RU2808940C1 - Часы с индикатором солнечной активности - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относится к приборам времени, в том числе к переносным часам (наручным, карманным), стационарным часам (настольным, настенным, встраиваемым и т.п.), а также к хронометрам. Сущность: часы, содержащие корпус, циферблат, часовой механизм, стрелочный механизм, заводную головку, указатель часов и минут, дополнительно содержат систему отображения 11-летнего цикла солнечной активности. Технический результат: создание часов с индикатором солнечной активности, причем часы являются механическими или электромеханическими, а для индикации солнечной активности используется механический; механизм индикации, который имеет простую конструкцию. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область техники

Изобретение относится к приборам времени, в том числе к переносным часам (наручным, карманным), стационарным часам (настольным, настенным, встраиваемым и т.п.), а также к хронометрам. В частности, изобретение относится к часам с индикатором солнечной активности.

Уровень техники

Солнечная активность представляет собой комплекс явлений и процессов, связанных с образованием и распадом в солнечной атмосфере сильных магнитных полей. К этим явлениям относятся солнечные пятна, солнечные вспышки, факелы, флоккулы, протуберанцы, корональные лучи, конденсации, транзиенты, спорадическое радиоизлучение, увеличение ультрафиолетового, рентгеновского и корпускулярного излучения и др. Большинство этих явлений тесно связаны между собой и возникают в активных областях. В их протекании отчетливо видна цикличность.

Наиболее изученным видом солнечной активности является изменение числа солнечных пятен. К началу XIX века наблюдения за пятнами на Солнце велись уже продолжительное время, что сделало возможным определение периодических циклов активности звезды. В периоды минимума активности пятна могут вообще не наблюдаться на поверхности Солнца, а в годы максимума их число достигает десятков сотен.

Лучше всего изучен солнечный цикл с длительностью около 11 лет. Говоря об 11-летнем цикле активности, имеется ввиду, что в среднем через каждые 11 лет пространственная конфигурация магнитного поля Солнца с той или иной степенью точности повторяются.

Впервые на примерно десятилетнюю периодичность в увеличении и уменьшении количества солнечных пятен обратил внимание немецкий астроном Г. Швабе в первой половине XIX века. В частности, 1843 г. Швабе из анализа определений чисел пятен открыл их изменения с течением времени и нашел средний их период, равный примерно 10 годам. Поэтому на сегодняшний день 11-летний солнечный цикл называют "циклом Швабе".

Известно, что за периодичность в возникновении пятен на Солнце и генерацию магнитных полей на нем отвечает такой физический процесс, как солнечное динамо. Модель солнечного динамо позволяет объяснить наблюдательные особенности проявлений солнечной активности.

Вывод Швабе в дальнейшем был окончательно утвержден астрономом Р. Вольфом после организации им регулярных наблюдений Солнца и введения индекса относительных чисел солнечных пятен. Число Вольфа (Wolf number), иначе называемое относительным числом солнечных пятен, измеряется как W = 10g + f, где W - число Вольфа, f - число всех наблюдаемых на данный момент пятен, а g - число групп пятен. Вольф установил, что числа солнечных пятен испытывают циклические изменения со средним периодом 11,1 года. Это правило стало называться законом Швабе-Вольфа.

Таким образом, 11-летний цикл солнечной активности был сначала открыт как цикл числа солнечных пятен. Циклам присваивается номер по цюрихской нумерации. Цикл с номером один начался в 1749 году (см. таблицу 1). Циклу, который развертывается в настоящее время, присвоен номер 25 (он начался в декабре 2019 года и ожидается, что продлиться до 2030 года).

Индекс "числа Вольфа" хорошо выдержал испытание временем.

Следует знать, что области фотосферы, где выходят сильные, в несколько тысяч гауссов, магнитные поля, принято называть солнечными пятнами. Они выделяются потемнениями на общем фоне поверхности. Это вызвано тем, что магнитное поле подавляет конвективные движения вещества, поэтому снижается поток переноса тепловых энергий.

Активность Солнца несомненно влияет и на нашу планету, и на ее биосферу. Фактически, Солнце определяет характер и ритм жизни, планеты. Без нее существование Земли и жизни на ней невозможно, но оно же и представляет главную опасность.

Работы ученых Э. Брикнера, А. Дугласа, Ч. Брукса, о. Петерсона, А. А. Чижевского, В. И. Вернадского позволили достоверно установить, что циклы солнечной активности воздействуют на все природные оболочки Земли. В частности, циклы солнечной активности воздействуют на магнитное поле, атмосферу и биосферу Земли.

