurine placed in the center of the DHLL.
Le rayon de courbure du DHLL est fonction de l'altitude d'observation. Le disque d'horizon local lenticulaire DHLL 5, orienté sur l'axe PP' de rotation de la planete et sur l'axe CC' de réglage de platitude, est conçu pour assurer la fonction générale d'articulation et d'orientation du local dans le global.The radius of curvature of the DHLL is a function of the observation altitude. The local lenticular horizon disk DHLL 5, oriented on the axis PP 'of rotation of the planet and on the axis CC' of adjustment of flatness, is designed to ensure the general function of articulation and orientation of the local in the global.
Cette fonction permet de faire aisément comprendre les interactions espace/temps, locales et globales.This function makes it easy to understand space / time, local and global interactions.
Comment le local s'articule et s'oriente dans le global. Quels mouvements affectent le local. Quelles influences mutuelles en découlent.How the local is articulated and oriented in the global. What movements affect the local. What mutual influences flow from it.
Le disque d'horizon local est conçu pour assurer les fonctions suivantes en coopération avec le ou les plans orbitaux: - changement rapide d'échelle de représentation du mouvement de la planète terre ou de tout autre corps céleste quand on change de référentiel, en rendant explicite la liaison entre l'échelle du phénomène et le référentiel.The local horizon disc is designed to perform the following functions in cooperation with the orbital plane (s): - rapid change in scale of representation of the movement of planet earth or any other celestial body when we change the reference frame, making explains the link between the scale of the phenomenon and the frame of reference.
Le disque d'horizon local sert d'interface directement lisible par l'utilisateur humain, entre la globalité de la terre dont il est une partie intégrante et l'environnement céleste matérialisé par un ou plusieurs plans orbitaux:
un référentiel humain matérialise par une figurine TOPO 8 pivotant, avec tête, bras et jambes matérialisant l'interface directement lisible par l'utilisateur humain (droite/gauche, haut/bas, avant/arrière);
un référentiel topo-centré matérialisé par un disque d'horizon local lenticulaire dont la convexité dépend de l'altitude du lieu d'observation depuis 1,70m (celle d'un observateur humain), jusqu'à celle d'un satellite naturel ou artificiel situé à plusieurs milliers de kilomètres; ;
un référentiel geo-centre matérialise par une sphère terrestre située sous le disque d'horizon local et tangente à celui-ci en un point;
un référentiel helio-centre matérialisé par un soleil immobile extérieur à la couronne orbitale;
un référentiel galaxo-centré, matérialisé par un corps céleste immobile placé au centre de la galaxie et ainsi de suite par un effet d'emboltement. The local horizon disk serves as an interface directly readable by the human user, between the whole earth, of which it is an integral part, and the celestial environment materialized by one or more orbital planes:
a human reference materialized by a pivoting TOPO 8 figurine, with head, arms and legs materializing the interface directly readable by the human user (right / left, up / down, front / back);
a topo-centered frame of reference materialized by a local lenticular horizon disc whose convexity depends on the altitude of the place of observation from 1.70m (that of a human observer), to that of a natural satellite or artificial located several thousand kilometers away; ;
a geo-center reference materialized by a terrestrial sphere located under the local horizon disk and tangent to it at a point;
a helio-center reference materialized by an immobile sun outside the orbital crown;
a galaxo-centered frame of reference, materialized by an immobile celestial body placed at the center of the galaxy and so on by an embolism effect.
