Brújula Giroscópica en Barcos: Construcción, Funcionamiento y Uso
Una brújula giroscópica es una forma de giroscopio, utilizada ampliamente en barcos que emplean una rueda de giroscopio de giro rápido y alimentación eléctrica y fuerzas de fricción, entre otros factores, que utilizan las leyes físicas básicas, las influencias de la gravedad y la rotación de la Tierra para encontrar el norte verdadero.
Construcción
La brújula giroscópica se ha convertido en un instrumento indispensable en casi todos los buques mercantes o navales por su capacidad de detectar la dirección del norte verdadero y no del norte magnético. Se compone de las siguientes unidades:
- Brújula maestra: Descubre y mantiene la verdadera lectura del norte con la ayuda de un giroscopio.
- Brújulas repetidoras: Recibe e indica la dirección verdadera transmitida eléctricamente desde la Brújula Maestra.
- Grabador de curso: Realiza un registro continuo de las maniobras en una tira de papel móvil.
- Panel de control: Controla el funcionamiento eléctrico del sistema y determina el estado de funcionamiento mediante un medidor adecuado.
- Regulador de tensión: Mantiene el suministro constante de la nave al motor-generador.
- Unidad de alarma: Indica un fallo en el suministro de la nave.
- Panel Amplificador: Controla el sistema de seguimiento.
- Generador de motor: Convierte el suministro de CC de la nave en CA y energiza el equipo de brújula.
Las brújulas giroscópicas están conectadas a las brújulas repetidoras a través de un sistema de transmisión. El rotor de giro rápido conectado pesa de 1.25 libras a 55 libras.
Es accionado miles de revoluciones por minuto por otro motor eléctrico. Sin embargo, la parte más esencial de un sistema de giroscopio es la rueda giratoria, que se conoce como Giroscopio.
Trabajar
Los campos magnéticos externos que desvían las brújulas normales no pueden afectar a las brújulas giroscópicas. Cuando un barco altera su curso, el marco de accionamiento independiente llamado «Fantasma» se mueve con él, pero el sistema de rotor continúa apuntando hacia el norte.
Esta falta de alineación le permite enviar una señal al motor de accionamiento, que mueve el paso fantasma con el sistema de rotor de nuevo en un camino donde el fantasma puede haber cruzado solo una fracción de un grado o varios grados del círculo de la brújula.
Tan pronto como se alinean, el phantom envía impulsos eléctricos a las brújulas repetidoras por cada grado que atraviesa.
El Giroscopio en el Girocompás está montado de tal manera que puede moverse libremente alrededor de tres ejes perpendiculares entre sí y se controla para permitir que su eje de giro se establezca paralelo con el meridiano verdadero, influenciado por la rotación y la gravedad de la Tierra.
Las aplicaciones del sistema de girocompás se basan en dos características fundamentales, que son:
- Inercia giroscópica: La tendencia de cualquier cuerpo giratorio a mantener su plano de rotación.
- Precesión: Una propiedad que hace que el giroscopio se mueva, cuando se aplica una pareja. Pero en lugar de moverse en la dirección de la pareja, se mueve en ángulo recto con el eje de la pareja aplicada y también con la rueda giratoria.
Estas dos propiedades y la utilización de las dos fuerzas naturales de la Tierra, la rotación y la gravedad, promulgan el Girocompás para buscar el norte verdadero.
Una vez establecido en el meridiano verdadero, el rotor permanecerá indefinidamente allí mientras el suministro eléctrico de la nave permanezca constante, inalterado y no afectado por fuerzas externas.
Uso y errores
Las brújulas giroscópicas se utilizan principalmente en la mayoría de los barcos para detectar el norte verdadero, dirigir y encontrar posiciones y registrar cursos.
Pero debido al rumbo, velocidad y latitud del barco, podrían aparecer algunos errores de vapor. Se ha encontrado que en los cursos del Norte la brújula giroscópica norte se desvía ligeramente hacia el Oeste del meridiano verdadero, mientras que en los cursos del Sur se desvía hacia el Este.
Los barcos modernos utilizan un sistema GPS u otras ayudas de navegación para alimentar datos al Girocompás para corregir el error. Una tríada ortogonal de diseño de fibra óptica y también giroscopios láser de anillo que aplican los principios de la diferencia de trayectoria óptica para determinar la velocidad de rotación, en lugar de depender de las piezas mecánicas, pueden ayudar a eliminar los defectos y detectar el norte verdadero.
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