Безмежні морські та повітряні простори. Плаваючи в океанах і морях, можна тижнями не зустріти будь-якого орієнтира, за яким можна було б визначити своє місце розташування. Лише Сонце та зірки, та хвилі навколо.
А безпечне плавання, своєчасне прибуття до місця призначення можливі лише в тому випадку, коли мореплавець знає своє місцезнаходження.
Літаючи над суцільними хмарами або морем, пілот не бачить орієнтирів і не може визначити місцезнаходження. Розташування можна визначити спеціальним приладом – секстаном, вимірявши висоту над горизонтом одного з небесних світил. Але обрій часто виявляється затягнутим серпанком, туманом, імлою. Значить, потрібний штучний «горизонт». Здавалося б, із цією метою можна використовувати посудину з водою. Адже її поверхня у спокійному стані завжди горизонтальна. Вказівником горизонту міг би служити також спеціальний інструмент, так званий рівень (ватерпас), з повітряною бульбашкою в рідині, поміщеній у скляну трубочку, або ще простіше підвішений шнурок з вантажем. Шнурок із вантажем буде направлений до центру Землі, або, як то кажуть, справжньою вертикаллю. А вона завжди перпендикулярна до площини горизонту.
На стоянці корабля та літака всі ці прилади діятимуть безпомилково. Але на кораблі, що рухається, або літаку вони не покажуть справжнього горизонту. Визначення висоти світила за допомогою таких пристроїв виявиться неправильним. Для цього необхідний досконаліший пристрій штучного горизонту.
І ось виникла ідея використовувати для створення штучного горизонту дзигу. Цю ідею висловили вже у середині XVIII століття.
Розповідають, що першу вдалу конструкцію штучного обрію запропонував у 1742—1743 роках. англійський механік Серсон.Основою цього приладу був дзига у вигляді великого відполірованого диска із загостренням у центрі. Верхня поверхня диска була ретельно відполірована настільки, що предмети відображалися в ній, як у дзеркалі. Дзига Серсона запускався від руки. Тому тривалість його обертання виявилася невеликою. До того ж, він не витримував гойдання.
Істотне вдосконалення в цей винахід вніс англійський механік Дж. Грехем, запропонувавши запускати дзига розкручуванням намотаного на його вісь шнурка. Вже одне це зробило пристрій Серсона більш придатним для користування.
Спочатку Адміралтейство відмовлялося відчувати штучний горизонт Серсона, удосконалений Дж. Грехемом. Але потім у тому ж 1743 р. його піддали всебічним випробуванням під час плавання яхти в Ламан-ше. Випробування виявилися успішними. Запропонована конструкція штучного обрію отримала схвалення.
Після цього Адміралтейство відправило винахідника Серсона у плавання кораблем «Вікторія» для подальших детальних випробувань. На жаль, їх результати залишилися невідомими. Корабель з усім екіпажем та винахідником штучного горизонту загинув під час шторму. Вважали, що це сталося з вини приладу.
Трагедія, що відбулася, створила непереборні труднощі для Дж. Грехема, який створив новий варіант штучного горизонту.
Практичне використання цієї, по суті вірної, ідеї стало реальним лише через сто п'ятдесят років, 1886 р., коли француз Флеріє запропонував дуже компактний штучний горизонт.
У той час у Франції за винаходи та відкриття, що сприяли успіхам мореплавання, було встановлено спеціальну премію. Флерія за створений ним іс -
Мал. 18. Схема влаштування штучногогоризонту, що застосовується у секстані. 1-світило, видиме в окулярі секстану лінії штучного горизонту; 2-лінія штучного горизонту (штрих, нанесений на лінзах).
Кусовий обрій отримав премію подвоєних розмірів. Запропонована ним конструкція дійсно заслуговувала на це, будучи дуже зручною і чудово діє в умовах качки.
Прилад Флер нескладний. Пристрій його легко зрозуміти, звернувшись до малюнка 18.
Дзига запускається струменем стисненого повітря і обертається зі швидкістю десять тисяч обертів за хвилину. На диску дзиги укріплені дві плоско-опуклі лінзи, що віддаляються одна від одної на їхній фокусній відстані.
На плоскій поверхні кожної лінзи нанесено тонким горизонтальним штрихом. Коли площина вовчка, що швидко обертається, збігається з справжнім горизонтом, штрихи на лінзах спостерігач бачить злилися в одну лінію. Щоб визначити широту місця, треба, переміщуючи лімб [14]) особливої підзорної труби секстану, привести відображення світила, що спостерігається, в дотик з цією лінією. Тоді на секстані виявиться зафіксованою висота світила (рис. 18).
При розбіжності поверхні дзиги з істинним горизонтом спостерігач бачить у трубі секстану штрихи то похилими, то горизонтальними, але збігаються.