Наверное всем любителям геральдики известен герб города Холмогоры, утвержденный 17 августа 1781 года:
"В 1-й части щита в красном поле часть их герба Вологодскаго Наместничества, выходящая из облака рука, держащая золотую державу с серебряным мечом. Сие внесено для того, что оный город принадлежит Вологодскому Наместничеству. Во 2-й части щита квадрант в голубом поле, в знак того, что сего1781 года Марта 12 дня указом Вашего Императорскаго Величества велено учредить мореходную школу".
Обычно мы смотрим на эту картинку, не особо задумываясь, что там изображено. Нам вполне достаточно, что это "какая-то научная хреновина". Но давайте все же посмотрим на нее повнимательнее. Авось до чего-нибудь интересного и докопаемся.
Для начала о самом названии. Квадрант (от лат. "quadrantis") - это четвертая часть чего-либо. В планиметрии это четвертая часть круга или плоскости. В астрономии это четверть небесной сферы (такая огромная арбузная долька). Соответственно октант - это одна восьмая, а секстант - одна шестая.
Астрономические приборы были некогда названы квадрантами за то, что имели лимб как раз в четверть круга. Такие квадранты, как правило, были весьма крупными сооружениями на массивных штативах (так как чем больше размер квадранта, тем меньше ошибка измерения). Могли астрономы использовать и меньшие углы на дуге. Если бы угол был 60 градусов, то прибор бы назывался секстантом. Такие тоже существовали, в основном это было обусловлено экономией массы весьма крупного прибора.
Легко заметить, что примерно такой квадрант и хотел изобразить художник на гербе Холмогор. Только получился он корявым. Если настоящие квадранты закреплялись на штативе в районе центра масс (чтобы меньше были деформации), то в гербе прибор закреплен самым кончиком, консольно, что по определению добавляет погрешность в измерениях.
Моряки с давних времен перенимали у астрономов их приборы и приспосабливали для своих целей. Но астрономические квадранты для морской практики не подходили. Ни о каком прочном фундаменте в море речи и быть не могло, зафиксировать прибор в одном положении не представлялось возможным, а повышение точности из-за крупных размеров было гораздо меньше понижения таковой из-за деформаций и морской качки. Поэтому на море громоздкие астрономические приборы превращались в более камерные, как бы бы сейчас сказали "мобильные".
Одной из важнейших задач в навигации являлось определение высоты светила над горизонтом. По высоте Полярной звезды можно было определить географическую широту, по высоте солнца над горизонтом в полдень можно определить местное время, а с его помощью - долготу. Простейшим инструментом для определения высоты светила был так называемый "градшток", называемый по-другому "балестилья" или "посох Якова". Этот прибор известен с XIV века и представлял из себя трость с несколькими подвижными перекладинами. Наблюдатель, двигая перекладиной, "прицеливался" одновременно на горизонт (совмещая один из концов перекладины с линией горизонта) и солнце (совмещая солнце с другим концом перекладины), а затем считывал величину угла.
Со временем градштоки для удобства стали делать с несколькими перекладинами, чтобы удобнее было "прицеливаться" на объекты, расположенные и низко, и высоко над горизонтом. Именно такой градшток с тремя перекладинами разной длины изображен на гербе Морского кадетского корпуса. Такой же градшток украшал и кормовой флаг учебного фрегата морского корпуса.
Все было хорошо, но для пользования градштоком наблюдатель должен был смотреть на солнце. Конечно, эту процедуру пытались облегчить и обезопасить, придумывали закопченные стеклышки, через которые нужно было "ловить" солнечный круг, но это не помогало. Все равно наблюдатель в ходе измерения обязательно нахватывался "зайчиков".
Проблему смог решить англичанин Джон Дэвис в конце XVI века. Он развернул градшток задом-наперед, теперь для измерения высоты солнца человек должен был повернуться к светилу затылком и пытаться в поле зрения совместить горизонт и тень от скользящего по дуге "диоптра". Сначала изобретение Дэвиса получило название "бэкстафф", но после нескольких усовершенствований прибор стали называть "квадрантом Дэвиса". Он состоял из нескольких градуированных дуг, закрепленных на древке с рукоятками. Общая длина двух дуг действительно составляла примерно 90 градусов, поэтому и "квадрант".
Следующим большим шагом в усовершенствовании морской навигации стало изобретение Джоном Хадли и Томасом Годфри секстанта и октанта. На самом деле этот прибор придумал еще Исаак Ньютон, но изготовить его и довести до ума не успел. Принципы работы секстанта и октанта практически одинаковы. Но у секстанта дуга составляла одну шестую часть круга, а у октанта - одну восьмую. Соответственно с использованием двойного отражения секстант позволял измерить углы до 120 градусов, а октант - до 90 градусов. Оба прибора были небольшими по размеру, легкими и удобными. К тому же точность их работы не зависела от морской качки. В этих приборах в поле зрения с помощью вращения настроечных винтов можно было совместить бок-о-бок видимое изображение горизонта и светило и, посмотрев на лимб, считать численное значение угла над горизонтом.
В русском флоте активно использовался и градшток, и квадрант Дэвиса. А вот секстант и октант были приняты далеко не сразу. Поначалу приборы показались русским мореплавателям слишком дорогими и хрупкими, вплоть до последней трети XVIII века на русских кораблях использовались "квадранты Дэвиса". Но потом прогресс все же победил, да и секстанты с октантами стали более дешевыми в производстве.
Еще раз: секстант, октант и квадрант отличались только углом лимба - 60, 45 или 90 градусов. На рисунке в гербе Холмогор это явно не 90 градусов... Скорее это все же секстант.
Но эту погрешность художнику можно простить. Известно, что в XVIII веке в России не заморачивались с терминологией, и флотский секстант, и октант часто называли просто - «Гадлеевыми квадрантами» - по имени изобретателя Джона Хадли. Это уже XIX век принес точность в формулировках.
Но вот то, что секстант/квадрант изображен в гербе Холмогор на штативе, это действительное странно. На флоте (а мореходную школу в гербе должен был символизировать именно флотский прибор) "гадлеев квадрант" был небольшим ручным прибором.
Итого в сухом остатке:
- в гербе Холмогор изображен астрономический квадрант на штативе, но ширина его лимба ошибочно дана не в 90 градусов (как это должно быть у квадранта), а в 60. То есть в данном случае изображен астрономический секстант. Ну.... или квадрант повернутый горизонтально в аксонометрии (только зачем такое экзотическое положение прибора в мореходной школе, где главная задача учеников - научиться на квадранте определять высоту светила ?).
- Либо художник ошибочно вместо популярных в годы утверждения герба "гадлеевых квадрантов/секстантов" изобразил такой секстант на штативе, но не учел, что секстанты это легкие небольшие инструменты, которые не требуют никакого штатива, даже наоборот - на штативе их в море использовать невозможно.