Moji moduli›M4 Navigacija›40. Girokompas, ponavljači i provjera pogreške kompasa
Pogledaj cjeline

Girokompas, ponavljači i provjera pogreške kompasa

Navigacija≈ 3 min čitanja

Kako žirokompas pronalazi pravi sjever

1Lekcija jednostavnim riječima

U jednoj rečenici

Žiroskopska inercija drži os vrtnje postojanom. Gravitacijsko upravljanje i prigušivanje smiruju žiroskop na pravom meridijanu, pravcu sjever–jug.

Dva svojstva

Žiroskop je rotor koji se brzo vrti i može se slobodno zakretati oko svojih osi. Žiroskopska inercija, odnosno krutost u prostoru, znači da njegova os vrtnje zadržava isti smjer u prostoru. Moment sile, odnosno zakretni moment, koji djeluje oko jedne osi izaziva zakretanje žiroskopa oko treće osi. To je precesija. Ta je treća os okomita i na os vrtnje i na os momenta sile. Žirokompas koristi oba svojstva.

Zašto slobodni žiroskop mijenja smjer

Zemlja se okreće oko 15° na sat. Slobodni žiroskop zadržava smjer u prostoru dok se Zemlja okreće ispod njega. Kod vodoravne osi prividna promjena azimuta (vodoravnog smjera) iznosi oko 15° × sin φ na sat, gdje je φ geografska širina. Brzina promjene nagiba ovisi o smjeru osi: najveća iznosi oko 15° × cos φ na sat za os istok–zapad; za sjever–jug jednaka je nuli. To su prividna gibanja, a ne usmjeravanje prema sjeveru.

Gravitacijsko upravljanje

Proizvođač dodaje gravitacijsko upravljanje: viseći uteg ili povezani sustav s tekućinom. Kad se os nagne, gravitacija stvara moment sile, a precesija ga pretvara u promjenu azimuta prema meridijanu. Os se sada neprekidno njiše preko meridijana, prema istoku i zapadu. Time se žiroskop usmjerava prema sjeveru.

Prigušivanje i smirivanje

Prigušivanje smanjuje svaki njihaj dok se os ne zaustavi na meridijanu ili vrlo blizu njega: žiroskop se smirio. Pogreška smirenog položaja razlika je između srednjeg očitanja smirenog kompasa i pravog smjera pramca. Smirivanje nakon uključivanja traje neko vrijeme. IMO-ova norma, rezolucija A.424(XI), dopušta do šest sati na širinama do 60°. Mnogi suvremeni uređaji brži su. Uključi ga dovoljno rano prema podatku proizvođača, prije nego što ti zatreba za isplovljenje.

Prednosti i ograničenja

Smireni žirokompas daje prave smjerove pramca: nema magnetske deklinacije ni devijacije. Sila usmjeravanja prema sjeveru slabi prema polovima, približno s cos φ, pa na visokim širinama pogreške rastu. Radnu granicu provjeri u uputama. Ovisi o električnom napajanju i osloncu rotora. Treba mu standardni magnetski kompas kao neovisna pričuva, a njegovu pogrešku i dalje moraš provjeravati.

2Ključni podaci

Zemljina rotacija
Oko 15° na sat (15,04° na sat)
Promjena azimuta slobodnog žiroskopa (vodoravna os)
Oko 15° × sin geografske širine na sat
Najveća promjena nagiba slobodnog žiroskopa
Oko 15° × cos geografske širine na sat; vodoravna os istok–zapad
Vrijeme smirivanja (A.424)
Unutar 6 sati, na geografskim širinama do 60°
Pogreška smirenog položaja (A.424)
Najviše 0,75° ÷ cos geografske širine

3Ključne točke

  1. 1

    Žiroskopska inercija drži os postojanom u prostoru. Precesija mijenja njezin smjer pod djelovanjem momenta sile.

  2. 2

    Slobodni žiroskop prividno mijenja azimut i nagib zbog Zemljine rotacije. Gravitacijsko upravljanje usmjerava ga prema meridijanu.

  3. 3

    Prigušivanje zaustavlja njihanje, pa se žiroskop smiruje. Pričekaj vrijeme smirivanja koje navodi proizvođač.

  4. 4

    Žirokompas pokazuje pravi sjever, ali mu sila usmjeravanja slabi blizu polova i ipak ima male pogreške.

4Česte pogreške

  • Pogrešno: Žiroskop sam po sebi pokazuje pravi sjever.

    Točno: Slobodni žiroskop samo zadržava smjer u prostoru. Gravitacijsko upravljanje i prigušivanje usmjeravaju ga i smiruju na meridijanu.

  • Pogrešno: Žirokompas je spreman čim rotor postigne radnu brzinu.

    Točno: Prvo se mora smiriti, što može trajati satima. Uključi ga rano i usporedi s magnetskim kompasom prije nego što se osloniš na njega.

  • Pogrešno: Žirokompas nema pogreške jer nema magnetske deklinacije ni devijacije.

    Točno: Ima vlastite male pogreške, primjerice pogrešku brzine i kursa, koje rastu na visokim širinama. Provjeravaj ga svaku stražu.

5Praktični slučaj i ključ za ispit

Situacija

Tvoj je brod bio u suhom doku s isključenim žirokompasom. Isplovljenje je planirano u 0800, a električar predlaže uključivanje u 0730. Što mu kažeš?

Prikaži odgovor

Nemoj pretpostaviti da je 30 minuta dovoljno. Provjeri proizvođačevo vrijeme smirivanja i pokazatelje spremnosti. Dogovori dovoljno rano uključivanje da se ti uvjeti ispune. Prije uporabe pri isplovljenju potvrdi da se žirokompas smirio i provjeri njegovu pogrešku prema neovisnoj referenci.

Savjeti za ispit

  • Žiroskopska inercija i precesija; gravitacijsko upravljanje usmjerava prema sjeveru, prigušivanje omogućuje smirivanje.
  • A.424(XI): smirivanje unutar 6 h do 60° širine; pogreška smirenog položaja ≤ 0,75° ÷ cos geografske širine.
  • Vodoravni slobodni žiroskop: promjena azimuta 15° sin φ/h; najveća promjena nagiba 15° cos φ/h za os istok–zapad, nula za sjever–jug. Sila usmjeravanja slabi prema polovima.

Završite ovu cjelinu

Kad je pročitate, spojite pojmove, a zatim odgovorite na tri pitanja. Za završetak cjeline svi odgovori moraju biti točni; samo otvaranje stranice ne računa se.

Moje bilješke za ovu cjelinu

Nema bilješki