Состояние околоземного космического пространства, магнитосферы и верхних слоев атмосферы Земли определяется космической погодой, основными параметрами которой являются температура и концентрация компонент низкоэнергетической плазмы, магнитные и электрические поля и токи, спектральный состав электромагнитного излучения и потоков заряженных частиц.

Видимое излучение Солнца практически не изменяется со временем. Основными типами изменяющихся во времени, активных солнечных излучений являются: 1) коротковолновое (ультрафиолетовое и рентгеновское), способное производить ионизацию и диссоциацию молекул атмосферы; 2) солнечный ветер и корпускулярные потоки с их магнитными полями, взаимодействующие с магнитосферой (энергия отдельных порывов солнечного ветра эквивалентна энергии ядерного взрыва мощностью 1-10 Мт). При переходе от минимума к максимуму 11-летнего солнечного цикла полная энергия потока ионизирующего излучения возрастает в 3 раза.

В максимуме солнечного цикла температура в тропиках на 0,5° выше, чем в минимуме. Это приводит к увеличению числа гроз, возрастанию амплитуды колебаний атмосферного давления; усилению общей циркуляции атмосферных потоков. В средних широтах с увеличением солнечной активности возрастает повторяемость циклонов, ведущая к увеличению количества осадков. От уровня солнечной активности сильнее зависят летние температуры стратосферы.

Многочисленные эффекты воздействия солнечной активности на биосферу получили серьезное морфологическое и статистическое обоснование. Все живые организмы чувствительны к внешним электромагнитным полям низких и сверхнизких частот, оказывающих влияние на физико-химические свойства живых клеток. Так, в организме человека при резком значительном изменении магнитного поля повышается кровяное давление с одновременным спазмом кровеносных сосудов, ухудшаются бактерицидные свойства крови.

На поверхности Земли регистрируются электромагнитные поля с частотой 10^-4-10⁵ Гц и наибольшей интенсивностью в диапазоне сверхнизких частот, чутко реагирующие на любые проявления солнечной активности: так, через 1,5-2 суток после вспышки на Солнце напряженность магнитного поля в ионосфере на частоте 8 Гц изменяется более, чем в 10 раз. В эпоху максимумов солнечной активности возрастает число инфарктов и инсультов, случаев производственного и дорожного травматизма, эпидемических заболеваний, эпизоотий.

Таким образом, задачи земной экологии требуют астрономических наблюдений и наблюдений из космоса не только за Землей, но и за Солнцем и ближним космосом. По мере своего развития современная технологическая цивилизация становится все более уязвимой к действию космических факторов.

При этом солнечная активность оказывает воздействие не только на магнитосферу, атмосферу и биосферу Земли, но и на технику, созданную людьми. В годы активного солнца:

- ухудшается связь в коротковолновом, высокочастотном и ультравысокочастотном диапазонах, телефонная и телеграфная связь, особенно в освещенном солнцем полушарии и во время ионосферных бурь;

- искажаются данные геомагнитных съемок;

- происходят сбои и катастрофы в энергетических сетях;

- усиливается коррозия магистральных трубопроводов;

- уменьшается срок эксплуатации искусственных спутников земли (ИСЗ) из-за усиления торможения в верхних слоях разбухающей атмосферы.

Слабо защищены от мощных проявлений солнечной активности электронные и компьютерные системы и сети, системы навигации, системы управления и контроля атомных станций и военных объектов.

В 1999 году была разработана "шкала космической погоды" -первая попытка систематического исследования всего комплекса явлений солнечно-земных связей, потенциально опасных для земной цивилизации. Выделяются 3 категории явлений: геомагнитные бури, радиационные бури и нарушения радиосвязи. Каждая категория разделяется на 5 уровней: незначительный (1 балл); умеренный (2 балла); сильный (3 балла); очень сильный (4 балла) и экстремальный (5 баллов). Наиболее опасны экстремальные геомагнитные бури, приводящие к полному выходу из строя сетей электропитания, появлению сильных токов в трубопроводах и практически полному прекращению радиосвязи на всех частотах. Экстремальные радиационные бури приводят к опасному облучению космонавтов, экипажей и пассажиров высотных самолетов.