La couronne orbitale, tournant selon un mouvement hélicoïdal singulier, est conçue pour assurer les fonctions suivantes en coopération avec le disque d'horizon local: - matérialisation et position de l'orbite d'un satellite naturel (lune de la terre ou d'une autre planete, ou planètes d'un autre soleil) ou artificiel au moyen de deux demi-sphères disposées en regard de chaque côte dudit plan orbital et solidarisées sur celui-ci de façon aisément amovible (par exemple au moyen d'aimants); - matérialisation d'une vitesse réglable de déplacement dudit plan orbital par rapport au disque d'horizon local alors immobile, au moyen d'une motorisation électrique à vitesse variable, de moyens d'indexage de cette vitesse, de moyens de comptage et d'affichage électronique numérique ou analogique;; - modélisation des inter-relations locales/globales/temporelles par changement d'échelle dans le temps fournissant, au moyen du réglage de la vitesse de défilement dudit plan orbitaux, une comparaison montrant le rôle determinant du paramètre temporel en accelerant les phénomènes (par exemple en montrant localement, en 10 minutes, l'évolution de la terre en dix millions d'années; - matérialisation des modifications relatives de la position dudit DHLL par rapport aux continents, océans et mers du géoïde terrestre au moyen du petit globe terrestre 9 baignant dans une sphère transparente d'un diamètre légèrement supérieur, lui-même fixé sous le disque d'horizon local en son centre. Ce petit globe terrestre est décrit fiv.10. The orbital crown, rotating according to a singular helical movement, is designed to perform the following functions in cooperation with the local horizon disk: - materialization and position of the orbit of a natural satellite (moon of the earth or of a another planet, or planets of another sun) or artificial by means of two hemispheres arranged opposite each side of said orbital plane and secured thereto in an easily removable manner (for example by means of magnets); - materialization of an adjustable speed of movement of said orbital plane with respect to the local horizon disk while stationary, by means of an electric motor with variable speed, means of indexing this speed, means of counting and digital or analog electronic display; - modeling of the local / global / temporal inter-relationships by change of scale over time providing, by means of the adjustment of the speed of travel of said orbital plane, a comparison showing the determining role of the temporal parameter in accelerating the phenomena (for example by showing locally, in 10 minutes, the evolution of the earth in ten million years; - materialization of the relative modifications of the position of said DHLL with respect to the continents, oceans and seas of the terrestrial geoid by means of the small terrestrial globe 9 in a transparent sphere with a slightly larger diameter, itself fixed under the local horizon disk in its center. This small terrestrial globe is described fiv.10.
- matérialisation d'une orbite elliptique, à position réglable, sur ledit plan orbital au moyen d'une plaque mince (par exemple en matériau magnétique), posée ou clippée sur la couronne orbitale; - orientation angulaire réglable dudit plan orbital par rapport à l'axe PP' pour figurer d'autres planètes, au moyen d'un demi-arceau telescopique muni de moyens de blocage à l'angle choisi, ledit arceau étant muni de graduations correspondantes; - matérialisation d'autres plans orbitaux représentant l'interaction entre plusieurs satellites apparents ou réels (terre, soleil...): phases desdits satellites (lune, vénus...); - matérialisation de la distance radiale entre différents satellites (du soleil) au moyen de tiges téléscopiques se fixant, de façon amovible, sur ledit plan orbital et portant chacune un desdits satellites ou planètes (mercure, vénus, mars, jupiter...); - matérialisation de la forme apparente de phases lunaires vues depuis le disque d'horizon local, à un certain moment, depuis un certain lieu de la terre et son orientation dans le référentiel local;
La lune est representee par une sphère dont une moitié est obscurcie et l'autre de couleur claire; pivotant sur elle-même, elle peut présenter, à l'observateur TOPO, une face plus ou moins claire ou obscure; - matérialiser les variations apparentes de la vitesse de défilement selon un mouvement hélicoïdal, du plan orbital relativement à la ligne d'horizon du disque DHLL ainsi que la modification continue et progressive de l'angle entre ledit plan orbital et le disque d'horizon local DHLL; - simuler, depuis un lieu (interieur d'une construction), la position instantanée ou en mouvement du soleil, à une heure, et une date precise du passe, présent ou futur pour définir la position des ouvertures en fonction de leur destination, ensoleillees ou non;; - matérialiser le mouvement des marées hautes et basses en fonction du passage de la lune au méridien et à l'anti-méridien du lieu d'observation du phénomène, au moyen d'un arceau hémi-circulaire à deux