Kreiselkompass auf Schiffen: Konstruktion, Arbeiten und Verwendung
Ein Kreiselkompass ist eine Form von Kreisel, die auf Schiffen häufig verwendet wird, wobei ein elektrisch angetriebenes, sich schnell drehendes Kreiselrad und Reibungskräfte unter anderem die grundlegenden physikalischen Gesetze, Einflüsse der Schwerkraft und die Erdrotation nutzen, um den wahren Norden zu finden.
Der Kreiselkompass ist in fast allen Handelsschiffen oder Marineschiffen zu einem unverzichtbaren Instrument geworden, da er die Richtung des wahren Nordens und nicht des magnetischen Nordens erkennen kann. Es besteht aus folgenden Einheiten:
- Master Compass: Entdeckt und pflegt den wahren Norden mit Hilfe eines Gyroskops.
- Repeater-Kompasse: Empfangen und zeigen die wahre Richtung an, die elektrisch vom Master-Kompass übertragen wird.
- Kursrekorder: Zeichnet das Manövrieren kontinuierlich auf einem sich bewegenden Papierstreifen auf.
- Bedienfeld: Regelt den elektrischen Betrieb des Systems und ermittelt den Betriebszustand mittels eines geeigneten Zählers.
- Spannungsregler: Sorgt für eine konstante Versorgung des Schiffes mit dem Motorgenerator.
- Alarmeinheit: Zeigt einen Ausfall der Schiffsversorgung an.
- Verstärker-Panel: Steuert das Follow-up-System.
- Motorgenerator: Wandelt die Gleichstromversorgung des Schiffes in Wechselstrom um und versorgt die Kompassausrüstung mit Energie.
Kreiselkompasse sind über ein Übertragungssystem mit den Repetierkompassen verbunden. Der schnell drehende Rotor wiegt zwischen 1,25 und 55 Pfund.
Es wird Tausende Umdrehungen pro Minute von einem anderen Elektromotor angetrieben. Der wesentlichste Teil eines Kreiselkompasssystems ist jedoch das sich drehende Rad, das als Gyroskop bekannt ist.
Arbeiten
Externe Magnetfelder, die normale Kompasse ablenken, können Kreiselkompasse nicht beeinflussen. Wenn ein Schiff seinen Kurs ändert, bewegt sich das unabhängig angetriebene Gerüst namens Phantom mit, aber das Rotorsystem zeigt weiterhin nach Norden.
Diese fehlende Ausrichtung ermöglicht es, ein Signal an den Antriebsmotor zu senden, der den Phantomschritt mit dem Rotorsystem wieder in einem Pfad bewegt, in dem das Phantom möglicherweise nur einen Bruchteil eines Grades oder mehrere Grad des Kompasskreises überschritten hat.
Sobald sie ausgerichtet sind, sendet das Phantom für jeden Grad, den es durchläuft, elektrische Impulse an die Repetierkompasse.
Das Gyroskop im Kreiselkompass ist so montiert, dass es sich um drei zueinander senkrechte Achsen frei bewegen kann und so gesteuert wird, dass seine Drehachse parallel zum wahren Meridian verläuft, beeinflusst von der Erdrotation und der Schwerkraft.
Die Kreiselkompass-Systemanwendungen basieren auf zwei grundlegenden Eigenschaften, die:
- Gyroskopische Trägheit: Die Tendenz eines sich drehenden Körpers, seine Rotationsebene aufrechtzuerhalten.
- Präzession: Eine Eigenschaft, die bewirkt, dass sich das Gyroskop bewegt, wenn ein Paar angewendet wird. Aber anstatt sich in Richtung des Paares zu bewegen, bewegt es sich im rechten Winkel zur Achse des angelegten Paares und auch des sich drehenden Rades.
Diese beiden Eigenschaften und die Nutzung der beiden Naturkräfte der Erde, Rotation und Schwerkraft, bewirken, dass der Kreiselkompass den wahren Norden sucht.
Einmal auf dem wahren Meridian angesiedelt, wird der Rotor auf unbestimmte Zeit dort bleiben, solange die elektrische Versorgung des Schiffes konstant und unverändert und unbeeinflusst von äußeren Kräften bleibt.
Verwendung und Fehler
Kreiselkompasse werden in den meisten Schiffen vorrangig verwendet, um den wahren Norden zu erkennen, Positionen zu steuern und Positionen zu finden und Kurse aufzuzeichnen.
Aufgrund des Schiffskurses, der Geschwindigkeit und des Breitengrads kann es jedoch zu Systemfehlern kommen. Es hat sich gezeigt, dass der Kreiselkompass auf Nordkursen leicht westlich des wahren Meridians abgelenkt ist, während er auf Südkursen nach Osten abgelenkt ist.
Moderne Schiffe verwenden ein GPS-System oder andere Navigationshilfen, um dem Kreiselkompass Daten zur Korrektur des Fehlers zuzuführen. Ein orthogonaler Dreiklang aus faseroptischem Design und auch Ringlasergyroskopen, die die Prinzipien der optischen Wegdifferenz anwenden, um die Rotationsrate zu bestimmen, anstatt von mechanischen Teilen abhängig zu sein, kann helfen, die Fehler zu beseitigen und den wahren Norden zu erkennen.
Sie können auch gerne lesen -Automatisches Identifikationssystem (AIS) & Die Bedeutung des Schiffsverfolgungssystems
Eine Einführung in Fluxgate Compass
Haftungsausschluss: Die in diesem Artikel geäußerten Ansichten der Autoren spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von Marine Insight wider. Daten und Diagramme, falls verwendet, In dem Artikel stammen aus verfügbaren Informationen und wurden von keiner gesetzlichen Behörde authentifiziert. Der Autor und Marine Insight erheben keinen Anspruch auf Richtigkeit und übernehmen keine Verantwortung dafür. Die Ansichten stellen nur die Meinungen dar und stellen keine Richtlinien oder Empfehlungen für eine vom Leser zu befolgende Vorgehensweise dar.