Site Loader

Содержание

Дуга Струве — что это и зачем нужно? Геодезисты об одном из крупнейших проектов XIX века

Многие наверняка слышали о Дуге Струве, но в чем значимость и польза этого сооружения, решительно непонятно. Тем временем пункты, из которых она состояла, сейчас ищут энтузиасты, а некоторые точки даже попали в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Зачем нужна была эта дуга и как полторы сотни лет назад ученые измеряли точную форму Земли, мы узнали у геодезистов.

Для чего ее строили

Расположенные на территории десяти стран 265 вышек в середине XIX века помогли установить, что наша планета не круглая, а сплюснутая у полюсов. И хотя обычно именно это называют главной заслугой Дуги Струве, изначально строили ее для совсем других целей, говорят специалисты предприятия «Белгеодезия» Валерий Красуцкий и Федор Левша:

— На самом деле, Дугу Струве создавали не для того, чтобы измерить форму и размеры Земли. Это уже потом такая цель начала обрисовываться. Сначала полковнику и военному геодезисту Карлу Теннеру было предписано картографировать западные области Российской империи. Требовалось создать точные карты — в первую очередь для военных целей. Практически одновременно с Теннером в Лифляндии (это территория современной Эстонии) начались работы по триангуляции. Руководить ими поручили профессору астрономии и геодезии Дерптского — ныне Тартусского — университета Василию Струве.

Ни Теннер, ни Струве сперва не предполагали, насколько масштабной получится их работа. К тому же на тот момент они действовали порознь, каждый занимался собственными измерениями. Потом геодезисты решили объединить усилия. В итоге дуга протянулась от дельты Дуная до берегов Северного Ледовитого океана вдоль 25-градусного меридиана восточной долготы. Крайняя точка на юге находится в Украине (Старо-Некрасовка), самая северная — в Норвегии (мыс Фугленес). Протягивать дальше уже просто некуда: вода с обеих сторон.

Как Дуга Струве работала

Дуга выглядит как цепочка треугольников. Точки, из которых они сформированы, представляли собой деревянные вышки. Геодезисты называют их сигналами. С помощью таких вершин проводились угловые измерения. Благодаря им специалисты получили размеры Земли и определили, что у нашей планеты форма эллипсоида. В «Белгеодезии» говорят, что для своего времени это было уникальное сооружение:

— Даже сейчас, с учетом современных технологий и развитой дорожной сети, построить такое было бы сложно. А тогда… Сперва нужно выполнить рекогносцировку — наметить точки, наиболее командные высоты [выгодное местоположение. — Прим. Onliner.by], подходящие по геометрии сети к равнобедренным треугольникам. Затем надо построить сигналы, да так, чтобы с одного было визуально видно минимум четыре других. Например, одна вышка возле Лиды, а другая — на самой высокой точке в Новогрудке. Между ними долина Немана, расстояние в сорок километров. Места для постройки сигналов были выбраны очень грамотно и с особой тщательностью. Пункты, к слову, строили прямо на месте, без применения какой-либо техники. На равнинной территории Брестской области высота деревянных сигналов достигала 23 туазов

[французская мера длины; 23 туаза — около 44 метров. — Прим. Onliner.by].

Процесс был примерно такой: геодезист поднимается на деревянную конструкцию, через прибор находит другие точки в зоне видимости и с помощью специального устройства выполняет угловые измерения по отношению к соседним сигналам. Для этого требуется хорошая погода — при тумане и сильном ветре, например, будет большая погрешность. Такая работа проводилась на всех 265 пунктах. Использовался популярный тогда метод триангуляции. К слову, его применяли во всем мире вплоть до конца девяностых годов прошлого века, пока на смену не пришли GPS и другие спутниковые системы.

Триангуляция — штука простая и сложная одновременно. Простая она потому, что стороны треугольников не измеряются вручную, а вычисляются по тригонометрическим формулам, что немного упрощает задачу. А сложная — потому что так называемую базисную сторону все же приходилось измерять непосредственно. Делали это с помощью двух мерных жезлов длиной в две сажени (1 сажень — 2,13 метра). На них также находились уровни — линия должна быть максимально плоской, чтобы избежать погрешностей на возвышенностях или склонах. Из-за этого где-то приходилось досыпать землю, а где-то подкапывать, чтобы сделать ее ровнее. Посчитать расстояние до других сигналов легко: у геодезистов были градусы всех углов треугольников и базисная сторона, а дальше в дело вступала простая геометрия.

Базисная сторона нужна не то чтобы часто. К примеру, на всей Дуге Струве (2820 км) их только десять. Один базис расположен в Беларуси — между пунктами Осовница и Чекуцк в Ивановском районе Брестской области. Длина составила около 12 км. В точность измерений тех лет поверить сложно, и тем не менее современный анализ через спутники, который проводили белорусские геодезисты в 2001 году, показал расхождение в 3,5 см на всем отрезке. Также на точность данных могли повлиять разные методы конвертации туазов в метры.

В итоге благодаря триангуляции была построена сеть координат на большой площади без потери точности. На основе такой паутины можно строить топографические карты. По сути, Дуга Струве стала каркасом для дальнейших работ по созданию карт. Также она позволила определить параметры земного эллипсоида, а они критичны для построения любой системы координат — например, при указании точки для GPS-навигатора.

Сигналы особо не укрепляли: никто не планировал использовать их долго. Поэтому точки не пытались оставлять на века: «Объекты Теннера сохранились лучше — он думал развивать сеть и использовать вышки для топографической съемки. Великие же дела не начинаются с мысли „оставим потомкам“. Теннер и Струве просто делали свою работу». Со временем многие точки просто развалились от старости.

Пункт в здании фермы

Всего на территории Беларуси был 31 пункт Дуги Струве. Найти удалось только 19. Специалисты «Белгеодезии» участвовали в раскопках и смогли обнаружить одну из точек. В 2001 году, когда проводились работы, они наткнулись на здание фермы. Пункт, судя по координатам, находился прямо внутри. Объект посчитали утраченным, но через десять лет его все-таки решили отыскать. К тому времени коровник уже не использовался, поэтому геодезисты добились разрешения от властей на проведение работ. Разбили пол — там лежали кирпичи, но не современного вида:

Это оказался оригинальный центр Теннера, определенный в 1826 году. Неоценимая заслуга Струве в том, что он составил отчет о проделанной работе, и материал сохранился до наших дней. Иначе найти объект было бы довольно проблематично.

Полученные благодаря Дуге Струве данные пригодились для точного построения карт: еще из курса географии мы помним, что глобус точнее плоской карты, и эти искажения нужно компенсировать. После Теннера и Струве на территории Беларуси проводились и другие георазведки. В этой сфере постоянно нужно повышать точность измерений:

— Сейчас в геодезии мы создаем системы координат. Каждая точка в пространстве должна быть с тремя координатами: широта, высота, долгота. Мы отвечаем за их достоверность и густоту. Классическая геодезия нужна именно для этого — чтобы поддерживать актуальную информацию о системе координат. Государственная геодезическая сеть включает около семи тысяч пунктов.


Масштаб Дуги Струве переоценить сложно — это что-то вроде таблицы Менделеева для химиков. Вычисления того времени заложили основу для дальнейших исследований и создания точных карт, и лишь в последние десятилетия точность спутников позволила отойти от триангуляции.

GPS-навигаторы в каталоге Onliner.by

Читайте также:

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. [email protected]

Дуги для брекетов — виды механизма исправления кривизны зубов

Фото: Дуги для брекетов

Брекеты — самая распространенная ортодонтическая система для выравнивания зубов. Сами брекет-системы состоят из нескольких элементов. Основные из них — дуги для брекетов. Как раз они отвечают за выравнивание, так как, могут помнить свою первоначальную форму и, во время лечения тянут зубы в нужном направлении.

Из чего состоит брекет-система?

Рассмотрим основные элементы, слагающие брекет-систему:

  1. Сами брекеты (скобы для каждого отдельного зуба). Используют по 10 штук для каждой челюсти.
  2. Выравнивающая дуга.
  3. Лигатуры.
  4. Опорные кольца.

Каждая скоба передает зубу давление выпрямляющей дуги. Действует система как закон Ньютона. Для перемещения зуба требуется сила, противодействующая его напряжению.

Как происходит исправления кривизны зубов?

Фото: Исправление кривизныКаждый брекет прикрепляется специальным композитным клеем к поверхности зуба. Это очень ответственный момент, отвечающий за достижение положительного результата. То, как врач прикрепит скобы, влияет на способность зуба смещаться в заданном направлении. Давление дугового изделия передается скобам, позволяя «управлять» зубами.

Может показаться, что ортодонтическая дуга — это простая проволока. Но это абсолютно неверно. Конструкция в зависимости от профиля, силы натяжения и сечения, предназначена решать определенные задачи.

Крепят конструкции к корневым зубам, а скобы прикрепляются к ним посредством лигатур.

То, насколько сильно проволока будет давить на зубы, определяют ее диаметр крепежа и сечение. Назначение у каждого комплекта дуговых изделий разное. Поэтому паз, в который продевают элемент крепления, должен иметь определенное направление прорези для каждого элемента.

Ортодонтическая дуга

Важнейшей частью брекет-системы выступает ортодонтическая дуга. Она создает давление на зубы, увлекая их в нужном направлении.

На заметку: Изготавливают такую конструкцию на первом этапе лечения для каждого клиента индивидуально. При этом учитывают прогнозируемый результат расположения зубов.

Металл, из которого делают выравнивающее изделие, способен запомнить свое первоначальное положение. На зубах конструкцию растягивают, а она стремится к своей изначальной форме, так зубной ряд постепенно выпрямляется.

Выравнивающие конструкции могут быть разными, зависимо от своего назначения, формы сечения, материала и использования дополнительных возможностей.

По форме сечения конструкции бывают круглого, квадратного и прямоугольного сечения. Конструкции прямоугольного и квадратного сечения лучше закрепляются в пазу пластины, перемещая не только зуб, но и его корень.

По месту крепления, различают конструкции для верхней и для нижней челюсти.