Учитывая, что солнечная активность сильно влияет на земные организмы, очевидным следствием явилось появление такой науки как гелиобиология. Основоположником гелиобиологии считается советский ученый А. Л. Чижевский (1897-1964). В работах Чижевского [1], [2], [3] было показано, что изменения солнечной активности влияют на скорость роста годичных древесных колец (см. фиг.1а), урожайность зерновых, размножение и миграцию насекомых, рыб и других животных, возникновение и обострение ряда заболеваний у человека и животных (см. фиг.1б.). Казанский врач-бактериолог С.Т. Вельховер обнаружил изменения окрашиваемости и болезнетворности некоторых микроорганизмов при солнечных вспышках. Энтомолог Н.С. Щербиновский отметил, что периодичность налетов саранчи соответствует 11-летнему солнечному циклу (см. [4]). Гематолог Н. А. Шульц установил влияние перепадов активности Солнца на число лейкоцитов в крови человека и относительный лимфоцитоз (см. [5]). Японский гематолог М. Таката разработал пробу на осаждение белков крови, чувствительную к изменениям активности Солнца (см. [6]). Французский врач М. Фор и другие показали, что учащение внезапных смертей и обострений хронических заболеваний связано с повышением солнечной активности.

Таким образом, гелиобиология тесно связана с медициной, космической биологией, астрономией, физикой. Основная задача гелиобиологии - выяснить, какие факторы активности Солнца влияют на живые организмы и каковы характер и механизмы этих влияний.

Учитывая, какое негативное влияние на жизнедеятельность человека на Земле оказывает солнечная активность, целесообразным является предупреждение о возможных грядущих вспышках. Знания о цикле солнечной активности помогут людям максимально оградить себя от негативного воздействия, являющегося следствием этой активности. В частности, на предприятиях могут быть предприняты меры повышения безопасности работы инженерных систем, военно-космическая отрасль предпримет меры в поддержку средств связи и коммуникаций во избежание влияния вносимых помех и пр. В то же время необходимые меры в поддержку своего здоровья могут предпринять метеочувствительные граждане, в частности принять меры по профилактике заболеваний. Кроме этого структуры здравоохранения могут обратить внимание на принятие мер профилактической защиты населения, например, путем проведения диспансеризаций и профилактических осмотров, направлений в профилактории наиболее чувствительных групп граждан, во избежание распространения заболеваний, в том числе инфекционных, среди людей.

Как следует из вышеизложенного знание о наступлении 11-летнего цикла солнечной активности и особенно понимание в какой период времени необходимо обратить самое пристальное внимание на работу и состояние промышленных, инженерных, военных, телекоммуникационных, космических и других систем в целом и на здоровье граждан, в частности, является важным аспектом в решении фундаментальных и прикладных задач в интересах обеспечения развития нашей страны.

При проведении поиска было обнаружено, что в мире в основном ведутся исследования с целью регистрации магнитных возмущений, вызванных солнечной активностью. Вместе с тем, из уровня техники не выявлено патентных и других источников информации, которые реализуют индикацию 11-летнего цикла солнечной активности в часах. Таким образом, можно сделать вывод, что заявленное решение является пионерским в данной области техники.

Безусловно, цель и задача изобретения не стоит в передаче точной информации о циклах солнечной активности. Указанное возможно только с применением масштабных гелиофизических комплексов, например, используемых крупнейшим научным центром в нашей стране - Институтом солнечно-земной физики РАН, занимающимся проблемами солнечной активности.

Задача настоящего изобретения заключается в возможности информирования пользователя часов о наступлении 11-летнего цикла солнечной активности с указанием на промежутки времени наиболее интенсивных возмущений, рассчитанных исходя из формулы относительного числа солнечных пятен и закона Швабе-Вольфа.

Задача и технический результат

Задачей и техническим результатом заявленного изобретения является разработка и создание часов с индикатором солнечной активности, причем часы являются механическими или электромеханическими, а для индикации солнечной активности используется механический блок индикации, который имеет простую конструкцию.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности индикации солнечной активности в механических часах с одновременным обеспечением точности такой индикации в механических часах за счет использования предложенной системы индикации солнечной активности. Таким образом обеспечивается создание механизма часов, позволяющего отображать 11-летний цикл солнечной активности (цикл Швабе).

Раскрытие сущности изобретения Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что система отображения 11-летнего цикла солнечной активности в часах, содержит редуктор, кинематически связанный с часовым механизмом и средство индикации солнечной активности, на котором отображены квазипериодические изменения числа солнечных пятен со средним периодом 11 лет.

