Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про сигнализатор. Для использования в других целях, см Гелиограф (значения) .
Рис.1: Сигнализация с помощью гелиографа Mance, 1910 г.

A Heliograph ( Helios ( греческий : ἥλιος ), что означает «солнце», и graphein ( γράφειν ), что означает «запись») является семафора системой , что сигналы вспышек солнечного света ( как правило , с помощью кода Морзе ) отражаются зеркалом . Вспышки производятся путем кратковременного поворота зеркала или прерывания луча затвором. [1] Гелиограф был простым, но эффективным инструментом для мгновенной оптической связи на большие расстояния в конце 19 - начале 20 века. [1]Его основными видами применения были военные, изыскательские и лесозащитные работы. Гелиографы были стандартным выпуском в британской и австралийской армиях до 1960-х годов и использовались в пакистанской армии до 1975 года [2].

Описание [ править ]

Рис. 2: немецкий гелиограф, сделанный Р. Фюссом в Берлине (экспонируется в Музее связи во Франкфурте)

Было много типов гелиографов. Большинство гелиографов были вариантами версии британской армии Mance Mark V (рис.1). В нем использовалось зеркало с небольшим не посеребренным пятном в центре. Отправитель выровнял гелиограф с целью, глядя на отраженную цель в зеркале и двигая головой до тех пор, пока цель не была скрыта несеребренным пятном. Не двигая головой, они затем отрегулировали прицельную штангу так, чтобы ее поперечные проволоки рассекали цель пополам. [3] Затем они повернули визирную лопасть, которая покрывала поперечные тросы схемой креста, и выровняли зеркало с касательными и винтами возвышения, чтобы небольшая тень, которая была отражением несеребренного точечного отверстия, была на кресте. цель. [3] Это указывало на то, что солнечный луч указывал на цель. Вспышки производились с помощью ключевого механизма, который наклонял зеркало на несколько градусов вверх при нажатии рычага на задней стороне прибора. Если солнце находилось перед отправителем, его лучи отражались прямо от этого зеркала на приемную станцию. Если солнце находилось позади отправителя, визирную штангу заменяли вторым зеркалом, чтобы улавливать солнечный свет от главного зеркала и отражать его на приемную станцию. [4] [5] США связист гелиограф зеркало не качалось. Вспышки этого типа производились затвором, установленным на втором треноге (рис. 4). [4]

Гелиограф имел определенные преимущества. Он позволял осуществлять связь на большом расстоянии без фиксированной инфраструктуры, хотя его также можно было связать для создания фиксированной сети, простирающейся на сотни миль, как в сети «форт-форт», использованной для кампании Geronimo . Он был очень портативным, не требовал какого-либо источника питания и был относительно безопасным, поскольку он был невидим для тех, кто не находился рядом с рабочей осью, а луч был очень узким, распространяясь только на 50 футов на милю. Однако любой человек в луче с правильными знаниями может перехватить сигналы, не будучи обнаруженным. [2] [6] Во время англо-бурской войны , когда обе стороны использовали гелиографы, трубки иногда использовались для уменьшения рассеивания луча. [2]Однако в некоторых других обстоятельствах из-за узкого луча было трудно оставаться на одной линии с движущейся целью, например, при сообщении с берега на движущийся корабль, поэтому британцы выпустили рассеивающую линзу, чтобы расширить луч гелиографа от его естественного диаметра 0,5 градуса. до 15 градусов. [7]

Дальность действия гелиографа зависит от непрозрачности воздуха и эффективной собирающей площади зеркал. Зеркала гелиографа варьировались от 1,5 до 12 дюймов и более. Станции, расположенные на больших высотах, получают более разреженный и чистый воздух, и в любом случае требуются для больших расстояний, чтобы устранить кривизну земли. Хорошее приближение для диапазонов 20–50 миль состоит в том, что вспышка круглого зеркала видна невооруженным глазом на расстоянии 10 миль на каждый дюйм диаметра зеркала [8] и дальше в телескоп . Мировой рекорд дистанции был установлен отрядом сержантов связи США путем взаимодействия станций на Маунт Эллен , Юта , и Маунт Ункомпагре , Колорадо., 183 мили (295 км) друг от друга 17 сентября 1894 года, с гелиографами сигнального корпуса, несущими зеркала всего 8 квадратных дюймов. [9]

