Bussola giroscopica sulle navi: costruzione, lavoro e utilizzo
Una bussola giroscopica è una forma di giroscopio, ampiamente utilizzata sulle navi che impiegano una ruota giroscopica elettricamente alimentata e veloce e forze di attrito tra altri fattori che utilizzano le leggi fisiche di base, le influenze della gravità e la rotazione della Terra per trovare il vero nord.
Costruzione
Gyro compass è diventato uno strumento indispensabile in quasi tutte le navi mercantili o navi da guerra per la sua capacità di rilevare la direzione del vero nord e non il nord magnetico. È composto dalle seguenti unità:
- Master Compass: Scopre e mantiene la vera lettura del nord con l’aiuto di un giroscopio.
- Bussole ripetitore: Ricevere e indicare la vera direzione trasmessa elettricamente dalla bussola Master.
- Registratore di rotta: Registra continuamente le manovre su una striscia di carta in movimento.
- Quadro di comando: Regola il funzionamento elettrico dell’impianto e ne accerta lo stato di funzionamento mediante un apposito contatore.
- Regolatore di tensione: Mantiene costante l’alimentazione della nave al motore-generatore.
- Unità di allarme: indica un guasto alla fornitura della nave.
- Pannello amplificatore: Controlla il sistema di follow-up.
- Motore Generatore: Converte l’alimentazione CC della nave in corrente alternata e stimola l’attrezzatura della bussola.
Le bussole giroscopiche sono collegate alle bussole del ripetitore tramite un sistema di trasmissione. Il rotore fast-spinning attaccato pesa da 1,25 libbre a 55 libbre.
È azionato migliaia di giri al minuto da un altro motore elettrico. Tuttavia, la parte più essenziale di un sistema di giroscopio bussola è la ruota che gira, che è noto come il giroscopio.
Lavorare
I campi magnetici esterni che deviano le bussole normali non possono influenzare le bussole giroscopiche. Quando una nave altera il suo corso il quadro guidato in modo indipendente chiamato ‘Phantom’ si muove con esso, ma il sistema di rotore continua a puntare verso nord.
Questa mancanza di allineamento consente di inviare un segnale al motore di azionamento, che sposta il phantom passo con il sistema rotore di nuovo in un percorso in cui il fantasma può aver attraversato solo una frazione di grado o diversi gradi del cerchio della bussola.
Non appena sono allineati, gli impulsi elettrici vengono inviati dal phantom alle bussole del ripetitore per ogni grado attraversato.
Il Giroscopio nella girobussola è montato in modo tale da poter muoversi liberamente su tre assi reciprocamente perpendicolari ed è controllato in modo da consentire al suo asse di rotazione stabilizzato parallelo al vero meridiano, influenzato dalla rotazione e dalla gravità della Terra.
Le applicazioni del sistema giroscopico si basano su due caratteristiche fondamentali, che sono:
- Inerzia giroscopica: la tendenza di qualsiasi corpo girevole a sostenere il suo piano di rotazione.
- Precessione: una proprietà che fa muovere il giroscopio, quando viene applicata una coppia. Ma invece di muoversi nella direzione della coppia, si muove ad angolo retto rispetto all’asse della coppia applicata e anche della ruota che gira.
Queste due proprietà e l’utilizzo delle due forze naturali della Terra, la rotazione e la gravità, attivano la Girobussola per cercare il vero nord.
Una volta sistemato sul vero meridiano, il rotore rimarrà indefinitamente lì finché l’alimentazione elettrica della nave rimarrà costante e inalterata e non influenzata dalle forze esterne.
Utilizzo ed errori
Le bussole giroscopiche sono utilizzate in modo preminente nella maggior parte delle navi per rilevare il vero nord, sterzare e trovare posizioni e registrare corsi.
Ma a causa della rotta, della velocità e della latitudine della nave, potrebbero apparire alcuni errori di cottura a vapore. È stato trovato che sui corsi settentrionali il nord della bussola del giroscopio è leggermente deviato ad ovest del meridiano vero mentre sui corsi meridionali è deviato ad est.
Le navi moderne utilizzano un sistema GPS o altri ausili alla navigazione per alimentare i dati alla girobussola per correggere l’errore. Una triade ortogonale di design in fibra ottica e anche giroscopi laser ad anello che applicano i principi della differenza del percorso ottico per determinare la velocità di rotazione, invece di dipendere dalle parti meccaniche, può aiutare a eliminare i difetti e rilevare il vero nord.
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