Дополнительные возможности для ортодонтических дуг имеются следующие:

  • реверсионные элементы;
  • закрываемые петлями элементы.

Длительность лечения брекетами составляет полтора — два года. С целью постепенного увеличения нагрузки на зубные ряды, за это время дуговые изделия меняют трижды. Возможна и более частая замена, особенно если имеет место поломка изделия.

Виды материала

Дуги для брекетов имеют разный диаметр и сечение. Рассмотрим их классификацию по разным признакам.

Виды дуг, относительно материала, используемого для их изготовления:

  • высококачественная сталь;
  • сплав титана с молибденом;
  • сплав титана с никелем;
  • сплав меди, никеля и титана.

По форме сечения различают дуги с круглым, квадратным и прямоугольным сечением.

Виды конструкций относительно места крепления:

  • на верхнюю челюсть;
  • на нижнюю челюсть.

Виды конструкций относительно дополнительных возможностей:

  • элемент с закрывающими петлями;
  • реверссионные элементы.

Принцип работы дуги

Сплав металла, из которого изготавливают выравнивающие конструкции, помнит свою форму.

Так, они постоянно стремятся к своему первоначальному положению, а находясь на зубах, перемещают их вместе с собой.

Поэтому давление на каждый зуб передается от проволоки к скобе, а от нее — к зубу. И чем больше зуб не соответствует форме, к которой стремится дуга, тем больше она на него давит.

С постепенным перемещением, уменьшается и давление на зуб. При лечении одни выравнивающие приспособления заменяют другими, полагаясь на достигнутый результат.

Форма сечения дуг

Виды дуговых изделий по форме сечения:

  1. Круглые (0,14, 0,16 или 0,18) — очень эластичные и не очень жесткие, поэтому используются на первом этапе выпрямления.
  2. Прямоугольные (0,16 × 0,22 или 0,17 × 25) — их используют в середине лечения.
  3. Квадратные (16×16 или 175×175) — используются в конце лечения.

Таким образом, во время лечения обычно конструкции с круглым сечением заменяют сначала прямоугольными, а затем квадратными. Как и когда заменять дуги зависит от определенно случая и решается врачом.

Замена дуги

Фото: Замена дугиОбычно за весь процесс исправления прикуса меняют 3 пары дуг для брекетов. При сложных дефектах, когда длительность лечения увеличивается, следует увеличить и количество замен. Каждая последующая пара дуговых изделий отличается от предыдущей большей жесткостью, чтобы постепенно увеличивать нагрузку на зубы.

Сколько раз нужно менять, и какие конструкции, решает ортодонт, полагаясь на особенности конкретного случая. Бывают ситуации, когда пациент просит заменить дугу внепланово. Ведь при неверном уходе или в результате травм, конструкция может сломаться. Тогда заменяют непригодную проволоку на верхней или на нижней челюсти. При плановой замене — меняют обе конструкции.

Заменить дуги несложно и достаточно быстро. Открывая замочки брекетов или удаляя лигатуры, специалист вынимает старую проволоку из пазов, затем устанавливает и фиксирует новую. Пациент при этом не ощущает дискомфорта.

Наиболее распространенные проблемы

Фото: Поломка конструкцииВозможны разные случаи при ношении брекетов. Дуга может обломиться в следствие неправильного использования конструкции или использования для ее изготовления неправильного материала, вылететь из последнего брекета и так далее. Что предпринять в таком случае? Рассмотрим каждую ситуацию подробнее:

  1. Последний замочек брекета не фиксирует дугу очень жестко, по этой причине из него конструкция может выпасть. Но это не повод для беспокойства. Менять конструкцию не нужно. А прикрепить ее заново пациент может самостоятельно. Встав у зеркала и применив пинцет, можно аккуратно вставить конец проволоки в отверстие замка. Постарайтесь действовать как можно точнее.
  2. Возможно также выпирание дуги и травматизация ею мягких тканей полости рта. Случай неприятный, и для его решения нужна помощь ортодонта. Он либо заменит конструкцию, либо просто подрежет кончики проволоки.
  3. Выпадение проволоки из замка, не являющегося последним, также требует обратиться к специалисту. Причем как можно раньше. Ведь так дуга меняет свое положение и может испортить весь процесс лечения.
  4. При поломке дуги ее можно только заменить. Сделать это опять же может лишь ортодонт. До его посещения можно обезопасить мягкие ткани полости рта, обработав торчащий край проволоки воском.

Этапы лечения ортодонтическими дугами

Различают 3 этапа лечения дуговыми конструкциями для брекетов:

  1. Дуги значительной эластичности, во избежание деформации, направляют зубы в нужное направление.
  2. Используют более жесткие конструкции большего сечения. Такие конструкции способны развернуть не только зуб, но и его корень. То есть, вместо наклонного осуществляется корпусное их перемещение.
  3. Применяют жесткую, но достаточно эластичную дугу, упрощая посадку прикуса.

Видео по теме

разновидности, принцип работы и замена дуг

17 апреля 2016      Последняя редакция: 28 ноября 2019      Брекеты