История [ править ]

Рис. 3 Османская гелиограф экипаж на Хуй во время Первой мировой войны, 1917
Руины немецкой Schutztruppe на вершине Диквиллема , где у немцев была гелиографическая станция (вид с высоты птичьего полета 2017)

Немецкий профессор Карл Фридрих Гаусс из Геттингенского университета разработал и использовал предшественник гелиографа ( гелиотроп ) в 1821 году. [1] [10] Его устройство направило контролируемый луч солнечного света на удаленную станцию, которая использовалась в качестве маркера. для геодезических изысканий и предлагался как средство телеграфной связи. [11] Это первое надежно задокументированное гелиографическое устройство [12], несмотря на многочисленные предположения о возможных древних случаях передачи сигналов солнечной вспышки, а также задокументированное существование других форм древней оптической телеграфии.

Например, один автор в 1919 г. решил «рискнуть» теорией [13], что материковые сигналы, которые римский император Тиберий наблюдал с Капри [14], были зеркальными вспышками, но признал, что «в древних писаниях нет упоминаний об использовании сигналов. с помощью зеркал », и что документально подтвержденными средствами древней визуальной связи на большие расстояния были огни маяков и дым маяков, а не зеркала.

Точно так же история о том, что щит использовался в качестве гелиографа в битве при Марафоне, является современным мифом [15], возникшим в 1800-х годах. Геродот никогда не упоминал никаких вспышек. [16] Геродот написал, что кого-то обвинили в том, что он устроил «щит в качестве сигнала». [17] В 1900-х годах росло подозрение, что теория вспышек неправдоподобна. [18] После проверки теории был сделан вывод: «Никто не мелькал щитом в битве при Марафоне». [19]

В письме от 3 июня 1778 года Джон Норрис , верховный шериф Бакингемшира, Англия, отмечает: «В этот день данные гелиографа были переданы доктором [Бенджамином] Франклином в Париже в Викомб». [20] Однако существует мало свидетельств того, что здесь «гелиограф» есть что-то, кроме неправильного написания « голографа ». Термин «гелиограф» для солнечного телеграфирования не вошел в английский язык до 1870-х годов - даже слово « телеграфия » не было введено до 1790-х годов.

Генри Кристофер Mance (1840-1926), Правительство персидского отдела Телеграфного Галф британского, разработал первый широко принятый гелиограф о 1869 г. [1] [21] [22] , а размещено в Карачи , в Бомбее председательствующего в Британской Индии . Манс был знаком с гелиотропами, когда они использовали их для Великого обзора Индии. [9] Гелиограф Mance легко управлялся одним человеком, и, поскольку он весил около семи фунтов, оператор мог легко переносить устройство и его штатив. Британская армия провела испытания гелиографа в Индии на расстоянии 35 миль с положительными результатами. [23] Во время экспедиции Джоваки АфридиГелиограф был отправлен британо-индийским правительством в 1877 году. Впервые он был испытан на войне. [24] [25]

Рис.4: Гелиограф Службы связи США , 1898 г.

Простой и эффективный инструмент, изобретенный Мансом, должен был стать важной частью военной связи более 60 лет. Применение гелиографов ограничивалось дневным временем при ярком солнечном свете, но они были самым мощным из известных устройств визуальной сигнализации. В дорадио времена гелиография часто была единственным средством связи, которое могло охватывать расстояние до 100 миль с помощью легкого портативного прибора. [9]

В вооруженных силах Соединенных Штатов к середине 1878 года полковник Нельсон А. Майлз установил линию гелиографов, соединяющую форт Кеог и форт Кастер, штат Монтана, на расстоянии 140 миль. [26] [27] [28] В 1886 году генерал Нельсон А. Майлз во время охоты на Джеронимо создал сеть из 27 гелиографических станций в Аризоне и Нью-Мексико . [29] В 1890 году майор армии США В. Дж. Фолькмар продемонстрировал в Аризоне и Нью-Мексико возможность осуществления связи с помощью гелиографа по сети гелиографов общей протяженностью 2 000 миль. [30]Сеть связи, начатая генералом Майлзом в 1886 году и продолженная лейтенантом В.А. Глассфордом, была усовершенствована в 1889 году на дальностях 85, 88, 95 и 125 миль над пересеченной и разбитой местностью, которая была оплотом апачей и других враждебные индейские племена. [9]