При этом годовой редуктор выполнен в виде механического редуктора, состоящего из ряда последовательно соединенных зубчатых колес, передаточное число которых приближено к длине астрономического года.

В свою очередь средство индикации солнечной активности на часах может быть выполнено в виде дополнительного циферблата солнечной активности со стрелкой индикатора солнечной активности.

Также средство индикации солнечной активности на часах может быть выполнено в виде апертуры на циферблате и диска индикации с нанесенным на него изображением солнечных пятен и/или кардиоиды интенсивности.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что часы, содержащие корпус, циферблат, часовой механизм, стрелочный механизм, заводную головку, указатель часов и минут, дополнительно содержат систему отображения 11-летнего цикла солнечной активности.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в способе изготовления системы отображения 11-летнего цикла солнечной активности предварительно рассчитывают квазипериодические изменения числа солнечных пятен при помощи формулы вычисления числа Вольфа и основываясь на законе Швабе-Вольфа, изготавливают годовой редуктор с числом передаточных колес, исходя из передаточных чисел, близких к длине астрономического года, часовой механизм связывают посредством кинематической связи с годовым редуктором, индикацию на циферблате часов выполняют при помощи средства индикации солнечной активности на часах.

Краткое описание чертежей

Суть изобретения поясняется на фиг.1-11, на которых изображены варианты выполнения заявленного изобретения.

В предпочтительных, показанных на чертежах вариантах конструктивного исполнения, заявленного прибора времени указаны следующие конструктивные элементы:

1. Корпус

2. Заводная головка

3. Ремень

4. Циферблат

5. Часовая стрелка

6. Минутная стрелка

7. Дополнительный циферблат солнечной активности

8. Стрелка индикатора солнечной активности

9. Апертура индикатора солнечной активности

10. Минутный триб

11. Вексельный триб

12. Вексельное колесо

13. Часовое колесо

14. Второе часовое колесо

15. Суточное колесо

16. Первый триб редуктора

17. Первое колесо редуктора

18. Второй триб редуктора

19. Второе колесо редуктора

20. Третий триб редуктора

21. Третье колесо редуктора

22. Штифт переключения звездочки

23. Звездочка 11 зубьев

24. Диск индикации

25. Фиксатор звездочки

26. Четвертый триб редуктора

27. Четвертое колесо редуктора

28. Изображение интенсивности в виде солнечных пятен

29. Изображение кардиоиды.

В таблице 1 приведен цикл числа солнечных пятен по цюрихской нумерации.

На фиг.1а показано изменение радиального прироста сосны (в мм) на протяжение 90-летнего цикла (по А.Л. Чижевскому).

На фиг.1б показано количество заболеваний холерой в России в 1823-1923 гг. (по А.Л. Чижевскому)

На фиг.2 показан график цикличности активности Солнца за период с 1770 до 1970 г.

На фиг.3 показана кривая среднегодичных цюрихских относительных чисел солнечных пятен за 1755-1980 годы.

На фиг.4 изображена функциональная схема механизма индикации солнечной активности.

На фиг.5 показан вариант исполнения часов с индикатором солнечной активности, выполненным в виде дополнительного циферблата с индикатором.

На фиг.6 показан вариант исполнения индикации с апертурой на циферблате.

На фиг.7 показан механизм с 11-летним редуктором с последним звеном в виде звездочки.

На фиг.8 показана часть редуктора из фиг.7

На фиг.9 показан другой вариант механизма часов с редуктором.

На фиг.10 показан вариант выполнения диска индикации и апертуры на циферблате в виде солнечных пятен с изменяющейся активностью.

На фиг.11 показан механизм с диском индикации с изображением кардиоиды.

Осуществление изобретения

В предлагаемом изобретении рассмотрены варианты выполнения приборов времени с индикатором солнечной активности. Особенностью заявленного изобретения является наличие механического механизма индикации солнечной активности, который включает рассчитанный специальным образом редуктор с диском индикации солнечной активности для отображения периодов наибольшей солнечной активности.

Для удобства экспертизы и ясности заявленного изобретения ниже приведены варианты выполнения часов, рассчитанные для отображения солнечной активности с применением формулы относительного числа солнечных пятен и закона Швабе-Вольфа. Однако следует учитывать, что указанные расчеты приведены исключительно для понимания принципа работы заявленного механизма часов, а также для понимания принципа построения механического редуктора, его взаимосвязи с часовым механизмом в устройстве часов и ни в коей мере не должны расцениваться как сужающие объем правовой охраны настоящего изобретения.

