Giro-iránytű

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. szeptember 24-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 8 szerkesztést igényelnek .

Girocompass (a tengeri szakmai zsargonban  - girocompass ) - a valódi (földrajzi) meridián irányának mechanikus mutatója, amelyet egy objektum irányának, valamint az orientált irány irányszögének meghatározására terveztek . A giroiránytű működési elve a giroszkóp tulajdonságainak és a Föld napi forgásának felhasználásán alapul . Ötletét Foucault francia tudós javasolta .

A giroiránytűt széles körben használják a tengeri navigációban és a rakétatechnológiában . Két fontos előnyük van a mágneses iránytűkkel szemben :

A giroiránytű működési elve

A giroiránytű lényegében giroszkóp , azaz kardán felfüggesztésre szerelt forgó kerék (rotor) , amely a forgórész tengelyének szabad tájékozódást biztosít a térben.

Tegyük fel, hogy a forgórész forogni kezdett a tengelye körül, amelynek iránya eltér a Föld tengelyétől. A szögimpulzus megmaradásának törvénye értelmében a forgórész megtartja a térbeli orientációját. Mivel a Föld forog, a Földhöz képest álló megfigyelő azt látja, hogy a giroszkóp tengelye 24 óra alatt fordul meg. Egy ilyen forgó giroszkóp önmagában nem navigációs segédeszköz. Precesszió esetén a forgórészt a horizont síkjában tartják, például egy súly segítségével, amely a forgórész tengelyét a földfelszínhez képest vízszintes helyzetben tartja. Ebben az esetben a gravitáció nyomatékot hoz létre , és a rotor tengelye a valódi észak felé fordul. Mivel a súly a forgórész tengelyét vízszintesen tartja a földfelszínhez képest, a tengely soha nem eshet egybe a Föld forgástengelyével, csak az egyenlítőnél lesznek párhuzamosak.

A giroiránytű története

A giroszkópot 1885 -ben szabadalmaztatta a holland Marius Gerardus van den Bos, de giroszkópja soha nem működött megfelelően. [1] A francia Arthur Krebs 1889 - ben egy inga giroiránytűt tervezett a "Gymnote" tengeralattjárón végzett kísérletekhez . Ez lehetővé tette a Gymnote számára 1890-ben, hogy észrevétlenül leküzdje a tengeri blokádot egy tatu gerince alá. [2]

Szabadalmi botrány

1903- ban a német Hermann Anschütz-Kaempfe működő giroiránytűt tervezett, és 1908 - ban Németországban szabadalmat kapott találmányára [3] . Ezzel egy időben Elmer Sperry amerikai feltaláló szabadalmaztatta a giroszkópot az Egyesült Államokban . Amikor Sperry megpróbálta eladni készülékét a német haditengerészetnek , az Anschütz-Kaempfe szabadalombitorlás miatt pert indított . Sperry azzal érvelt, hogy az Anschütz-Kaempfe szabadalom érvénytelen, mert a szabadalmaztatott eszköz alig különbözött a van den Bos giroszkóptól.

A híres fizikus, Albert Einstein járt el a szabadalomvizsgálóként a perben . Kezdetben egyetértett Sperryvel, de aztán meggondolta magát, és elismerte, hogy az Anschütz-Kaempfe szabadalom érvényes, és hogy Sperry megsértette a szerzői jogokat egy speciális elhalványítási technika alkalmazásával. Anschütz-Kaempfe 1915 -ben megnyerte a pert .

A giroiránytű gyakorlati megvalósítása

A tengeri giroiránytű általában giroszférán alapul. A giroszkóp egy üreges fémgömb, amely nagy sebességgel forgó giroszkópokat tartalmaz. Rotációs hajtás - villanymotorok. A gömb tömített, hidrogénnel van feltöltve a súrlódási veszteségek csökkentése érdekében, és az alján kis mennyiségű kenőolaj található. Az elektromos motor meghajtásához a gömböket kompozitból készítik, az alkatrészek között áramszigetelő kötéssel, a tápfeszültséget (általában nagyfrekvenciás váltakozó ) egy vízből, glicerinből, etil-alkoholból és bórsavból álló, vezetőképes folyadékon keresztül táplálják. a gömb lebeg.

Kétféleképpen lehet megakadályozni, hogy a gömb érintkezzen az edény fenekével vagy fedelével, mindkettő a higany nagy sűrűségű, vízben oldhatatlan folyadékként való felhasználásán alapul.

Az első esetben kis mennyiségű, körülbelül 50 ml higanyt öntenek az edény aljára, és a gömb enyhe negatív felhajtóerővel készül, és speciális folyadékban süllyed, amíg el nem éri a higanyréteget, amely alatt már nem süllyed le a kiszorított higany nagy súlya miatt.

A második változatban a gömb pozitív felhajtóerővel és tetején egy kúpos mélyedéssel rendelkezik, amelybe ismét higanyt öntenek, és belép az edényfedél kúpos kiemelkedése.

A szovjet és orosz giroiránytűken az első módszert alkalmazzák, a folyadékot legalább félévente cserélni kell tulajdonságainak romlása miatt. Egyes modern giroiránytűk a giroszférát dinamikusan visszatartják egy támasztófolyadék-sugárban, amelyet egy szivattyú folyamatosan alulról felfelé pumpál. Ebben az esetben nincs higanypárna, az ilyen giroszkópok olcsóbbak, könnyebben karbantarthatók és biztonságosabbak.

Gyrocompass mérési hibák

A giroiránytű mérési hibákat okozhat. Például az irány, a sebesség vagy a szélesség hirtelen változása eltérést okozhat , ami addig fennáll, amíg a giroszkóp ki nem dolgozta ezt a változást. A legtöbb modern hajó rendelkezik műholdas navigációs rendszerrel (például GPS ) és (vagy) egyéb navigációs segédeszközökkel, amelyek továbbítják a javításokat a giroiránytű beépített számítógépére .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ A híres fizikus kevéssé ismert oldalai . Letöltve: 2009. november 26. Az eredetiből archiválva : 2012. július 22..
  2. ↑ Alexandre Sheldon-Duplaix, Mémoires de la mer: cinq siècles de trésors et d'aventures , L'Iconoclaste, 2005, 335 p. ( ISBN 2-913366-08-2 ).
  3. ↑ Iránytű  // Military Encyclopedia  : [18 kötetben] / szerk. V. F. Novitsky  ... [ és mások ]. - Szentpétervár.  ; [ M. ] : Típus. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban