Gyro-kompas
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 24. september 2021; checks kræver 8 redigeringer .Gyrokompas (i marin professionel jargon - gyrokompas ) - en mekanisk indikator for retningen af den sande (geografiske) meridian , designet til at bestemme et objekts forløb såvel som azimut (lejning) af den orienterede retning. Funktionsprincippet for gyrokompasset er baseret på brugen af gyroskopets egenskaber og Jordens daglige rotation . Hans idé blev foreslået af den franske videnskabsmand Foucault .
Gyrokompasser er meget udbredt i marinenavigation og raketteknologi . De har to vigtige fordele i forhold til magnetiske kompasser :
- de viser retningen til den sande pol , det vil sige til det punkt, hvorigennem Jordens rotationsakse passerer, mens det magnetiske kompas angiver retningen til den magnetiske pol
- de er meget mindre følsomme over for eksterne magnetiske felter , såsom dem, der genereres af ferromagnetiske dele af et skibsskrog
Funktionsprincippet for gyrokompasset
Et gyrokompas er i det væsentlige et gyroskop , det vil sige et roterende hjul (rotor) monteret i et kardanophæng , som giver rotoraksen fri orientering i rummet.
Antag, at rotoren begyndte at rotere omkring sin akse, hvis retning er forskellig fra jordens akse. I kraft af loven om bevarelse af vinkelmomentum vil rotoren bevare sin orientering i rummet. Da Jorden roterer, ser en observatør, der er stationær i forhold til Jorden, at gyroskopaksen laver en omdrejning på 24 timer. Sådan et roterende gyroskop er ikke i sig selv et navigationshjælpemiddel. For forekomsten af præcession holdes rotoren i horisontplanet, for eksempel ved hjælp af en vægt, der holder rotorens akse i vandret position i forhold til jordens overflade. I dette tilfælde vil tyngdekraften skabe et drejningsmoment , og rotoraksen vil vende mod nord. Da vægten holder rotoraksen vandret i forhold til jordens overflade, kan aksen aldrig falde sammen med Jordens rotationsakse, kun ved ækvator vil de være parallelle.
Historien om gyrokompasset
Gyroskopet blev patenteret i 1885 af hollænderen Marius Gerardus van den Bos, men hans gyroskop fungerede aldrig ordentligt. [1] Franskmanden Arthur Krebs i 1889 designede et pendulgyrokompas til eksperimenter på ubåden "Gymnote" . Dette gjorde det muligt for Gymnote i 1890 at overvinde flådeblokaden ved at sejle under kølen af en bæltedyr uden at blive bemærket. [2]
Patentskandale
I 1903 designede tyskeren Hermann Anschütz-Kaempfe et fungerende gyrokompas og modtog patent på sin opfindelse [3] i 1908 i Tyskland. Samtidig patenterede den amerikanske opfinder Elmer Sperry gyroskopet i USA . Da Sperry forsøgte at sælge sin enhed til den tyske flåde , sagsøgte Anschütz-Kaempfe for patentkrænkelse . Sperry hævdede, at Anschütz-Kaempfe-patentet var ugyldigt, fordi den patenterede enhed afveg lidt fra van den Bos-gyroskopet.
Den berømte fysiker Albert Einstein fungerede som patentundersøger i jakkesættet . Han var oprindeligt enig med Sperry, men ændrede derefter mening og erkendte, at Anschütz-Kaempfe-patentet var gyldigt, og at Sperry havde krænket ophavsretten ved at bruge en specifik fading-metode. Anschütz-Kaempfe vandt retssagen i 1915 .
Praktisk implementering af gyrokompasset
Et marine gyrokompas er normalt baseret på en gyrosfære. En gyrosfære er en hul metalkugle, der indeholder gyroskoper, der roterer med høj hastighed. Rotationsdrev - elektriske motorer. Kuglen er forseglet, fyldt med brint for at reducere friktionstab og indeholder en lille mængde smøreolie i bunden. Til at drive elmotoren er kuglerne lavet sammensat med en strømisolerende bandage mellem delene, forsyningsspændingen (normalt højfrekvent veksel ) tilføres gennem en ledende væske bestående af vand, glycerin, ethylalkohol og borsyre, hvori kuglen flyder.
Der er to måder at forhindre kontakt af kuglen med bunden eller låget af beholderen, begge baseret på brugen af kviksølv som en væske med høj densitet, uopløselig i vand.
I det første tilfælde hældes en lille mængde, ca. 50 ml, kviksølv på bunden af karret, og kuglen laves med en let negativ opdrift og synker i speciel væske, indtil den når kviksølvlaget, under hvilket det ikke længere synker på grund af den store vægt af det fortrængte kviksølv.
I den anden version har kuglen positiv opdrift og en konisk fordybning i toppen, hvori der igen hældes kviksølv, og det koniske fremspring af karlåget kommer ind.
På sovjetiske og russiske gyrokompasser bruges den første metode, væsken skal udskiftes mindst en gang hver sjette måned på grund af forringelsen af dens egenskaber. Nogle moderne gyrokompasser bruger dynamisk indeslutning af gyrosfæren i en stråle af understøttende væske , kontinuerligt pumpet fra bunden og op af en pumpe. I dette tilfælde er der ingen kviksølvpude; sådanne gyrokompasser er billigere, nemmere at vedligeholde og sikrere.
Gyrokompas målefejl
Gyrokompasset kan skabe målefejl. For eksempel kan en pludselig ændring i kurs, hastighed eller breddegrad forårsage afvigelse , som vil eksistere, indtil gyroskopet har udarbejdet en sådan ændring. De fleste moderne skibe har satellitnavigationssystemer (såsom GPS ) og (eller) andre navigationshjælpemidler, der transmitterer korrektioner til den indbyggede computer i gyrokompasset.
Se også
- Kompas
- Gyrokursindikator GKU-1m
Noter
- ↑ Lidt kendte sider af den berømte fysiker . Hentet 26. november 2009. Arkiveret fra originalen 22. juli 2012.
- ↑ Alexandre Sheldon-Duplaix, Mémoires de la mer: cinq siècles de trésors et d'aventures , L'Iconoclaste, 2005, 335 s. ( ISBN 2-913366-08-2 ).
- ↑ Kompas // Military Encyclopedia : [i 18 bind] / udg. V. F. Novitsky ... [ og andre ]. - Sankt Petersborg. ; [ M. ] : Type. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.
Links
 Ordbøger og encyklopædier |
|
|---|---|
| I bibliografiske kataloger |