Kā inženierzinātņu students vai inženieris jūs droši vien zināt, cik svarīgi ir būt precīzam un precīzam, veicot mērījumus un veicot matemātiku.
Un, runājot par virziena urbšanu, jūs nevarat aizmirst par azimutu, kas ir ļoti svarīgs faktors.
Tas var izklausīties kā tehnisks termins, ko saprot tikai daži cilvēki, taču azimuts ir ļoti svarīga daļa no daudziem inženiertehniskajiem uzdevumiem, sākot no mērniecības līdz kalnrūpniecībai un citiem.
Šajā emuāra ierakstā es runāšu par to, kas ir azimuts, kā tas tiek aprēķināts un kāpēc jums kā inženierim tas būtu jārūpējas.
Tāpēc turiet cieši, jo jūs gatavojaties uzzināt par vienu no vissvarīgākajiem inženierzinātņu leņķiem.
Izpratne par azimutu
Formālā definīcija:
Virziena urbšanā novirzes instrumenta virsmas virziens attiecībā pret magnētiskajiem ziemeļiem.
Azimuts ir leņķa mērītājs, ko izmanto daudzās jomās, piemēram, navigācijā, astronomijā, inženierzinātnēs, kartēšanā, kalnrūpniecībā un ballistikā.
Ko nozīmē “Azimuts”?
Sfēriskā koordinātu sistēmā azimuts ir horizontālais leņķis no kardinālā virziena, kas visbiežāk ir uz ziemeļiem.
To parasti mēra grādos (°) un izmanto, lai pateiktu, uz kuru pusi ir vērsts kaut kas debesīs vai uz zemes.
Astronomi bieži izmanto azimutu, lai runātu par to, kur atrodas zvaigzne vai cits objekts debesīs attiecībā pret to, kur viņi atrodas uz Zemes.
Inženierzinātnēs azimutu izmanto, lai runātu par to, kā ir norādīts urbums vai kā tiek iestatīta virziena izpēte.
Azimuts astronomijā
Astronomijā azimuts un augstums ir divas koordinātas, kas parāda, kur debesīs atrodas debess ķermenis, skatoties no noteiktas vietas un laika.
Debess ķermeņa virzienu nosaka tā azimuts.
Uz ziemeļiem ir 0o azimuts, uz austrumiem ir 90o azimuts, uz dienvidiem ir 180o azimuts un uz rietumiem ir 270o.
Paaugstinājums ir leņķis starp objektu un horizontu, kurā atrodas novērotājs.
Šis leņķis var būt līdz 90 grādiem virs horizonta.
Azimutu izmanto arī, lai runātu par to, kā saules paneļi tiek iestatīti attiecībā pret sauli.
Azimuta leņķis ir virziens uz kompasa, no kura nāk saule.
Saules pusdienlaikā, kad saule šajā dienā atrodas augstākajā debess punktā, tā vienmēr spīd tieši uz dienvidiem ziemeļu puslodē un tieši uz ziemeļiem dienvidu puslodē.
Katru dienu mainās azimuta leņķis.
Azimuts inženierzinātnēs
Inženierzinātnēs azimutu izmanto, lai iestatītu urbuma trajektorijas virzienu, lai varētu atrast urbuma virzienu un veikt urbšanu pareizajā vietā.
To izmanto arī, lai noskaidrotu, kā aka ir vērsta attiecībā pret horizontālo plakni.
Lielāko daļu laika azimutu norāda grādos no ģeogrāfiskā vai magnētiskā ziemeļpola.
Piemēram, akas, kas vērsta uz austrumiem, azimuts ir 90 grādi.
Augstums un azimuts
Augstums un azimuts ir divas koordinātas, kas parāda, kur objekts atrodas virs Zemes virsmas.
Augstums ir leņķis starp objektu un horizontu, kurā atrodas novērotājs.
To mēra grādos virs horizonta.
Azimuts ir grādu skaits pretēji pulksteņrādītāja virzienam no tiešiem ziemeļiem (parasti) līdz objekta vertikālajam aplim, kas ir liels aplis caur objektu un zenītu.
Izmantojot augstuma un azimuta leņķus, horizontālā koordinātu sistēma var atrast, kur debesīs atrodas lietas.
Kāpēc jums (nedrīkst) aizmirst par azimutu virziena urbšanā
Joprojām grūti saprast? Ļaujiet man nedaudz mainīt viedokli:
Vai vēlaties kļūt labi pazīstams virziena urbšanas pasaulē? Vēlaties izcelties no pūļa un iegūt slavu savā jomā? Tālāk ir sniegti daži padomi, kas jūs pievērsīs uzmanību: neuztraucieties par azimutu.
Jā, vienkārši izmetiet to pa logu un aizmirstiet par to.
Kam vajadzīgs leņķis, kas parāda, kurp doties, kad varat vienkārši iet līdzi straumei un cerēt uz labāko? Pat ja jūsu kolēģi un klienti varētu smieties par jūsu neprecizitātes trūkumu, vienkārši padomājiet, cik daudz laika un pūļu jūs ietaupīsit, ja neuztraucaties par azimutu.
