Giro-compas

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 24 septembrie 2021; verificările necesită 8 modificări .

Gyrocompass (în jargonul profesional marin  - gyrocompass ) - un indicator mecanic al direcției meridianului adevărat (geografic) , conceput pentru a determina cursul unui obiect, precum și azimutul (regul) direcției orientate. Principiul de funcționare al girocompasului se bazează pe utilizarea proprietăților giroscopului și pe rotația zilnică a Pământului . Ideea lui a fost propusă de omul de știință francez Foucault .

Girocompasele sunt utilizate pe scară largă în navigația marină și în tehnologia rachetelor . Au două avantaje importante față de busolele magnetice :

Principiul de funcționare al girobussolei

Un girobusolă este în esență un giroscop , adică o roată rotativă (rotor) montată într-o suspensie de cardan , care oferă axei rotorului orientare liberă în spațiu.

Să presupunem că rotorul a început să se rotească în jurul axei sale, a cărei direcție este diferită de axa pământului. În virtutea legii conservării momentului unghiular , rotorul își va menține orientarea în spațiu. Deoarece Pământul se rotește, un observator care este staționar în raport cu Pământul vede că axa giroscopului face o revoluție în 24 de ore. Un astfel de giroscop rotativ nu este în sine un ajutor de navigare. Pentru apariția precesiunii , rotorul este menținut în planul orizontului, de exemplu, prin intermediul unei greutăți care ține axa rotorului într-o poziție orizontală față de suprafața pământului. În acest caz , gravitația va crea un cuplu , iar axa rotorului se va întoarce spre nordul real. Deoarece greutatea menține axa rotorului orizontală față de suprafața pământului, axa nu poate coincide niciodată cu axa de rotație a Pământului, doar la ecuator vor fi paralele.

Istoria girobussolei

Giroscopul a fost brevetat în 1885 de olandezul Marius Gerardus van den Bos, dar giroscopul său nu a funcționat niciodată corect. [1] Francezul Arthur Krebs în 1889 a proiectat un girocompas pendul pentru experimente pe submarinul „Gymnote” . Acest lucru a permis lui Gymnote în 1890 să depășească blocada navală navigând sub chila unui armadillo fără a fi observat. [2]

Scandal de brevete

În 1903, germanul Hermann Anschütz-Kaempfe a proiectat un girocompas funcțional și a primit un brevet pentru invenția sa [3] în 1908 în Germania. Simultan, inventatorul american Elmer Sperry a brevetat giroscopul în Statele Unite . Când Sperry a încercat să-și vândă dispozitivul Marinei germane , Anschütz-Kaempfe a dat în judecată pentru încălcarea brevetelor . Sperry a susținut că brevetul Anschütz-Kaempfe era invalid, deoarece dispozitivul brevetat diferă puțin de giroscopul van den Bos.

Celebrul fizician Albert Einstein a acționat ca examinator de brevete în proces . Inițial a fost de acord cu Sperry, dar apoi s-a răzgândit, recunoscând că brevetul Anschütz-Kaempfe era valabil și că Sperry a încălcat drepturile de autor prin utilizarea unei anumite tehnici de decolorare. Anschütz-Kaempfe a câștigat procesul în 1915 .

Implementarea practică a girocompasului

Un girocompas marin se bazează de obicei pe o girosferă. O girosferă este o sferă metalică goală, care conține giroscoape care se rotesc cu viteză mare. Acționare de rotație - motoare electrice. Sfera este sigilată, umplută cu hidrogen pentru a reduce pierderile prin frecare și conține o cantitate mică de ulei lubrifiant în partea de jos. Pentru a alimenta motorul electric, sferele sunt realizate din compozit cu un pansament izolator de curent între părți, tensiunea de alimentare (de obicei , alternativă de înaltă frecvență ) este furnizată printr-un lichid conductor format din apă, glicerină, alcool etilic și acid boric, în care sfera plutește.

Există două modalități de a preveni contactul sferei cu fundul sau capacul vasului, ambele bazate pe utilizarea mercurului ca lichid de densitate mare, insolubil în apă.

În primul caz, pe fundul vasului se toarnă o cantitate mică, aproximativ 50 ml, de mercur, iar sfera se realizează cu o uşoară flotabilitate negativă şi se scufundă în fluid special până ajunge în stratul de mercur, sub care se află. nu se mai scufundă din cauza greutății mari a mercurului deplasat.

În cea de-a doua versiune, sfera are o flotabilitate pozitivă și o depresiune conică în partea de sus, în care este turnat din nou mercur și intră proeminența conică a capacului vasului.

Pe girocompasele sovietice și rusești, se utilizează prima metodă, lichidul trebuie înlocuit cel puțin o dată la șase luni din cauza deteriorării proprietăților sale. Unele girobussole moderne folosesc reținerea dinamică a girosferei într-un jet de fluid de susținere , pompat continuu de jos în sus de o pompă. În acest caz, nu există pernă de mercur; astfel de girobussole sunt mai ieftine, mai ușor de întreținut și mai sigure.

Erori de măsurare girobusola

Girobusola poate crea erori de măsurare. De exemplu, o schimbare bruscă a direcției, vitezei sau latitudinii poate provoca o abatere , care va exista până când giroscopul realizează o astfel de modificare. Cele mai multe nave moderne au sisteme de navigație prin satelit (cum ar fi GPS ) și (sau) alte ajutoare de navigație care transmit corecții către computerul încorporat al girobusolei.

Vezi și

Note

  1. ↑ Pagini puțin cunoscute ale celebrului fizician . Consultat la 26 noiembrie 2009. Arhivat din original pe 22 iulie 2012.
  2. ↑ Alexandre Sheldon-Duplaix, Mémoires de la mer: cinq siècles de trésors et d'aventures , L'Iconoclaste, 2005, 335 p. ( ISBN 2-913366-08-2 ).
  3. ↑ Busolă  // Enciclopedia militară  : [în 18 volume] / ed. V. F. Novitsky  ... [ și alții ]. - Sankt Petersburg.  ; [ M. ] : Tip. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice