Zelfbouw Octant

De octant is de voorloper van de sextant. We gaan een bruikbare replica van een octant te maken, van mahonie uit het interieur van een klassieke S-spant. Geen volkomen replica, maar met een vrije interpretatie. Maar wel degelijk en werkend volgens de oorspronkelijke principes.

Wereldomzeiling

Dit na het eerdere maken van een sextant uit hout met een verhaal, deels van een eigen boot, maar ook van hout dat de wereld is rond gezeild, als zijnde de betimmering van een klassiek zeiljacht. Een S-spant dat momenteel wederom zeeklaar gemaakt gaat worden voor een wereldomzeiling. Vandaar dat dit materiaal inmiddels een paar jaar geleden al vrij is gekomen. We beginnen met het uittekenen van de benen van het octant.

Handzaam formaat

We beginnen met het aftekenen van de benen. We gebruiken de achterzijde van een kajuitlade: de zijden van de lade zijn langer, dit willen we zolang daar geen bestemming voor is heel laten, daarin bevindt zich ook een sponning, wellicht later bruikbaar voor een andere bestemming. Uit de achterzijde halen we de twee benen en naar later zal blijken ook de gebogen gradenboog. Uit de onderstaande berekeningen bepalen we de lengte, we willen een maatverdeling bereiken waarin 10 millimeter overeenkomt met 20 booggraden. In dat formaat ontstaat een handzaam formaat voor gebruik aan boord van een klein zeiljacht. Weliswaar is dit formaat ongeveer de helft van een Octant zoals deze in de zeventiende eeuw in gebruik was.

Authentiek materiaal

Het materiaal vermoed ik als zijnde massief mahonie. Het is sterk en mooi bewerkbaar, zowel met de handfiguurzaag, de kapzaag als de decoupeerzaag. Ook met de scherpe beitel is het hout fijn bewerkbaar. Het vijlen en schuren geeft een glad oppervlak, dat beloofd wat voor na het lakwerk. Naast dat het een werkend instrument wordt zal het ook decoratief zijn.

Zelf een octant maken
Het aftekenen van onderdelen voor het frame uit hout van een scheepsinterieur

Octant maatvoering berekenen

Schaal 1 cm = 10°

Omtrek = π * diameter 
360 cm  = π * diameter 
diameter = 360 cm / π
diameter = 114,65 cm
diameter = 2 * radius
radius = 114,65 / 2
radius = 57,325 cm

Benen (radius) = 57,3 centimeter

Schaal 1 cm = 20°

Omtrek = π * diameter
180 cm = π * diameter 
diameter = 180 cm / π
diameter = 57,325 centimeter 
radius = 57,325 / 2
radius = 28,662 cm

Benen (radius) = 28,7 centimeter

Octant is 1/8 deel van een cirkel

360° / 8 = 45°

Omtrek = π * 2 radius
Omtrek = π * 2 * 28,662
Omtrek = 179,89 centimeter 

Onderrand 179,89 / 8 = 22,49 centimeter 

Andere benadering:

Omtrek 360 cm / 8 = 45 cm (45°) booghoek
Omtrek 180 cm / 8 = 22,5 cm (45°) booghoek
De benen van de octant
De beide benen van de Octant onder een hoek van 45°

Frame van het octant

Zoals gezegd, authentiek mahonie maar geen replica. Dan zouden er bijvoorbeeld pen en gat verbindingen toegepast worden. Wij passen lip-verbindingen toe in combinatie met constructielijm. De lip-verbindingen zorgen voor grote oppervlakten enndaarmee voor een sterke hechting. Op het hout plakken we schilderstape waarop de zaagsneden worden afgetekend. Zo blijft het hout vrij van lijnen en kunnen we gemakkelijker corrigeren waar nodig.

Het draaipunt van de alidade
Het draaipunt van de indexarm ofwel de alidade afgetekend

Octant onderrand

Na de constructie van de benen volgt de montage van de gebogen onderrand waarop de gradenboog aangebracht gaat worden. Hier volgt een nauwkeurig aftekenen, de onderrand moet over de gehele breedte uitkomen op 28,66 mm van het aan te brengen draaipunt. Ook hier zijn lipverbindingen toegepast, alhoewel de octant vooralsnog een symmetrisch model heeft worden de lipverbindingen bepalend voor de voor- en achterzijde van het instrument. Voor sterke verbindingen gebruiken we expanderende houtlijm en laten we het geheel lang genoeg ingeklemd met lijmklemmen.

De octant is de voorloper van de sextant
Het Octant frame aan de voorzijde, klik op afbeelding

Indexarm of Alidade van de Octant

Uit hetzelfde hout gesneden tekenen we het beweegbare deel van de octant af, de Indexarm ofwel de Alidade. Hieraan komt het draaipunt waarmee de arm wordt gemonteerd aan het frame, met op het draaipunt de Indexspiegel. Aan het andere uiteinde komt de markering die langs de gradenboog op het frame loopt. De contouren van een octant, de voorloper van de sextant worden zichtbaar.

Mahonie
Het aftekenen van de Indexarm
Octant in wording
De contouren van het frame en de indexarm

Gradenverdeling berekenen

De onderrand tussen de benen van de octant meet 225 millimeter ofwel 22,5 centimeter, welke overeen gaat komen met een booghoek aan het instrument van 45° en een verdeling in gemeten graden van 90°.

Gradenboog aflezing

225 mm / 90° = 2,5 mm / 1°

2,5 mm = 1°
5 mm = 2°
10 mm = 4°
25 mm = 10°

25 mm = 10°
50 mm = 20°
100 mm = 40°
250 mm = 100°

Graden aftekenen

Nadat we de afstanden tussen de merktekens hebben berekend zijn we begonnen met het aftekenen op de gradenboog van de octant. Een schoolbord gradenboog is daarbij een waardevol instrument! Enerzijds hebben we berekend en bepaald dat de onderlinge afstand van de 10° merktekens 25 mm bedraagt, tegelijk tekenen we af met de gradenboog. Beide maatvoeringen, zowel de 25 mm als de fysieke gradenboog zijn bepalend om tot een aannemelijk gemiddelde te komen.

Aftekenen gradenverdeling met schoolbord gradenboog
Aftekenen van de gradenverdeling met een schoolbord gradenboog

Merktekens van het octant

De merktekens zijn gemaakt van stevig passe-partout papier, ingeklemd in de zaagsneden. Vervolgens construeren we het lager van de indexarm. Hier doen we een concessie. Wij hebben geen draaibank tot onze beschikking, daarmee hadden we een mooi messing lager kunnen maken. Als alternatief maken we een kunststof lager dat straks geheel buiten het zicht zal blijven. Het wordt tenslotte geen 100% replica, maar een werkend exemplaar met een authentiek uiterlijk. We passen ook eigentijdse lijm toe.

Indexspiegel van de octant
De indexarm krijgt vorm met de steun voor de indexspiegel, de merktekens zijn deels aangebracht

Aanpassingen aan het octant

Niet altijd gaat altijd goed. Na de montage van de indexarm op het frame van octant bleek de passing te strak. Het leek perfect maar op een zeker moment brak de kop van de octant. De verbinding met de benen bleek te fragiel. Het aanvankelijke idee was een losse steun voor de horizonspiegel en de zonnefilters te maken, maar we hebben ervoor gekozen een nieuwe kop met steun te maken voor een sterkere constructie. De eerlijkheid gebied te zeggen dat op een plek nu de passing te wijd is, dat gaan we nog opvullen.

Octant in opbouw
Een nieuw draaipunt gemaakt
Octant in wording
Achterzijde van de wording

Indexspiegel en horizonspiegel (1)

We zijn toegekomen aan de houders voor de Indexspiegel en de Horizonspiegel. We zullen de indexarm aan de achterzijde van het frame laten bewegen, en de beide spiegels aan de voorzijde aanbrengen. Een concessie aan oorspronkelijke octanten geïnspireerd door de vermaarde Freiberger sextanten. We kwamen er echter al doende achter dat hiermee de zonnefilters in de knel gaan komen. We zijn maatgebonden qua afmetingen van de spiegels en de ronde zonnefilters, met spiegels vlak tegen het frame bereiken we geen volledige afdekking van de spiegels door de zonnefilters, tenzij we sleuven zagen in het frame. Dat willen we niet. Daarom komen de beide spiegels op bescheiden klossen te staan. Op de foto’s zijn de spiegels nog experimenteel bevestigd met dubbelgevouwen plakband.