branches, dont l'une est télescopique à longueur variable, lesdites branches sont solidaires d'une bague pivotante sur l'axe PP', la lune est placée à l'extrémité de l'arceau téléscopique et coulisse sur le bord interne de la couronne orbitale.Ces arceau sont munis de deux ergots qui soulèvent au passage, lors de la rotation de la couronne orbitale, une feuille mince en matériau souple bleu, figurant la mer, recouvrant la moitié du DHLL et fixée sur celui-ci selon l'axe estouest; - matérialiser la course haute du soleil au solstice d'été et la course basse au solstice d'hiver au moyen de deux fils métalliques courbes chacun au rayon adéquat et dont les extrémités sont pliées pour s'engager dans des trous correspondants de positionnement et de maintien de ces arcs haut et bas.- materialization of an elliptical orbit, with adjustable position, on said orbital plane by means of a thin plate (for example of magnetic material), placed or clipped on the orbital crown; - Adjustable angular orientation of said orbital plane relative to the axis PP 'to represent other planets, by means of a telescopic half-hoop provided with locking means at the chosen angle, said hoop being provided with corresponding graduations; - materialization of other orbital planes representing the interaction between several apparent or real satellites (earth, sun ...): phases of said satellites (moon, Venus ...); - materialization of the radial distance between different satellites (of the sun) by means of telescopic rods removably fixing on said orbital plane and each carrying one of said satellites or planets (mercury, venus, mars, jupiter ...); - materialization of the apparent form of lunar phases seen from the local horizon disk, at a certain time, from a certain place on earth and its orientation in the local repository;
The moon is represented by a sphere, half of which is obscured and the other of light color; pivoting on itself, it can present, to the TOPO observer, a more or less clear or dark face; - materialize the apparent variations in the scrolling speed according to a helical movement, of the orbital plane relative to the horizon line of the DHLL disc as well as the continuous and progressive modification of the angle between said orbital plane and the local horizon disc DHLL; - simulate, from a place (inside a building), the instantaneous or moving position of the sun, at one hour, and a precise date of the past, present or future to define the position of the openings according to their destination, sunny or not;; - materialize the movement of high and low tides according to the passage of the moon at the meridian and the anti-meridian of the place of observation of the phenomenon, by means of a semi-circular arch with two branches, one of which is telescopic with variable length, said branches are integral with a pivoting ring on the axis PP ', the moon is placed at the end of the telescopic arch and slides on the internal edge of the orbital crown. These arch are provided two lugs which lift in passing, during the rotation of the orbital crown, a thin sheet of blue flexible material, representing the sea, covering half of the DHLL and fixed on it along the east-west axis; - materialize the high run from the sun to the summer solstice and the low run to the winter solstice by means of two curved metal wires each with the appropriate radius and whose ends are bent to engage in corresponding holes for positioning and maintaining these high and low arcs.
- interprétation des photos satellitaires, obtenues au moyen de modèles numériques de terrains placés et orientés sur le DHLL. On peut également utiliser des cartes géographiques et topographiques à petite échelle pour visualiser l'éblouissement des automobilistes au soleil levant et au soleil couchant et ainsi optimiser le tracé des routes en évitant ce fâcheux inconvénient.- interpretation of satellite photos, obtained using digital terrain models placed and oriented on the DHLL. Small scale geographic and topographical maps can also be used to visualize the glare of motorists in the rising sun and in the setting sun and thus optimize the route of the roads by avoiding this annoying inconvenience.
- optimisation des cultures en fonction de l'orientation d'un versant de colline ou de montagne, de la latitude et de l'intensité lumineuse et de la photo-période selon la date et le lieu considéré.- crop optimization based on the orientation of a hill or mountain slope, latitude and light intensity and photo-period depending on the date and place considered.
Tel qu'il est représenté en coupe en élévation sur la fig.2, l'appareil comporte le socle 1 incluant le bloc 2 de commande d'entraînement en rotation d'un arceaux 3, supportant la couronne écliptique 4, et d'un arceau 7 supportant le DHLL à ses extrémités. As shown in section in elevation in fig.2, the device comprises the base 1 including the block 2 for controlling the rotation of a hoop 3, supporting the ecliptic crown 4, and a hoop 7 supporting the DHLL at its ends.
