Hoe een gyrokompas het ware noorden vindt
1De les in gewone woorden
Gyroscopische traagheid houdt de draaias stabiel. Zwaartekrachtsturing en demping brengen de gyro tot rust op de ware meridiaan, de noord-zuidlijn.
Twee eigenschappen
Een gyroscoop is een snel draaiende rotor die vrij om zijn assen kan bewegen. Gyroscopische traagheid, of richtingsvastheid in de ruimte, houdt de draaias in dezelfde richting in de ruimte. Een draaikracht, een koppel, om één as laat de gyro om een derde as draaien. Dit heet precessie. Die derde as staat loodrecht op zowel de draaias als de as van het koppel. Een gyrokompas gebruikt beide eigenschappen.
Waarom een vrije gyro afdwaalt
De aarde draait ongeveer 15° per uur. Een vrije gyro houdt zijn richting in de ruimte terwijl de aarde eronder draait. Bij een horizontale as is de drift in azimut (horizontale richting) ongeveer 15° × sin φ per uur; φ is de breedte. De kantelsnelheid hangt af van de asrichting: maximaal ongeveer 15° × cos φ per uur bij een oost-westas; nul bij een noord-zuidas. Dit zijn schijnbare bewegingen; ze richten de gyro niet naar het noorden.
Zwaartekrachtsturing
De fabrikant voegt zwaartekrachtsturing toe: een hangend gewicht of een gekoppeld vloeistofsysteem. Als de as kantelt, veroorzaakt de zwaartekracht een koppel. Precessie zet dat om in beweging in azimut, naar de meridiaan. De as slingert nu heen en weer over de meridiaan, naar oost en west, zonder te stoppen. Zo wordt de gyro noordzoekend.
Demping en tot rust komen
Demping verkleint elke slingering totdat de as op of vlak bij de meridiaan tot rust komt: de gyro is ingeslingerd. De fout na inslingeren is het verschil tussen de gemiddelde aanwijzing na inslingeren en de ware voorliggende koers. Inslingeren kost tijd na het inschakelen. De IMO-prestatienorm, resolutie A.424(XI), staat maximaal zes uur toe tot 60° breedte. Veel moderne toestellen zijn sneller. Schakel ruim vóór vertrek in, volgens de tijd die de fabrikant opgeeft, zodat je de koersinformatie kunt gebruiken.
Sterke kanten en beperkingen
Een ingeslingerde gyro geeft ware koersen: geen variatie of deviatie. De noordzoekende kracht neemt richting de polen af, ongeveer met cos φ. Op hoge breedten worden fouten dus groter; raadpleeg de handleiding voor het werkgebied. De gyro is afhankelijk van stroom en de rotorondersteuning. Een magnetisch standaardkompas blijft nodig als onafhankelijke reserve. Ook de gyrokompasfout moet je blijven controleren.
2Kerngegevens
- Aardrotatie
- Ongeveer 15° per uur (15,04° per uur)
- Drift van een vrije gyro (horizontale as)
- Ongeveer 15° × sin breedte per uur
- Maximale kantelsnelheid van een vrije gyro
- Ongeveer 15° × cos breedte per uur; horizontale oost-westas
- Inslingertijd (A.424)
- Binnen 6 uur, tot 60° breedte
- Fout na inslingeren (A.424)
- Niet meer dan 0,75° ÷ cos breedte
3Kernpunten
- 1
Gyroscopische traagheid houdt de as richtingsvast in de ruimte. Precessie verandert de richting onder invloed van een koppel.
- 2
Een vrije gyro vertoont drift en kanteling door de aardrotatie. Zwaartekrachtsturing maakt hem noordzoekend.
- 3
Demping stopt het slingeren: de gyro is ingeslingerd. Houd de inslingertijd van de fabrikant aan.
- 4
Een gyro wijst het ware noorden aan, maar werkt zwakker bij de polen en heeft nog steeds kleine fouten.
4Veelgemaakte fouten
Fout: Een gyroscoop wijst uit zichzelf naar het ware noorden.
Goed: Een vrije gyro houdt alleen zijn richting in de ruimte. Zwaartekrachtsturing en demping laten hem de meridiaan zoeken en daarop tot rust komen.
Fout: De gyro is klaar zodra de rotor op toeren is.
Goed: Hij moet eerst inslingeren. Dat kan uren duren. Schakel vroeg in en vergelijk met het magnetische kompas voordat je erop vertrouwt.
Fout: Een gyro heeft geen fouten, want hij heeft geen variatie of deviatie.
Goed: Hij heeft eigen kleine fouten, zoals de snelheids- en koersfout. Die nemen toe op hoge breedten. Controleer hem elke wacht.
5Praktijkgeval en examentips
Je schip heeft in het droogdok gelegen met de gyro uitgeschakeld. Vertrek is gepland om 0800 en de elektricien stelt voor de gyro om 0730 te starten. Wat zeg je?
Toon het antwoord
Neem niet aan dat 30 minuten genoeg is. Controleer de inslingertijd en gereedmeldingen volgens de fabrikant. Plan het starten vroeg genoeg om daaraan te voldoen. Bevestig vóór gebruik bij vertrek dat de gyro is ingeslingerd en controleer zijn fout met een onafhankelijke referentie.
Examentips
- Gyroscopische traagheid en precessie; zwaartekrachtsturing maakt de gyro noordzoekend, demping laat hem inslingeren.
- A.424(XI): inslingeren binnen 6 h tot 60° breedte; fout na inslingeren ≤ 0,75° ÷ cos breedte.
- Horizontale vrije gyro: drift 15° sin φ/h; maximale kantelsnelheid 15° cos φ/h met een oost-westas, nul met een noord-zuidas. Noordzoekende kracht neemt af naar de polen.
Dit onderdeel afronden
Als je het gelezen hebt, koppel je de begrippen en beantwoord je daarna drie vragen. Heb je alles goed, dan is het onderdeel afgerond; alleen de pagina openen telt niet.
Mijn notities bij dit onderdeel
Geen notities