Согласно сведениям, приведенным в разделе описания уровень техники, для количественного изучения любого явления природы нужны какие-то характеристики, которые помогли бы нам разглядеть его сущность. Но характеристики характеристикам рознь. Одно дело, когда они имеют определенный физический смысл, и совсем другое - когда они сами еще нуждаются в расшифровке. Нами рассмотрена первая такая характеристика для солнечных пятен - относительные числа солнечных пятен (число Вольфа). Следует обратить внимание, что число Вольфа - это не просто общее число пятен на солнечном диске, а характеристика, которая одновременно отражает и число групп пятен и строение каждой из них. Числа Вольфа равны сумме удесятеренного числа групп пятен и общего числа пятен во всех группах. Поскольку обычно мы видим только одну полусферу Солнца, эти числа определяются не для всего Солнца, а для видимого его полушария.

Скрупулезная работа цюрихских наблюдателей Солнца позволила сохранить длинный и сравнительно однородный ряд чисел Вольфа, к которому ныне «привязываются» ряды всех других обсерваторий (см. Табл.1).

Для приведения относительных чисел пятен к цюрихской системе их умножают на так называемый переводный коэффициент, в котором учитываются все различия в их определении. В свою очередь в статистических исследованиях солнечной активности предпочитают использовать лишь цюрихский ряд относительных чисел пятен. При этом для более точного указания значений в ней стали учитывать размеры групп пятен при помощи «весового» коэффициента. В связи с этим определенное в Цюрихе значение числа Вольфа всегда умножено на коэффициент 0,6.

Заслугой Вольфа было определение годов максимальных и минимальных чисел пятен еще со времени наблюдений Г. Галилея, т.е. с 1610 г. Это и позволило ему впервые определить продолжительность среднего периода изменения числа солнечных пятен. Известный закон Швабе-Вольфа устанавливает, что изменения солнечной активности происходят периодически, причем длина среднего периода составляет 11,1 года (фиг.3). За прошедшие 100 с лишним лет, указанный 11-летний период всегда оставался незыблемым (см. [7]).

Как мы уже говорили, в определенные годы числа Вольфа имеют максимальную или минимальную величину. Эти годы или еще более точно определенные моменты времени, например, кварталы или месяцы, называют соответственно эпохами максимума и минимума 11-летнего цикла, или, более обще, эпохами экстремумов. Обычно эпохи экстремумов выделяют по так называемым сглаженным среднемесячным числам Вольфа, которые представляют собой усредненные особым способом за 13 месяцев величины этого индекса, полученного из наблюдений, или по верхней и нижней огибающим кривых изменения среднеквартальных значений относительных чисел пятен (см. [7] глава 4). Интервал времени от эпохи минимума до эпохи максимума 11-летнего цикла получил название ветви роста, а от эпохи максимума до эпохи следующего минимума - ветви его спада.

11-летние циклы солнечных пятен отличаются не только различной длиной, но и различной их интенсивностью, т.е. разными значениями максимальных чисел Вольфа. Мы уже говорили о том, что регулярные данные о среднемесячных относительных числах пятен цюрихского ряда имеются с 1749 г. Поэтому первым цюрихским 11-летним циклом считают цикл, начавшийся в 1775 г. Максимальное среднегодичное число Вольфа в среднем равнялось 106.

Интенсивность 11-летнего цикла довольно тесно связана с его длительностью. Чем мощнее этот цикл, т.е. чем больше его максимальное относительное число пятен, тем меньше его продолжительность. К сожалению, эта особенность носит скорее чисто качественный характер. Гораздо увереннее выглядят результаты изучения связи максимального числа Вольфа (точнее, его десятичного логарифма) с длиной ветви роста 11-летнего цикла, т.е. той частью кривой, которая характеризует нарастание чисел Вольфа от начала цикла до его максимума. Чем больше максимальное число солнечных пятен в этом цикле, тем короче ветвь его роста. Таким образом, форма циклической кривой 11-летнего цикла в значительной степени определяется его высотой. У высоких циклов она отличается большой асимметрией, причем длина ветви роста всегда короче длины ветви спада и равна 2-3 годам. У сравнительно слабых циклов эта кривая почти симметрична. И лишь самые слабые 11-летние циклы вновь показывают асимметрию, только противоположного типа: у них ветвь роста длиннее ветви спада.