Octant in wording
Octant in wording, horizonspiegel- en kimspiegelsteun
Octant, voorloper dan de sextant
Octant in wording

Indexspiegel en horizonspiegel (2)

We waren al ver met steunen voor de horizonspiegel en de indexspiegel. Eigenlijk klaar om de spiegels definitief te bevestigen. Maar wellicht op de foto’s te zien, de spiegels kwamen wat ver van het frame te staan. Juist de op zich al kwetsbare spiegels staken ver uit. Na een poosje wikken en wegen besloten we toch dat dit anders moet.

Dichter op het frame

De beide spiegels willen we dichter op het frame. Daartoe is de verstelbare houten klos waarop de horizonspiegel wordt gemonteerd vlakker gemaakt, waarbij we  de extra aangebrachte steun eveneens hebben verwijderd. Zodat de spiegelhouder van de horizonspiegel dezelfde aanblik krijgt als de spiegelhouder van de indexarm. Waarvoor we ook al een extra steun hadden gemaakt, die dus komt te vervallen.

Octant spiegels
De houders voor de spiegels van de octant hebben hun definitieve vorm gekregen.

De tijdelijke bevestiging van de spiegels met dubbelzijdige tape is nu ook definitief, met tweecomponentenlijm zitten ze nu vast. We hebben overwogen om beugeltjes te maken waartussen de spiegels zouden worden geklemd, maar we kiezen voor vaste spiegels om zo min mogelijk afwijkingen te creëren. Zo zijn we weer een stap verder.

Een octant meet kleinere hoeken dan een sextant
De spiegels gelijmd, de indexarm kan vanzelfsprekend bewegen, de horizonspiegel is verstelbaar.

Zonnefilters

Ongelofelijk belangrijk ter bescherming van de menselijke ogen zijn de zonnefilters. Bij het meten van de zonshoogte boven de waargenomen horizon kijkt men immers indirect recht in de zon. Liever een UV-filter te veel dan te weinig. Tegelijk willen we de filters wel afneembaar maken, om in de nacht de hoogte van sterren te kunnen meten.

Enkelglas zonnefilter

Allereerst een zonnefilter vanuit de navigator. Er komt geen kijker ofwel vizier, maar wel een zoeker. Daar komt het eerste filter, de waarnemer kijkt door het zonnefilter heen naar de horizonspiegel. Dit zonnefilter is enkel glas en geeft een groene doorschijn.

Dubbelglas zonnefilter

Dan het tweede filter, dit komt tussen de indexspiegel en de horizonspiegel. Dit zonnefilter wordt dubbelglas. Hier doorheen wordt nauwelijks iets waargenomen, maar de zon is duidelijk te zien als een helder groen licht. De filterglazen worden met tweecomponentenlijm vastgezet in zaagsneden in houten klosjes. Deze hebben weer een passing in het frame van het octant.

Octant replica
Voor het vizier is een extra houten uitbouw gemaakt waarop het ene zonnefilter gaat worden gemonteerd
Octant, voorloper van de sextant
De octant in losse onderdelen, met de losse zonnefilters en een klosje voor het verstellen van de horizonspiegel zonder gereedschap
Replica van een octant
Alle onderdelen van de octant samengesteld, klaar om te gaan lakken
Octant losse onderdelen
Octant in losse onderdelen
Octant
Octant
90° / 225 mm = 0,4° / mm
0,4° * 60’ = 24’

1 mm = 24’
Afleesrand octant
Afleesrand octant, 1 mm = 0,4° ofwel 24’
Zelfbouw Octant
Zelfbouw Octant klaar voor gebruik

Ontstaan van de Octant

Zie ook hier de beginselen van de Astronomische Navigatie