Достоинством любого изобретателя является способность не только придумать что-либо принципиально новое, но и найти применение известным принципам в новых, казалось бы, совсем неподходящих условиях или в новом качестве. Еще в детской книге Г.С. Альтова «И тут появился изобретатель» одним из видов решения задачи называют принцип «совместить несовместимое».
 
Как говорилось в предыдущей статье («Вестник геодезии и картографии», № 9 (188) сентябрь 2018), Г.Ю. Стодолкевич – автор целого ряда изобретений в области геодезического приборостроения. Не все они нашли воплощение в серийных приборах, но ряд изобретений был положительно и по достоинству оценен геодезистами.
 
Изобретатель Стодолкевич: совместить несовместимое
 
В устройстве, которое мы сегодня рассмотрим, – высотомере, предложенном уже знакомым нам инженером Стодолкевичем, прослеживается именно принцип «совместимости несовместимого».
 
В нем воплощена идея по совмещению прибора для камеральных работ – планиметра и инструмента для полевых работ – кипрегеля. Обыкновенно эти приборы не соседствуют даже на складских полках изыскательских организаций. Идея в целом заключается в автоматизации процесса определения превышений путем введения механизма, связывающего величину превышения и наклон трубы по определенному закону.
 
Изобретатель Стодолкевич: совместить несовместимое
 
Изначально это устройство, которое мы рассмотрим подробно ниже, предлагалось в качестве «приспособления к геодезическим инструментам (теодолиту, кипрегелю и пр.) для автоматического определения превышений и отметок пикетных точек» (Авт. св-во № 34163, выдано 31 января 1934 г.). Однако в виде насадок и приспособлений этот высотомер не выпускался. Он не встречается ни в каких приборах, кроме кипрегелей.
 
Легко предположить, что этот принцип в других приборах не был востребован: примерно в этот же период был внедрен механизм редуцирования с применением поворотных оптических клиньев (редукционные тахеометры выпускались с середины 1940-х).
 
Изобретатель Стодолкевич: совместить несовместимое
 
В изобретении предлагается наводящий винт трубы изготавливать с определенным шагом резьбы и использовать одновременно для перемещения измерительного механизма относительно диска, полный оборот которого соответствует 100 единицам измерения (метрам). Перемещение это связано зависимостью S tg a, где a – угол наклона трубы, а S – длина рычага, равная расстоянию от центра диска до колесика: «При соблюдении этого условия, при вращении диска измерительное колесо передвинется на число делений, соответствующих превышению, если только деления по окружности диска будут соответствовать линейным единицам измерения». Принцип не требует подробного разъяснения – чем дальше отстоит колесо от центра диска, тем больший путь оно пройдет при том же угле поворота – наклоне трубы. Изначальный вариант был значительно упрощен в производстве. Диск и отсчетное колесо поменяли местами, таким образом, диск при наклоне трубы вместе с корпусом перемещается относительно неподвижного отсчетного устройства. В систему добавлен выключатель – рычажок, отодвигающий счетное колесо диска и позволяющий устанавливать нулевой отсчет перед каждым измерением. Это повышает точность измерений. При наклоненной трубе (в противном случае, диск вращаться не будет) устанавливают нулевой отсчет, отводят колесо, затем устанавливают зрительную трубу по уровню, после чего подводят колесо к диску. При этом можно проверить точность установки: если труба установлена горизонтально, вращение диска не окажет влияния на счетное колесо, так как оно прижато точно к центру диска.
 
Естественно, такая конструкция накладывает некоторые ограничения. Пользоваться высотомером можно только при одном положении трубы, а пределы наклона трубы зависят от размера диска. Однако на практике редко производят измерения превышений, выходящие за пределы диапазона высотомера (+/- 35°). Поворот всего прибора на планшете, вместо перевода трубы через надир, на 180° для использования высотомера при визировании в противоположную сторону, только повышает точность, поскольку перестановка рекомендована при мензульной съемке любым кипрегелем, как и любым прибором с вертикальным кругом (положения круг лево, круг право).
 
Изобретатель Стодолкевич: совместить несовместимое
Изобретатель Стодолкевич: совместить несовместимое
 
Если перейти к конкретным приборам, в конструкцию которых включен описываемый высотомер, мы обнаружим линейку кипрегелей ВКС (высотомер-кипрегель Стодолкевича), ряд моделей состоит из семи серий. В первых сериях трактовка принципа планиметра воплощена буквально – колесо катится именно по бумаге, для чего был использован картонный диск. Этот элемент стал самым уязвимым местом, подверженным истиранию, а также короблению и, естественно, намоканию в непростых полевых условиях. В последующих версиях использован ряд других материалов, в том числе резина. Одним из последних серийных приборов, где использован высотомер, стал кипрегель КА-5М, в котором диск выполнен из керамики с заданной шероховатостью поверхности, позволяющей точно передавать вращение при различных углах наклона. Кроме того, отсчетное колесо снабжено сложной лупой. Несмотря на все усовершенствования, мы увидим то же колесо планиметра, что и в ранних моделях. Керамический диск с маховиком установки выполнен на отдельной пощадке, один из четырех крепежных винтов которой одновременно является осью поворота всей площадки, которую с помощью эксцентрика можно перемещать с тем, чтобы установить нулевое положение отсчетного устройства относительно диска при горизонтальном положении трубы. В кипрегеле имеется фиксатор, ограничивающий наклон трубы пределами работы высотомера. Кипрегель КА-5М производился в 1960-е годы серийно на Опытном оптико-механическом заводе N° 808 (г. Рига). В конце 1980-х годов на этом же заводе выпускался и полуавтоматический кипрегель-высотомер КВШ-8. Однако не следует принимать расположенную сбоку рукоятку за высотомер Стодолкевича. Здесь она перемещает оптическую систему отсчета и не имеет ничего общего с высотомером рассматриваемой конструкции.
 
Изобретатель Стодолкевич: совместить несовместимое
 
Так, совмещение принципов, взятых из различных приборов, породило целую серию приборов, основанную на этом синтезе, подтвердив одно из положений изобретательского мастерства – «совместить несовместимое».