Un jūs nekad zināt, jūs varat atrast bagātīgu eļļas vai minerālu dzīslu, pat to nemeklējot.
Tāpēc izmetiet azimutu un apsveiciet haosu. Kā kaut kas varētu noiet greizi?
Labi, tas bija tikai joks, lai izskatītos pēc TV reklāmas.
Tagad atgriezīsimies pie teiktā.
Azimuta atrašana
Azimuts ir galvenā ideja inženierzinātnēs, it īpaši, ja runa ir par mērniecību un navigāciju.
To lieto, lai pateiktu, uz kuru pusi ir vērsts kaut kas debesīs vai uz zemes.
Šajā rakstā mēs runāsim par to, kā atrast azimutu ar kompasu un karti, izdomāt aizmugurējo azimutu un pārslēgties starp magnētisko azimutu un režģa azimutu.
Azimuta atrašana, izmantojot kompasu un karti
Veiciet šīs darbības, lai atrastu azimutu, izmantojot kompasu un karti:
Ielieciet kompasu plaukstā, prom no metāla priekšmetiem, un skatieties uz to 45° leņķī.
- Pagrieziet azimuta skalu, līdz bultiņa ar uzrakstu "orientēšanās" sakrīt ar bultiņu, kas saka "ceļošanas virziens".
- Pagrieziet visu kompasu (ar sevi, ja to turat), līdz adata "iekļaujas" orientējošajā bultiņā.
- Novietojiet kompasu uz kartes un pagrieziet to, līdz orientējošās līnijas sakrīt ar kartes režģi.
- Izlasiet leņķi, kas atzīmēts ar indeksa līniju.
Šis ir jūsu režģa ziemeļu azimuts.
Aizmugurējā azimuta aprēķināšana
Aizmugurējais azimuts ir azimuts pretējā virzienā sākotnējam azimutam.
Ja sākotnējais azimuts ir mazāks par 180 grādiem, jūs tam pievienojat 180 grādus, lai iegūtu atpakaļejošu azimutu.
Ja sākotnējais azimuts ir lielāks par 180 grādiem, jūs no tā noņemat 180 grādus.
Piemēram, ja azimuts ir 320 grādi, aizmugures azimuts būtu 320 mīnus 180 vai 140 grādi.
Ja azimuts ir 30 grādi, aizmugurējais azimuts ir 180 grādi plus 30 grādi, kas ir vienāds ar 210 grādiem.
Izmantojot mils, jūs pievienojat 3200 miles sākotnējam mil rādījumam, lai iegūtu atpakaļejošo azimutu.
Piemēram, ja jūs dodaties no punkta A uz punktu B ar azimutu 1150 jūdzes un pēc tam vēlaties atgriezties punktā A, jūs sekojat atpakaļ azimutam (1150 + 3200) = 4350 jūdzes.
Backsighting izmantošana, lai noteiktu novirzi ārpus kursa
Backsighting ir veids, kā mērķēt, izmantojot azimuta nolasījumu, kas ir apgriezts.
Atpakaļredzība ir tad, kad pagriežat azimuta tēmēkli, lai atrastu ceļu atpakaļ tur, kur sākāt.
Lai uzzinātu, cik grādu novirzes no kursa esat, ņemiet rādījumus no aizmugures skata un atņemiet to no priekšējā tēmēekļa rādījuma.
Piemēram, ja jūsu pirmais novērojums bija 260 grādi un atpakaļskata rādījums bija 100 grādi, novirze ārpus kursa būtu (260–100) = 160 grādi.
Pārveidošana starp magnētisko un režģa azimutu
Lai magnētisko azimutu pārvērstu režģa azimutā, magnētiskajam azimutam jāpievieno GM leņķis.
Režģa magnētiskais leņķis jeb GM leņķis ir leņķis starp režģa ziemeļiem un magnētiskajiem ziemeļiem.
GM leņķa vērtība mainās atkarībā no jūsu atrašanās vietas, un jūs to varat atrast topogrāfiskajās kartēs.
Piemēram, ja jūsu magnētiskais azimuts ir 270 grādi un jūsu GM leņķis ir 8 grādi, jūsu režģa azimuts būs (270 + 8) = 278 grādi.
Lai pārietu no režģa azimuta uz magnētisko azimutu, no režģa azimuta ir jāatņem GM leņķis.
Ja dzīvojat apgabalā ar rietumu GM leņķi un vēlaties mainīt magnētisko azimutu uz režģa azimutu, pievienojiet GM leņķi magnētiskajam azimutam.
Padoms. Ja nepieciešams, ieslēdziet parakstu pogu. Iestatījumu pogā izvēlieties “automātiskais tulkojums”, ja nezināt portugāļu valodu. Iespējams, vispirms būs jānoklikšķina uz videoklipa valodas, pirms jūsu iecienītākā valoda kļūst pieejama tulkošanai.
Azimuta lietojumi
Zemas frekvences skaņu atrašanās vietas noteikšana
Interaural Time Difference (ITD) ir labākais veids, kā noskaidrot, no kurienes pa azimutu nāk zemas frekvences skaņas.
