Гирокомпас

Версия 12:24, 15 февраля 2015

Гирокомпас — навигационный прибор, указывающий направление на географический полюс, либо азимут выбранной точки наблюдения (например, небесного светила).

Гирокомпас наиболее часто используются в навигационных системах кораблей и судов. Он обладает двумя серьезными преимуществами перед магнитным компасом. Во-первых, гирокомпас указывает направление на географический, а не магнитный полюс Земли. Во-вторых, он намного менее подвержен девиации, чем магнитный компас. Кроме этого, гирокомпас может применяться при решении других задач с использованием принципа гироскопа (например, для наводки орудий боевого корабля).

Создателями современного гирокомпаса считаются Герман Аншютц-Кемпфе (нем. Hermann Anschütz-Kaempfe) и Элмер Амброуз Сперри (англ. Elmer Ambrose Sperry), практически одновременно запатентовавшие свои разработки.

Принцип работы гирокомпаса построен на использовании гороскопа.Простейший гирокомпас состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна. Предположим, что гирокомпас находится на экваторе, а ось вращения его гироскопа совпадает с направлением запад – восток (позиция a); она сохраняет свою ориентацию в пространстве в отсутствие воздействия внешних сил. Но Земля вращается, совершая один оборот в сутки. Так как наблюдатель, находящийся рядом, вращается вместе с планетой, он видит, как восточный конец (E) оси гироскопа поднимается, а западный (W) опускается; при этом центр тяжести шара смещается к востоку и вверх (позиция б). Однако сила земного притяжения препятствует такому смещению центра тяжести, и в результате ее воздействия ось гироскопа поворачивается так, чтобы совпасть с осью суточного вращения Земли, т. е. с направлением север – юг (это вращательное движение оси гироскопа под действием внешней силы называется прецессией). Когда ось гироскопа совпадет с направлением север – юг (N – S, позиция в), центр тяжести окажется в нижнем положении на вертикали и причина прецессии исчезнет. Поставив метку «Север» (N) на то место шара, в которое упирается соответствующий конец оси гироскопа, и соотнеся ей шкалу с нужными делениями, получают надежный компас. В реальном гирокомпасе предусмотрены компенсация девиации компаса и поправка на широту места. Действие гирокомпаса зависит от вращения Земли и особенностей взаимодействия ротора гироскопа с его подвесом