К 1887 г. в число используемых гелиографов входили не только британские гелиографы Mance и Begbie, но и американские гелиографы Grugan, Garner и Pursell. В гелиографах Гругана и Перселла использовались ставни, а в других использовались подвижные зеркала, приводимые в действие пальцевой клавишей. Гелиографы Mance, Grugan и Pursell использовали два штатива, а остальные - по одному. Сигналы могли быть либо мгновенными вспышками, либо мгновенными затемнениями. [31] В 1888 году Служба связи США проверила все эти устройства, а также гелио-телеграф Финли [31] и, не найдя ни одного полностью подходящего, разработала гелиограф Службы связи США, двухштативную машину с затвором. общим весом 13 7/8 фунтов, и заказал 100 штук на общую сумму 4205 долларов. [32]В 1893 году для Службы связи США было изготовлено 133 гелиографа [33].

Расцветом гелиографа, вероятно, была Вторая англо-бурская война в Южной Африке, где он широко использовался как англичанами, так и бурами. [1] [2] Рельеф и климат, а также характер кампании сделали гелиографию логичным выбором. Для ночной связи британцы использовали несколько больших фонарей Aldis , доставленных вглубь страны в железнодорожных вагонах и оборудованных створчатыми ставнями для преобразования луча света в точки и тире. На ранних этапах войны британские гарнизоны были осаждены в Кимберли , Ледисмите и Мафекинге . С наземным телеграфомлинии перерезаны, единственный контакт с внешним миром был через световой луч, гелио днем ​​и лампы Алдиса ночью. [9]

В 1909 году в США было введено использование гелиографии для защиты лесов. К 1920 году такое использование было широко распространено в США и началось в Канаде, и гелиограф считался «рядом с телефоном, самым полезным устройством связи, которое в настоящее время доступно для служб защиты лесов». [4] Д. П. Годвин из Лесной службы США изобрел очень портативный (4,5 фунта) гелиограф с одинарной треногой, затвором и зеркалом для использования в лесном хозяйстве. [4]

Непосредственно перед началом Первой мировой войны кавалерийские полки Российской Императорской армии все еще проходили подготовку по гелиографической связи, чтобы повысить эффективность их разведывательных и репортерских функций. [34] Красная Армия во время гражданской войны в России использовала серию гелиографов станций для распространения разведки эффективна о басмаческих повстанческих движениях в Туркестане в 1926 году [35]

Во время Второй мировой войны войска Южной Африки и Австралии использовали гелиограф против немецких войск в Ливии и Египте в 1941 и 1942 годах [1].

Гелиограф оставался стандартным оборудованием для военных связистов в австралийской и британской армиях до 1940-х годов, когда он считался типом связи с «низкой вероятностью перехвата». Канадская армия была последняя крупная армией , чтобы иметь гелиограф в качестве пункта выдачи. К тому времени, как зеркальные инструменты были выведены из эксплуатации, они редко использовались для сигнализации. [9] Однако еще в 1980-х годах гелиографы использовались афганскими войсками во время советского вторжения в Афганистан . [1] Сигнальные зеркала по-прежнему входят в комплекты аварийно- спасательных работ для аварийной сигнализации поисково-спасательным самолетам.[1]

Автоматические гелиографы [ править ]