В противоположность длине ветви роста, длина ветви спада 11-летнего цикла тем больше, чем выше его максимальное число Вольфа.

Свидетельства в пользу определяющего значения ветви роста 11-летнего цикла дали исследования циклических изменений суммарной площади солнечных пятен. Выяснилось, что по длине ветви роста можно достаточно надежно установить максимальное значение суммарной площади пятен. Ранее уже говорилось о том, что в этот индекс в неявной форме включено число групп пятен. Вполне естественно поэтому, что для него мы получаем, в сущности, те же выводы, что и для чисел Вольфа.

Таким образом, на основании вычисления чисел Вольфа и зная закон Швабе-Вольфа было осуществлен расчет периодов изменения солнечной активности и установлены относительные числа солнечных пятен за промежуток времени 11 лет. Полученные данные были отображены на диске индикации 24 часов в виде солнечных пятен с изменяющейся активностью (фиг.10), в виде кардиоиды интенсивности (фиг.6 и фиг.8) и в виде дополнительного циферблата солнечной активности 7 со стрелкой 8 индикатора солнечной активности, который показывает какой период 11-летнего цикла солнечной активности является актуальным в конкретный момент времени (фиг.5).

Как указывалось выше этот цикл имеет исключительно важное значение для изучения солнечно-земных связей и позволит оценивать и прогнозировать влияние «космической погоды» на работу космических аппаратов и различных технологических систем радиосвязи, радиолокации, GPS-ГЛОНАСС и др. Также сведениями могут воспользоваться в своей работе гидрометеорологи, климатологи, медики и другие специалисты.

Таким образом автором проведен расчет солнечной активности с отображением информации интенсивности в виде солнечных пятен активности (см. фиг.10 позиция 28), в виде кардиоиды, построенной на основании полученных данных (см. фиг.6 позиция 29). При этом указанная информация о солнечной активности в 11-летний период нанесена на диск индикации 24 с четким соблюдением соответствия наносимой информации полученным данным.

Автор подробно описывает указанные этапы изготовления часов с индикатором солнечной активности для понимания того, каким образом формула расчета числа Вольфа и закон Швабе-Вольфа были использованы при расчете редуктора с диском индикации солнечной активности.

Теперь, когда есть понимание сущности того, каким образом осуществляется расчет 11-летнего цикла солнечной активности,; опишем работу часов и изготовление редуктора с диском индикации солнечной активности.

Для понимания работы часов приведена функциональная блок-схема часов с блоком редуктора и устройством индикации солнечной активности на циферблате часов (см. фиг.4) На фиг.4 показано, что часовой механизм сопряжен с 11-годовым редуктором, движение от которого передается на средство индикации солнечной активности часов.

На примере, раскрытом на фиг.7 диск индикации 24 с нанесенной на него информацией о солнечной активности (солнечных пятен) установлен на звездочке 23 редуктора, которое кинематически связано с третьим колесом редуктора 21. При этом диск индикации 24 делает один оборот за 11 лет. Учитывая, что показанный пример редуктора является вариативным, указанный диск индикации 24 со звездочкой 23 редуктора кинематически связан с последним передающим элементом редуктора с тем, чтобы диск индикации 24 совершал один оборот вокруг своей оси за 11 лет.

Разберем подробно пример выполнения редуктора, показанного на фиг.7.

На фиг.7 показан годовой редуктор, который кинематически связан с часовым механизмом. Указанный часовой механизм является стандартным часовым механизмом [8]. От стандартного часового механизма (фиг.7) содержащего минутный триб 10, вексельное колесо 12, весельный триб 11 и часовое колесо 13, делающее один оборот за 12 часов, через дополнительное второе часовое колесо 14 движение передается на суточное колесо 15 делающее один оборот в сутки.

Далее движение передается на годовой редуктор следующим образом. На суточном колесе расположен первый триб редуктора 16, который передает вращение на первое колесо редуктора 17. На оси первого колеса редуктора 17 расположен второй триб редуктора 18, который передает вращение на второе колесо редуктора 19. На оси второго колеса редуктора 19 расположен третий триб редуктора 20, который передает вращение на третье колесо редуктора 21, которое совершает один оборот в год.

На третьем колесе редуктора 21 находится штифт 22, который входит в зацепление со звездочкой 23 и переключающий ее за один зуб. Звездочка 23 входит в зацепление с фиксатором звездочки 25, которая фиксирует ее в одном из положений. На этой звездочке 23 редуктора насажден диск индикации 24, который делает один оборот за 11 лет.