L'arceau 7 a été représenté partiellement 10 dans une seconde position perpendiculaire à la première avec le DHLL représenté en position horizontale 11. Le DHLL est monté élastiquement pivotant sur deux paliers coniques 6 solidaires des extrémités de l'arceau 7, engagés chacun dans un logement cônique correspondant, en appui chacun sur un joint torique en élastomère faisant fonction de maintien en position du DHLL. Ce montage entraîne la couronne orbitale dans un mouvement hélicoïdal par rapport au DHLL.The hoop 7 has been shown partially 10 in a second position perpendicular to the first with the DHLL shown in horizontal position 11. The DHLL is elastically pivoted on two conical bearings 6 integral with the ends of the hoop 7, each engaged in a corresponding conical housing, each supported on an elastomer O-ring holding the DHLL in position. This assembly drives the orbital crown in a helical movement relative to the DHLL.
La fig.3 montre la disposition des bras porte-corps célestes disposés clippés sur la couronne orbitale. Chaque corps céleste est fixé à l'extrémité d'un bras porteur télescopique comportant à son autre extrémité, une pince de fixation sur la couronne orbitale. On a prévu de positionner ainsi les 8 autres planètes et le soleil, ou des satellites artificiels en respectant la même échelle de distance. Fig. 3 shows the arrangement of the celestial body support arms arranged clipped onto the orbital crown. Each celestial body is fixed at the end of a telescopic support arm comprising at its other end, a clamp for fixing on the orbital crown. We planned to position the other 8 planets and the sun, or artificial satellites, respecting the same distance scale.
Les fig.4 et 5 montrent un exemple de matérialisation du rythme des marées. Sur la moitié du DHLL est pose une feuille de plastique mince demicirculaire 17, de couleur bleue, figurant la mer. Elle est collée uniquement selon l'axe Est/Ouest. Elle se soulève et s'abaisse alternativement selon le rythme du passage de la lune au meridien et à l'anti-meridien d'observation du phénomène, conformement aux données astronomiques. La levee est obtenue au moyen de deux ergots 15, 16, fixés sur les bras 18-1 et 18-2, symétriquement de part et d'autre de l'axe moteur PP'. Le bras telescopique 18-1 porte la lune L qui coulisse de 3600 sur le bord interne de la couronne orbitale, l'autre bras 18-2 n'est pas télescopique.Les bras 18-1 et 18-2 sont solidaires d'une bague 20 pivotant sur la bague 13 portant l'arceau de la couronne orbitale. La place de la lune L sur la couronne orbitale est réglable à volonté. L'extrémité 19 du bras télescopique 18-2 est coudée à angle droit ce qui éloigne la position de la lune L sur la couronne. Ainsi les bras porteurs de l'ergot créent une marée haute quand la lune L a déjà dépassé le méridien du lieu pour tenir compte de l'inertie de la masse marine comme dans la réalité. Le marée haute est obtenue quand le bras telescopique est vertical. La mer est basse quand il est horizontal. Au cours d'un tour complet du bras télescopique porteur de la lune L, il se produit deux marées hautes et deux marées basses. Figs. 4 and 5 show an example of the materialization of the rhythm of the tides. On the half of the DHLL is placed a thin semi-circular plastic sheet 17, blue, representing the sea. It is glued only along the East / West axis. It rises and falls alternately according to the rhythm of the passage from the moon to the meridian and to the anti-meridian of observation of the phenomenon, in accordance with astronomical data. The lifting is obtained by means of two lugs 15, 16, fixed on the arms 18-1 and 18-2, symmetrically on either side of the motor axis PP '. The telescopic arm 18-1 carries the moon L which slides 3600 on the internal edge of the orbital crown, the other arm 18-2 is not telescopic. The arms 18-1 and 18-2 are integral with a ring 20 pivoting on ring 13 carrying the arch of the orbital crown. The position of the moon L on the orbital crown is adjustable at will. The end 19 of the telescopic arm 18-2 is bent at a right angle which distances the position of the moon L on the crown. Thus the carrying arms of the lug create a high tide when the moon L has already passed the meridian of the place to take account of the inertia of the marine mass as in reality. The high tide is obtained when the telescopic arm is vertical. The sea is low when it is horizontal. During a complete revolution of the telescopic arm carrying the moon L, two high tides and two low tides occur.