Большинство гелиографов XIX и XX веков были полностью ручными. [4] Этапы совмещения гелиографа с целью, совмещения отраженного солнечного луча с гелиографом, сохранения ориентации солнечного луча при движении солнца, преобразования сообщения во вспышки, преобразования солнечного луча в эти вспышки, обнаружения вспышек на Получение и преобразование вспышек в сообщение выполнялись вручную. [4] Одно заметное исключение - многие французские гелиографы использовали заводные гелиостаты для автоматического управления движением Солнца. К 1884 году все активные части «аппарата Манжена» (двухрежимный французский военный полевой оптический телеграф, который мог использовать либо фонарь, либо солнечный свет) были оснащены часовыми гелиостатами. [36]Аппарат Манжена с гелиостатом все еще находился в эксплуатации в 1917 году. [37] [38] [39] Предложения по автоматизации как модуляции солнечного луча (часовым механизмом), так и обнаружения (электрическими селеновыми фотодетекторами или фотографическими средствами) относятся к как минимум 1882 г. [40] В 1961 г. ВВС США работали над космическим гелиографом для передачи сигналов между спутниками [41]

В мае 2012 года роботизированные зеркала «Солнечный маяк», разработанные в Калифорнийском университете в Беркли, были установлены на башнях моста Золотые Ворота, и был создан веб-сайт [42], где общественность могла запланировать время, в которое зеркала будут сигнализировать солнечными вспышками. ввод времени и их широты, долготы и высоты. [43] Солнечные маяки были позже перенесены в Sather Tower в Калифорнийском университете в Беркли. [44] [45] К июню 2012 года общественность могла указать «настраиваемое шоу» до 32 периодов «включения» или «выключения» по 4 секунды каждый, разрешая передачу нескольких символов азбуки Морзе. [46] Дизайнер описал Солнечный маяк как «гелиостат», а не «гелиограф». [43]

Первый гелиограф с цифровым управлением был разработан и построен в 2015 году. [47] [48] Он был полуфиналистом конкурса Broadcom MASTERS. [49]

См. Также [ править ]

  • Гелиография , ранний фотографический процесс, изобретенный Джозефом Нисефором Ньепсом около 1822 года.
  • Гелиотроп (инструмент)
  • Сигнальная лампа

