Что такое гирокомпас на судне

30.10.202314.04.2022 admin 0 Comments

Гирокомпас: устройство и принцип работы

Гирокомпас одно из навигационных устройств мостика судна. Он регулярно применяется для управления судном, обнаружения объектов и слежения за курсом. Гирокомпас широко используется в морской навигации и флоте.

Принцип работы

Он работает также, как гироскоп. Находясь в раскрученном состоянии, гироскоп, благодаря кардановому подвесу сохраняет своё неизменное положение и при этом указывает всегда в одном направлении.

Конструкция гирокомпаса

Состав и строение гирокомпасов может частично отличаться. Однако, неотъемлемой частью абсолютного любого из них является гироскопическая система.

Плюсы использования

Основным преимуществом перед магнитным компасом — обнаруживает истинный географический полюс Земли, в то время как магнитный компас находит магнитный полюс. На его точность не влияет электромагнитное поле и детали судна.

Минусы использования

Гирокомпасы в компании «Маринэк»

Компания «Маринэк» занимается комплексным оснащением судов всеми видами оборудования, а также дооснащением и переоснащением, включая все этапы взаимодействия, от разработки проекта до монтажа, пусконаладки и последующего технического обслуживания. Обращаясь в «Маринэк», вы получаете не только гирокомпас, судовое оборудование или отдельную услугу, а весь комплексный сервис по оснащению плавсредства всем необходимым исходя из его назначения.

Опыт специалистов «Маринэк», партнерство со всеми ведущими производителями судового оборудования позволяют инженерам компании использовать в проектах наиболее востребованное и зарекомендовавшее себя оборудование, включая гироскопические компасы, предлагать оптимальные способы размещения данного оборудования на судне и возможности расширения его функционала. Также благодаря специалистам «Маринэк» можно всегда однозначно установить соответствие любых видов судового оборудования актуальным требованиям российских регулирующих органов, возможность их использования в открытых и внутренних водах.

Источник

Гирокомпас, его устройство и принцип работы

Гирокомпас — это навигационное устройство, указывающее строго на северный географический полюс и работающий по принципу гироскопа. То есть это устройство имеет некоторые общие черты с магнитным компасом, но устройство его, размеры и правила применения отличаются от таковых у компаса магнитного.

На фото — стандартный судовой гирокомпас:

У гирокомпаса имеются как определенные достоинства перед магнитным компасом, за счет которых его применяют в том числе в областях, в которых требуется более высокая точность, так и недостатки, из-за которых, например, в туризме он не нашел применения. И о таких плюсах и минусах, и о принципе его действия мы далее и поговорим.

Принцип работы гирокомпаса

В основу работы гирокомпаса положен принцип работы гироскопа, что вполне понятно из названия этого средства навигации. Будучи раскрученным, гироскоп сохраняет свое положение благодаря кардановому подвесу, всегда указывая в одном направлении.

Однако сам по себе гироскоп не может служить гирокомпасом по двум основным причинам. Во-первых, будучи отклоненным от плоскости меридиана, гироскоп не возвращается к ней, а во-вторых, ось гироскопа совершает колебания около плоскости меридиана, что также мешает точности определения курса при навигации.

Для того, чтобы гироскоп стал гирокомпасом, нужно каким-либо образом сделать так, чтобы ось его вращения постоянно находилась в плоскости меридиана. Это становится возможным благодаря смещению центра тяжести гироскопа ниже уровня его подвеса. Такой гирокомпас со смещенным вниз центром тяжести называется маятниковым.

В современных гироскопах вместо карданового подвеса используют камеры с разными способами снижения сопротивления при вращении гироскопа. Например, в судовых гирокомпасах используется герметичная сферическая камера, заполненная водородом и имеющая в придонной части небольшое количество смазывающего масла. Чтобы исключить соприкосновение камеры с дном сосуда и крышкой, в самых современных вариантах гироскопа ее удерживают в подвешенном состоянии с помощью водной струи, что получается дешевле старых вариантов, использующих различные жидкие смеси и ртуть.

В гирокомпасе во время его работы может возникать прецессия (колебания), которая пытается выровнять ось гирокомпаса параллельно оси вращения Земли. Девиации (отклонения в показаниях) гирокомпаса возникают во время движения транспорта, на котором установлено это навигационное устройство. Они возникают также при смене широты и курса и требуют поправок.

Современные сложные модели гирокомпасов самостоятельно устраняют девиации с помощью специальных схем с микропроцессором, но на случай сбоя электроники прилагаются таблицы, позволяющие сделать поправки самостоятельно.