На диске индикации 24 расположено изображение интенсивности солнечной активности в виде солнечных пятен 28, показанное на фиг.10. Как показано на фиг.8, над диском индикации 24 расположена апертура индикатора солнечной активности 9.

Очевидно, что указанное вариативное выполнение колесной передачи не является единственно возможным. В частности, часовой механизм может иметь часовое колесо, совершающее один оборот за 24 часа. В этом случае конструкция механизма редуктора будет иметь другое количество передаточных колес. Также количество колес редуктора может варьироваться исходя из других передаточных чисел, близких к длине астрономического года, например 73×5=365.

Тем не менее, заявитель считает целесообразным раскрыть конструкцию приведенного примера выполнения годового редуктора для полного понимания сущности настоящего изобретения.

В данном исполнении согласно фиг.7 годовой редуктор имеет следующие числа зубьев: первый триб редуктора - 6 зубьев, первое колесо редуктора 50 зубьев, второй триб редуктора - 8 зубьев, второе колесо редуктора 51 зуб, третий триб редуктора - 8 зубьев, третье колесо редуктора 55 зубьев. 50/6 × 51/8 × 55/8=365,235, что довольно близко к астрономическому году. Возможно использование и других передаточных чисел, близких к длине астрономического года. Например, 73×5=365. Возможно использование и других передаточных чисел, близких к длине астрономического года, например, 73×5=365 или 72/10 × 57/10 × 89/10=365,256.

Также автором представлен второй вариант выполнения редуктора, в котором за основу берется изменение солнечного цикла с периодом около 11,2 года. В данном варианте конструкция редуктора имеет другое количество передаточных колес.

В частности, на фиг.9 показан вариант исполнения механизма часов с редуктором на 11,25 года. Согласно указанному варианту диск индикации 24 совершает полный оборот за 11,25 лет. Конструкция такого механизма следующая. На оси третьего колеса редуктора 21 находится четвертый триб редуктора 26, с количеством зубьев - 8, который передает вращение на четвертое колесо редуктора 27. Четвертое колесо редуктора имеет 90 зубьев и делает один оборот за 90/8=11,25 лет. На четвертом колесе редуктора 27 находится диск индикации 24, на котором находится изображение кардиоиды 29, показанной на фиг.11.

Фигуры 5 и 6 показывают исполнение средств индикации, которые могут быть выполнены разными способами. Один вариант показан на фигуре 5 и выполнен с помощью дополнительного циферблата 7 солнечной активности и стрелки 8 индикатора солнечной активности, которая делает оборот за 11 лет (или приблизительно за 11 лет). На дополнительный циферблат 7 нанесены цифры от 1 до 11 для отображения 11-летнего цикла солнечной активности. Стрелка 8 индикатора солнечной активности перемещается последовательно от цифры к цифре за период времени 1 год. При этом полный оборот стрелка 8 индикатора совершает за 11 лет или приблизительно 11 лет, в зависимости от используемого редуктора.

На фигуре 6 показан вариант исполнения средства индикации в виде апертуры 9 на циферблате 4 часов и диска индикации 24, на который нанесена кардиоида. Кардиоида может быть выполнена любым отличным от поверхности диска цветом и в течение своего движения в окошке индикатора меняется изображение интенсивности: от полностью неокрашенного (минимальная интенсивность) плавно перетекающая в полностью окрашенное изображение, которое выполняет роль индикации уровня интенсивности солнечной активности (больше/меньше). Кардиоида выполнена и выбрана не случайно, потому что она представляет собой развертку синусоиды по окружности.

Помимо кардиоиды на диск индикации 24 могут быть нанесены пятна солнечной активности в строгом соответствии с вычисленными значениями чисел Вольфа и основываясь на законе Швабе-Вольфа. В этом случае, как показано на фиг.7, индикация солнечной активности будет отображаться через апертуру 9 циферблата 4 часов в виде пятен с изменяющейся интенсивностью. При этом диск индикации 24 совершает соответственно один оборот в год, то есть в апертуре 9 меняется количество пятен в течение всего 11-летнего цикла. Таким образом, расположение пятен приближенно к интенсивности солнечной активности и несет в себе информацию о солнечной активности, наблюдаемой в настоящий момент времени.