La fig. 6 montre comment le DHLL est à la fois une petite calotte sphèrique de la terre vue dans sa globalité et correspondant au lieu d'observation choisi. Ce même DHLL correspond à l'espace réel vu par un homme debout au centre de son horizon (s'identifiant à TOPO). Fig. 6 shows how the DHLL is both a small spherical cap of the earth seen as a whole and corresponding to the chosen place of observation. This same DHLL corresponds to the real space seen by a man standing at the center of his horizon (identifying with TOPO).
La fig.7 montre un exemple de moyen de règlage de l'angle de la couronne orbitale par rapport à l'axe PP'. Fig.7 shows an example of a means of adjusting the angle of the orbital crown relative to the axis PP '.
Ce réglage est obtenu-en rendant télescopiques, sur les portions d'arceau 21, les deux parties 22, 23 de l'arceau support de la couronne orbitale 4. Des moyens de blocage 24, 25, constitués chacun par une vis, maintiennent fixe la position réglée. Une graduation en degrés sur ces bras indique l'angle que forme la couronne orbitale avec l'axe moteur PP'.This adjustment is obtained by making telescopic, on the hoop portions 21, the two parts 22, 23 of the hoop support of the orbital crown 4. Locking means 24, 25, each constituted by a screw, keep fixed the set position. A graduation in degrees on these arms indicates the angle formed by the orbital crown with the motor axis PP '.
La fig. 8 montre un DHLL sur lequel on a mis en place, dans des trous percés inclinés à 45", trois arceaux correspondant aux trajectoires, du soleil aux deux solstices: d'hiver 25, et d'été 26, aux équinoxes 27, et un 4ème arceau médidien local 28. Fig. 8 shows a DHLL on which we installed, in drilled holes inclined at 45 ", three arches corresponding to the trajectories, from the sun to the two solstices: winter 25, and summer 26, at equinoxes 27, and a 4th local median arch 28.
La fig.9 montre que quand on modifie la position du DHLL, on voit comment il se situe par rapport à la globalite de la terre, c'est à dire par rapport à tel continent ou océan du géoïde terrestre 30. Le moyen utilisé est un petit globe terrestre opaque 30 qui porte les continents et océans; il baigne dans une sphère transparente 31 d'un diamètre légèrement supérieur, lui-même fixe sous le disque d'horizon local 5 en son centre. Ce petit globe terrestre, en tôle de fer doux, comporte un lestage 32 de telle sorte qu'il maintient sa position par gravite et par flottaison dans un liquide incolore faisant fonction de palier à l'intérieur de la seconde sphère 31. Cette position est telle que l'axe de la Terre coïncide avec l'axe PP'(pôle nord face à la polaire, pôle sud face à la croix du sud).Ce dispositif sert au réglage de la longitude et permet aussi de voir la Terre tourner sur elle-même quand l'appareil met en scene le mouvement de rotation réel de la Terre. Fig. 9 shows that when we modify the position of the DHLL, we see how it is situated in relation to the global earth, that is to say in relation to a particular continent or ocean of the terrestrial geoid 30. The means used is a small opaque terrestrial globe 30 which carries the continents and oceans; it is immersed in a transparent sphere 31 with a slightly larger diameter, itself fixed under the local horizon disk 5 at its center. This small terrestrial globe, made of sheet iron, has ballast 32 so that it maintains its position by gravity and by floating in a colorless liquid acting as a bearing inside the second sphere 31. This position is such that the axis of the Earth coincides with the axis PP '(north pole facing the polar, south pole facing the cross of the south) .This device is used to adjust the longitude and also allows you to see the Earth turning on itself when the device stages the actual rotational movement of the Earth.