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч Woods, Дэниел (2008). «Гелиограф и зеркала» . В Стерлинге, Кристофер (ред.). Военные коммуникации: от древних времен до 21 века . ABC-CLIO. п. 208. ISBN 978-1851097326.
  2. ^ a b c d Майор Дж. Д. Харрис. ПРОВОД НА ВОЙНЕ - Сигнальная связь в войне в Южной Африке 1899–1902 гг . Проверено 1 июня 2008 г. Обсуждение использования гелиографа во время англо-бурской войны.
  3. ^ a b Обучение сигналам . III. Брошюра № 2. Гелиограф, 5 дюймов, Марк В. 1922. Лондон: Канцелярия Его Величества. 1922. С. 10–13.
  4. ^ Б с д е е В. Н. Millar (1920), канадский лесной службы. Методы коммуникации, адаптированные для Google Книги по защите леса . Проверено 1 июня 2008 г. С. 160-181 посвящены гелиографу со схемами британского, американского и Годвиновского типа.
  5. ^ Руководство по эксплуатации армейской сигнализации 1886 Раздел III - Аппаратура и метод ее использования . Проверено 1 июня 2008 г. Схемы и инструкции для британского военного гелиографа (обратите внимание на британскую геральдику на обложке).
  6. ^ Киплинг, Редьярд Кодекс морали . Сайт Общества Киплинга. Проверено 1 июня 2008 г.
  7. ^ Сигналы, Роял. «Гелиограф» . Справочник по сигнализации (1905 г.) . Проверено 15 апреля 2012 года .
  8. ^ Джейкоб, WS (ноябрь 1849 г.). «О угасании света в атмосфере» . Труды Королевского общества Эдинбурга . 2 : 272–273 . Дата обращения 19 мая 2019 .
  9. ^ a b c d e f Коу, Льюис Телеграф: История изобретения Морса и его предшественников в Соединенных Штатах . Google Книги. Проверено 1 июня 2008 г.
  10. ^ Dunnington, Г. Вальдо (2004). Карл Фридрих Гаусс: Титан науки . Нью-Йорк: Математическая ассоциация Америки. С. 122–127. ISBN 0-88385-547-X.
  11. ^ "Гелиотроп" . Манчестер Айрис . 1 (32): 255–256. 7 сентября 1822 . Проверено 18 ноября 2012 года .
  12. ^ Хольцманн, Gerard (1995). Бьорн Персон (ред.). Ранняя история сетей передачи данных . Издательство IEEE Computer Society Press. п. 10 . ISBN 0818667826. Проверено 18 ноября 2012 года .
  13. ^ Кингман, Джон (сентябрь 1919). «Остров Капри: Императорская резиденция и вероятная беспроводная станция Древнего Рима» . Журнал National Geographic . п. 224 . Проверено 18 ноября 2012 года .
  14. ^ Светоний (1796 г.). Жития первых двенадцати цезарей . Г.Г. и Дж. Робинсон, Патерностер-Роу. п. 296.
  15. ^ Кренц, Питер (2010). Марафонская битва . Йельский университет. п. 160. ISBN 978-0300120851.
  16. ^ Секунда, Николай (2002). Марафон 490 г. до н. Э .: Первое вторжение персов в Грецию . Osprey Publishing. п. 73. ISBN 1841760005.
  17. ^ Геродот (1920). «6.115.1, 6.121.1, 6.123.1,6.124,2» . Геродот, Истории, с английским переводом А. Д. Годли . Издательство Гарвардского университета.
  18. Перейти ↑ Reynolds, PK Baillie (1929). «Щитовой сигнал в битве при Марафоне». Журнал эллинистических исследований . 49 (Часть I): 100–105. DOI : 10.2307 / 625005 . JSTOR 625005 . 
  19. ↑ Ходж, А. Тревор (2001). «Размышления о щите на марафоне». Ежегодник Британской школы в Афинах . 96 : 237–259. DOI : 10.1017 / s0068245400005281 . JSTOR 30073279 . S2CID 128558448 .  
  20. ^ Дьякон, Ричард (1978). Тихая война: история западной военно-морской разведки. Дэвид и Чарльз. п. 21. ISBN 978-0715375570 . 
  21. ^ Mance, Генри (10 февраля 1872). «Гелиограф или солнечный телеграф» . Объединенное учреждение обслуживания Индии . 1 (5): 123–130. hdl : 2027 / mdp.39015035103855 . Проверено 16 июня 2013 года .
  22. ↑ Гуд, Сэмюэл (14 июня 1875 г.). «Гелиограф Манса, или солнечный телеграф» . Журнал Королевского института объединенной службы . XIX (LXXXIII): 534–548. DOI : 10.1080 / 03071847509415772 . Проверено 21 июня 2011 .
  23. ^ Удача, Джордж (1872-05-24). «Армейская сигнализация, гелиограф» . Объединенное учреждение обслуживания Индии . 2 (7): 101–105. hdl : 2027 / mdp.39015035103855 .
  24. ↑ Wynne, Major AS (15 марта 1880 г.). «Гелиография и армейская сигнализация в целом» . Журнал Королевского института объединенной службы . XXIV (CV): 235–258. DOI : 10.1080 / 03071848009417153 . Проверено 21 июня 2011 года .