В заявке заявителем представлено несколько вариантов выполнения средства индикации. Вместе с тем, индикация может осуществляться в виде подвижного окошка, которое движется вдоль неподвижного изображения, либо в виде неподвижного прозрачного окошка и подвижного изображения солнечной активности и так далее. То есть вариантов выполнения индикации много и указание всех возможных вариантов выполнения средств индикации заявитель считает нецелесообразным, поскольку основная цель настоящего изобретения разъяснить сущность заявленного механического механизма индикации солнечной активности и его устройство в приборах времени, например, таких как механические и электромеханические часы.

В заявленном изобретении раскрыт эффективный способ индикации солнечной активности при использовании системы отображения 11-летнего цикла солнечной активности, сопряженной с часовым механизмом, и содержащей такие узлы как средство индикации солнечной активности и редуктор, связанный с часовым механизмом. Именно посредством реализации такой системы отображения обеспечивается возможность осуществления индикации солнечной активности в часах в настоящий момент времени. То есть пользователь часов в режиме реального времени всегда может оценить состояние солнечной активности, основанной на наличие солнечных пятен и/или группы солнечных пятен в 11-летний период солнечной активности.

При этом все описанные в заявке варианты выполнения системы отображения 11-летнего цикла солнечной активности, точнее варианты выполнения конструктивных узлов этой системы, позволяют обеспечить заявленный технический результат.

Таким образом, обеспечивается достижение требуемого технического результата, а именно создание механизма часов, позволяющего отображать солнечную активность на часах. При этом заявленный механизм является надежным и точным за счет того, что основан на законе Швабе-Вольфа и использовании чисел Вольфа при изготовлении вариантов выполнения механизмов привода и индикации солнечной активности.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленных изобретательских задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленная группа изобретений удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

1. Чижевский А. Л. Эпидемические катастрофы и периодическая деятельность Солнца, М., 1930.

2. Чижевский А. Л., Шишина Ю. В ритме Солнца, М., 1969.

3. Чижевский А. Л. Земное эхо солнечных бурь. - М.: Мысль, 1976. - 367 с.

4. Щербиновский Н. С. Солнечно-обусловленная цикличность массовых размножений вредных насекомых и других животных. - Астроном. Сб., 1960, вып.3/4, с. 165-169.

5. Шульц Н А. Влияние колебаний солнечной активности на численность белых кровяных телец. - В кн.: Земля во вселенной. М.: Мысль, 1964, с. 382-399.

6. Takata М. Uber eine neue biologisch wirksame komponente der Sonnen-strahlung. Beitrag zu einer experimentellen Grundlage der Heliobiologie. - Arch.Meteorol., Geophys. Und Bioklimatol. B, 1941, Bd. 2, N 2, s. 486-489.

7. Витинский Ю.И., Солнечная активность, -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1983. - 192 с. с ил.

8. Парамонов Д.А. Регулировка балансовых часов. Москва, «Машиностроение», 1977, стр. 19-23.

Claims (12)

1. Система отображения 11-летнего цикла солнечной активности в часах, содержащая

редуктор, кинематически связанный с часовым механизмом,

средство индикации солнечной активности, на котором отображены квазипериодические изменения числа солнечных пятен со средним периодом 11 лет.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что годовой редуктор выполнен в виде механического редуктора, состоящего из ряда последовательно соединенных зубчатых колес, передаточное число которых приближено к длине астрономического года.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что средство индикации солнечной активности на часах может быть выполнено в виде дополнительного циферблата солнечной активности со стрелкой индикатора солнечной активности.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что средство индикации солнечной активности на часах может быть выполнено в виде апертуры на циферблате и диска индикации с нанесенным на него изображением солнечных пятен и/или кардиоиды интенсивности.

5. Часы, содержащие корпус, циферблат, часовой механизм, стрелочный механизм, заводную головку, указатель часов и минут, отличающиеся тем, что дополнительно содержат систему отображения 11-летнего цикла солнечной активности по п. 1.

6. Способ изготовления системы отображения 11-летнего цикла солнечной активности по п. 1, при котором

предварительно рассчитывают квазипериодические изменения числа солнечных пятен при помощи формулы вычисления числа Вольфа и основываясь на законе Швабе-Вольфа,

изготавливают годовой редуктор с числом передаточных колес, исходя из передаточных чисел, близких к длине астрономического года,

часовой механизм связывают посредством кинематической связи с годовым редуктором,

индикацию на циферблате часов выполняют при помощи средства индикации солнечной активности на часах.

Images