Lorsqu'on place le personnage "TOPO" au centre du DHLL, un couplage magnétique se produit avec les pieds aimantés de TOPO qui immobilise le petit globe terrestre, dans sa rotation Est/Ouest, dans une position choisie selon des paramètres de latitude et de longitude.When the character "TOPO" is placed in the center of the DHLL, a magnetic coupling occurs with the magnetic feet of TOPO which immobilizes the small terrestrial globe, in its East / West rotation, in a position chosen according to latitude and latitude parameters. longitude.
La fig. 10 montre un exemple de socle spécial de l'appareil, permettant de modifier la position de l'axe PP' ou axe du monde pour obtenir une position horizontale du DHLL quelle que soit la latitude désirée. Fig. 10 shows an example of a special base of the apparatus, making it possible to modify the position of the axis PP 'or axis of the world in order to obtain a horizontal position of the DHLL whatever the desired latitude.
Ce réglage est obtenu au moyen de glissières paralleles disposées suivant un rayon 40, sur lesquelles on immobilise un bloc 41 d'entraînement en rotation en sens inverse soit des arceaux 7 du DHLL, soit des arceaux 3 de la couronne orbitale. Cette immobilisation est réalisée au moyen de deux vis 42 engagées dans les glissières de fixation. Le bloc peut comporter, soit un réglage de l'axe PP' allant du pôle nord à l'équateur, soit, en prolongeant les glissières comme figuré en traits mixtes 43, un réglage allant du pôle nord au pôle sud. On peut obtenir ce même effet en retournant le bloc 41 de 1800 sur la glissière. This adjustment is obtained by means of parallel slides arranged along a radius 40, on which a block 41 for driving in rotation in the opposite direction is immobilized either hoops 7 of the DHLL, or hoops 3 of the orbital crown. This immobilization is achieved by means of two screws 42 engaged in the fixing slides. The block may include either an adjustment of the axis PP 'going from the north pole to the equator, or, by extending the slides as shown in phantom 43, an adjustment going from the north pole to the south pole. This same effect can be obtained by turning block 41 of 1800 on the slide.
La fig.11 montre deux pistes circulaires colorées, de largeur inégales, sur le pourtour de la couronne orbitale. Elles sont divisées, pour la Terre, en 4 secteurs de 90" chacun, 45 pour le printemps, 46 pour l'étés 47 pour automne, 48 pour l'hiver. La piste extérieure, de largeur inégale, symbolise la durée du jour au cours de chaque saison: quand la piste s'élargit le jour allonge, quand elle diminue, le jour diminue. Chaque secteur 45, 46, 47 , 48 est d'une couleur différente pour chaque saison. Par exemple vert pour le printemps, rouge pour l'ete, orange pour l'automne, bleue pour l'hiver, ou hachure comme sur la figure. La piste intérieure est uniformément grise et représente la durée de la nuit pendant chaque saison, elle-même allonge ou diminue.La durée du jour est maximale au 21 juin sur l'axe YY' et la durée de la nuit minimale; la durée du jour est minimale au 22 décembre à l'autre extrémité de ce même axe, par contre la durée de la nuit y est maximale. On repère directement la longueur de jour, par exemple 49, et de la nuit 50 à une date particulière. Fig. 11 shows two colored circular tracks, of unequal width, around the periphery of the orbital crown. They are divided, for the Earth, into 4 sectors of 90 "each, 45 for spring, 46 for summer 47 for fall, 48 for winter. The outdoor track, of unequal width, symbolizes the duration of the day at course of each season: when the track widens the day lengthens, when it decreases, the day decreases.Each sector 45, 46, 47, 48 is of a different color for each season. For example green for spring, red for summer, orange for autumn, blue for winter, or hatching as in the figure. The indoor track is uniformly gray and represents the duration of the night during each season, itself lengthens or decreases. the day is maximum on June 21 on the YY 'axis and the minimum night duration; the day duration is minimum on December 22 at the other end of this same axis, however the duration of the night is maximum The length of day, for example 49, and night 50 to a particular date is directly identified.