  25. ^ RW Бернс (2004) Коммуникации: Международная история формирующих лет . Google Книги. Проверено 2 июня 2008 г., стр. 192–196 обсуждают гелиограф.
  26. ^ Штайнбах, Роберт (1989). Жизни Фрэнка и Элис Болдуин (1 - е изд.). Остин: Техасский университет Press. п. 136 . ISBN 0-292-74659-8.
  27. ^ Reade, лейтенант Филипп (январь 1880). «О гелиографах» . Единая служба . 2 : 91–108 . Проверено 21 июня 2011 года .
  28. ^ "Тихоокеанский склон" . Daily Alta California . 37 (12578): 5. 20 сентября 1884 г.
  29. ^ Ролак, Бруно. "Зеркала генерала Майлза Гелиограф в кампании Geromino 1886" . Форт Уачука . Архивировано из оригинального 17 февраля 2013 года . Проверено 19 августа 2018 .
  30. ^ Грили, Адольф (август 1899 г.). «Эволюция войск связи» . Журнал Эйнсли . IV (1): 17 . Проверено 31 марта 2017 года .
  31. ^ a b Улучшенный метод в искусстве передачи сигналов для военных и научных целей , The American Helio-Telegraph and Signal Light Company, 1887 , получено 1 июня 2008 г..
  32. ↑ Годовой отчет старшего офицера связи армии военному секретарю , 1889 г., стр. 43–7 , получено 3 июня 2008 г..
  33. ^ Отчет начальника связи . УСГПО 1893. с. 671.
  34. ^ Литтауэр Владимир (май 2007). Русский гусар . п. 123. ISBN 978-1-59048-256-8.
  35. ^ Эверетт-Хит, Том (2003), Центральная Азия: аспекты перехода , стр. 20, ISBN 9780700709564, получено 3 июня 2008 г..
  36. ^ Ternant, A.-L. (1884). Les télégraphes (2-е изд.). Ашетт. С. 35–65.
  37. ^ Charles-La Возель, Анри (1912). Практическая инструкция по установке оптических коммуникаций в военной службе телеграфии: Premiere Partie, Communications Optiques de Campagne . С. 30–32, 42–43.
  38. ^ BOUCHETHAL, JL (1916). "LA TÉLÉGRAPHIE OPTIQUE AUX ARMÉES" . La Science et la Vie (28): 337–342.
  39. ^ "Османские солдаты устанавливают сигнальную аппаратуру, 1917" . Flickr . Османские имперские архивы . Проверено 7 сентября 2015 года .
  40. ^ "Гелиограф на Маврикии" . Инженерное дело . 34 : 363. 13 октября 1882 г.
  41. ^ Pursglove, С. Дэвид (1961). «Древний гелиограф становится современным для космической эры» . Наука и механика : 70. Архивировано из оригинала 25 мая 2011 года.
  42. ^ "Солнечный маяк" . Архивировано из оригинального 30 мая 2012 года . Проверено 30 мая 2012 года .
  43. ^ a b Боксолл, Беттина. «Мост Золотые Ворота готовится к празднованию 75-летия» . Лос-Анджелес сейчас . Лос-Анджелес Таймс.
  44. ↑ Туан, Лидия (10 сентября 2013 г.). «Солнечный маяк на вершине Campanile позволяет безопасно наблюдать за солнечным светом» . Ежедневный калифорнийский .
  45. ^ "Солнечный маяк" . Проверено 7 сентября 2015 года .
  46. ^ Валлерга, Джон. «Пользовательские настройки шоу» . Солнечный маяк . Проверено 28 июня 2012 года .
  47. ^ "Проект научной ярмарки первокурсника IPA" . Островная Тихоокеанская Академия . Проверено 6 сентября 2015 года .
  48. ^ Уэлч, Натали. «Цифровой гелиограф» . Проверено 6 сентября 2015 года .
  49. ^ "2015 Broadcom MASTERS Полуфиналисты" . Проверено 5 сентября 2015 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Льюис Коу, Великие дни гелиографа , Краун-Пойнт, 1987 OCLC 16902284 

Внешние ссылки [ править ]

  • Гелиография: общение с зеркалами Фотографии британских, американских и португальских гелиографов.
  • Гелиограф Описание британских гелиографов Mance, Begbie и французского LeSeurre с иллюстрациями (1899 г.)
  • Eliografo Подробные цветные фотографии гелиографа British Mance времен Второй мировой войны (итальянский).
  • «Гелиограф» в Национальной библиотеке Австралии: Trove ; Более 100 исторических фотографий гелиографа на австралийском военном мемориале и в других местах
  • Лист данных Royal Signals № 2. Гелиограф (пересмотрен в апреле 2003 г.)
  • ГЛАВА IV ГЕЛИОГРАФ (СТРАНИЦА 48 СПРАВОЧНИКА ПО СИГНАЛИЗАЦИИ 1905 ГОДА)
  • Mance Mark V Heliograph Подробные фотографии британского гелиографа Mark V и комплекта, ссылки на патенты. При нажатии на видимые фотографии отображаются фотографии с высоким разрешением.
  • Гелиограф в Apache Wars
  • Сигнальная связь во время войны в Южной Африке 1899-1902 гг.
  • Гелиографы в Музее РетроТехнологий