ITD ir laika starpība starp brīdi, kad skaņa nonāk vienā ausī un kad tā nonāk otrā.
Laika starpību var izmantot, lai noskaidrotu, no kurienes nāk skaņa.
Zemas frekvences skaņām ir garāks viļņu garums nekā augstfrekvences skaņām, tāpēc tās, visticamāk, ir ITD norādes.
Azimuta šaušana rezekcijai
Rezekcija ir veids, kā noskaidrot, kur atrodaties kartē, aplūkojot divus labi zināmus orientierus.
Metode ar kompasu uz vaigu ir labākais veids, kā noteikt rezekcijas azimutu.
Šī metode paredz turēt abas acis atvērtas un skatīties uz objektu caur aizmugures tēmēkli, vienlaikus novietojot priekšējo tēmēkli ar objektu.
Pēc tam paceliet kompasu pie vaiga, vienlaikus turot objektu redzamā vietā, un nolasiet azimutu tieši no kompasa.
Šī metode ir labāka par centra turēšanas metodi, jo tā sniedz precīzākus rezultātus un rada mazāk paralakses kļūdu.
Citi lietojumi
| Izmanto: | Apraksts: |
|---|---|
| Virziena urbšana | Virziena urbšana ir viens no svarīgākajiem azimuta izmantošanas veidiem. Šajā gadījumā azimutu izmanto, lai noskaidrotu, uz kuru pusi ir vērsta novirzes rīka seja attiecībā pret magnētiskajiem ziemeļiem. To izmanto, lai izveidotu precīzus urbšanas ceļus, kas inženieriem atvieglo naftas, gāzes vai minerālu izņemšanu no zemes. Nosakot pareizo azimutu, inženieri var pārliecināties, ka urbšana tiek veikta drošā un precīzā veidā, un izvairīties no tādām problēmām kā citu aku urbšana. |
| Navigācija | Azimutu izmanto arī, lai noskaidrotu, kur kaut kas atrodas saistībā ar patiesajiem ziemeļiem, magnētiskajiem ziemeļiem vai jebkuru citu atskaites punktu. To bieži izmanto, lai palīdzētu pilotiem un jūrniekiem precīzāk nokļūt galamērķos pa gaisu un jūru. Piemēram, pilots var izmantot azimutu, lai noskaidrotu leņķi starp lidmašīnas virzību un skrejceļu lidostā, lai pārliecinātos, ka tā droši nolaižas. |
| Mērniecība | Mērniecībā azimutu izmanto, lai noteiktu leņķi starp atskaites punktu un mērķa punktu horizontālajā plaknē. Mērnieki izmanto azimutu, lai iestatītu īpašuma līnijas, izveidotu kartes un veiktu būvniecības apsekojumus. Tas ļauj viņiem izveidot precīzus zemes zīmējumus un kartes, kas palīdz inženieriem projektēt un būvēt videi draudzīgas ēkas. |
| Akustika | Akustikā vārdu "azimuts" lieto, lai noskaidrotu, no kurienes nāk skaņas. Cilvēka auss var atšķirt, kad skaņas viļņi sasniedz katru ausi, kas ļauj mums noskaidrot, no kurienes nāk skaņa. Pievienojot šo informāciju azimuta leņķim, inženieri var precīzi noteikt, kur atrodas skaņas avots, un izveidot atbilstošas skaņas sistēmas. |
| Saules izsekošana | Saules paneļi ir veidoti tā, lai tie kustētos kopā ar sauli, lai tie varētu iegūt visvairāk enerģijas. Azimuta leņķi izmanto, lai precīzi noteiktu, kur debesīs atrodas saule. Tas ļauj saules paneļiem pārvietoties tā, lai tie būtu vērsti pret sauli un iegūtu pēc iespējas vairāk gaismas. Tādējādi saules paneļi darbojas pēc iespējas labāk un ietaupa naudu uz enerģijas izmaksām. |
Secinājums
Kad mēs pabeidzam mācīties par azimutu, kļūst skaidrs, ka šis leņķis ir vairāk nekā tikai inženierijā izmantots mērījums.
Tā ir pamatideja, kas palīdz mums orientēties, uzzināt un izprast apkārtējo pasauli.
Šis leņķis ir bijis ļoti svarīgs mūsu kā sugas progresam, sākot no pirmajiem pētniekiem, kuri izmantoja zvaigznes, lai vadītu savus kuģus, līdz inženieriem, kuri izmanto azimutu, lai palīdzētu viņiem urbt mūsdienās.
Bet, skatoties uz priekšu, mums vajadzētu padomāt par to, kā varētu mainīties mūsu attiecības ar azimutu.
Vai azimutam joprojām būs tāda pati loma, kad iznāks jaunas tehnoloģijas un pieaugs mūsu zināšanas par Visumu? Vai arī tā vietā būs kaut kas jaunāks, labāks un precīzāks? Laiks rādīs, bet viens ir skaidrs: azimuts vienmēr atgādinās par mūsu centieniem uzzināt un kontrolēt apkārtējo pasauli.
Kopīgot…