La fig. 13 montre le cadran 55 du temps sidéral. Il est divisé en 24 heures. La graduation O heure est située en face de la partie haute du bloc d'entraînement et celle de 12 h est face à la partie basse. L'index 56 de lecture des heures sidérales correspond au 21 mars. Il est solidaire de la bague 13 supportant les arceaux 3 de la couronne orbitale (dont l'angle correspond à la position de l'écliptique pour la Terre). Fig. 13 shows the sidereal time dial 55. It is divided into 24 hours. The O hour graduation is located opposite the upper part of the drive unit and the 12 o'clock graduation is opposite the lower part. The index 56 for reading the sidereal hours corresponds to March 21. It is integral with the ring 13 supporting the arches 3 of the orbital crown (whose angle corresponds to the position of the ecliptic for the Earth).
La fig. 14 montre, vues en élévation, les bagues d'entraînement des arceaux 12 du DHLL, et 13 de la couronne orbitale. Sur l'extérieur de la bague 12, on a placé un cadran 57 de mesure des heures solaires locales gradué de O à 24 heures, coopérant avec un cadran mobile 58 des index solaires (1 index par jour). Ce cadran 57 est solidaire du dessus de la bague 13. A la partie inférieure de la bague 13 de la couronne orbitale (écliptique dans ce cas), on a fixe l'index mobile 56 du temps sidéral, coopérant avec le cadran 55 des heures sidérales (fig.13), fixe sur le châssis de l'appareil ou sur le bloc d'entraînement dans le cas de la fig.10. Fig. 14 shows, views in elevation, the drive rings of the arches 12 of the DHLL, and 13 of the orbital crown. On the outside of the ring 12, a dial 57 for measuring the local solar hours graduated from 0 to 24 hours was placed, cooperating with a movable dial 58 of the solar indices (1 index per day). This dial 57 is integral with the top of the ring 13. At the lower part of the ring 13 of the orbital crown (ecliptic in this case), the moving index 56 of the sidereal time has been fixed, cooperating with the dial 55 of the hours sidereal (fig.13), fixed on the chassis of the device or on the drive unit in the case of fig.10.
La fig. 15 montre un exemple de cadran des index 58. Il comporte les 365 jours de l'année répartis circulairement dans un sens anti-horaire. Chaque date de l'année représente un index qui permet de lire l'heure à cette date là sur le cadran 57 des heures solaires locales. Ce cadran des index est directement relié à la couronne orbitale et tourne en même temps qu'elle (fig.14). La graduation du 21 juin est située sur l'axe du coté du grand arceau 3, celle du 22 décembre est du côté du petit arceau 3 support de la couronne orbitale. Fig. 15 shows an example of a dial of the indexes 58. It comprises the 365 days of the year distributed circularly in an anti-clockwise direction. Each date of the year represents an index which allows the time on that date to be read on dial 57 of the local solar hours. This index dial is directly connected to the orbital crown and rotates at the same time as it (fig.14). The graduation of June 21 is located on the axis of the side of the large hoop 3, that of December 22 is on the side of the small hoop 3 supporting the orbital crown.
Claims (10)
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|---|---|---|---|
| FR9200817A FR2687822B1 (en) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | APPARATUS FOR REPRESENTING AND MODELING ORBITAL MOVEMENTS RELATING TO A MODIFIED AND ITSELF OF OBSERVATION REFERENCE. |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1077439A1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-02-21 | Reinhold Frech | The globe is standing on its head |
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| US2763183A (en) * | 1954-04-15 | 1956-09-18 | Thomas K Liversidge | Star projector apparatus |
| CH446780A (en) * | 1965-08-05 | 1967-11-15 | Wilhelm Dr Froehlich | Teaching and experimenting device for celestial science |
| DE2120573A1 (en) * | 1971-04-27 | 1972-11-02 | Leptien, Johannes, 4010 Hilden | Magnetic functional models, especially for demonstrating planetary movements |
| WO1990006569A1 (en) * | 1988-12-02 | 1990-06-14 | Bernard Melguen | Didactic apparatuses and method for teaching and representating particularly orbital phenomena and various motions |
-
1992
- 1992-01-27 FR FR9200817A patent/FR2687822B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2687822B1 (en) | 1997-01-17 |
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