Устройство прибора

Строение гирокомпаса достаточно сложно, поэтому здесь рассмотрим лишь его основные компоненты. Например, армейский гирокомпас состоит из:

Строение других гирокомпасов может частично отличаться от строения армейского варианта, но неотъемлемой частью абсолютно любого из вариантов является гироскопическая система. Из-за массивности и больших размеров её вся конструкция компаса оказывается очень большой, и потому применять его в качестве «карманного» средства навигации не получается.

Где используется гирокомпас?

Гирокомпасы получили широкое применение в морском и военном деле, а также в ракетной технике. Так, например, на сегодняшний день в Интернете можно найти и купить множество разных моделей гирокомпасов — от простых до сложных, от бюджетных до дорогих — для морских судов и других транспортных средств.

Многие слышали, что в современных средствах связи — телефонах, смартфонах и планшетах — также используются гироскопы. Здесь гироскопы применяют для упрощения эксплуатации устройства, а также для различных видеоигр.

Возникает вполне нормальный вопрос «Как же такое большое и массивное устройство, как гироскоп, может вместиться в такой маленький телефон?».

Ответ прост. Дело в том, что в этих гаджетах наряду с другими датчиками используется не обычный гироскоп, а микросхема, которая улавливает любые изменения в положении устройства, а также скорость этих изменений. Тем не менее, из-за ограничений в подаче сигналов от датчика к схеме, обрабатывающей этот сигнал, со временем показания гироскопа могут значительно отклоняться от истинных. Для того же, чтобы подкорректировать работу гироскопа, устройство связи обычно укомплектовывают еще одной микросхемой — акселерометром.

Это значит, что в качестве компаса гироскоп из гаджета работать не способен. Если в телефоне и приложение, указывающее на север, то работа его никак не связана с гироскопом.

Достоинства и недостатки

Гирокомпасы имею ряд преимуществ перед магнитными компасами.

Во-первых, гирокомпасы всегда указывают на истинный географический полюс Земли, в то время как магнитные компаса в лучшем случае могут показать приблизительное направление на магнитные полюса, которые не совпадают с географическими, о чем мы подробно рассказывали здесь (Куда показывает стрелка компаса).

Во-вторых, гирокомпасы дают точные показания в зонах магнитных аномалий, а показания магнитных компасов могут сильно искажаться на этих территориях.

И, наконец, в-третьих, гирокомпасу не страшны магнитные девиации, что актуально при использовании такого средства навигации на транспорте (например, судне или самолете). В отличии от него, магнитный компас, не оснащенный системой магнитов, устраняющих погрешности магнитной девиации, на том же морском судне будет давать колоссальные ошибки. И даже при наличии устройства, корректирующего показания, система устранения магнитных девиаций через время сама будет нуждаться в корректировке.

Корректировка показаний гирокомпаса требуется в очень редких случаях

Тем не менее на случай поломки гирокомпаса на судне желательно наличие магнитного компаса.

Несмотря на свои достоинства, из-за больших размеров, массы, а также необходимости электропитания, гирокомпасы не могут быть применены в туризме, и по-прежнему спутником любого туриста, охотника и выживальщика остается магнитный компас.

Источник

Что такое гирокомпас?

Гирокомпасы отечественных и зарубежных производителей с широкими возможностями

Гирокомпас – навигационное устройство, основанное на принципе работы гироскопа, указывающее направление истинного меридиана, проходящего через географические полюсы, то есть, ось вращения Земли. Гироскопический компас (гирокомпас) применяется в навигации для определения курса судна и азимута направления на объекты.

Конструкция гирокомпаса

В конструкции гирокомпаса используется свойство гироскопа сохранять направление оси вращения массивного тела в пространстве. Если направить ось вращения такого тела, обладающего значительным моментом инерции, вдоль истинного меридиана, то есть на Северный полюс – гироскопический компас будет показывать одно и то же направление вне зависимости от маневров судна, другими словами, ось гироскопа при любом отклонении будет пытаться совпасть с осью вращения Земли.

Судовые компасы имеют несколько видов конструкций, среди которых можно выделить наиболее простой – магнитный, а также спутниковый, как наиболее современный и точный. Тем не менее, гироскопические компасы по-прежнему востребованы благодаря высокой точности и независимости от внешних факторов, например, наличия спутникового сигнала.

Особенности гирокомпасов

Гироскопический компас имеет два основных преимущества перед магнитным. Во-первых, гирокомпас указывает не на магнитный полюс, а на географический. Это означает, что при выборе курса нет необходимости принимать во внимание поправки на так называемую девиацию магнитного компаса. Во-вторых, гирокомпас избавлен от влияния намагниченных частей корпуса судна на точность показаний, тогда как магнитный компас может испытывать на себе воздействие находящихся вокруг магнетиков.

Из минусов гироскопических компасов можно отметить относительную сложность конструкции и значительную инерционность работы. То есть, при интенсивных маневрах судна показания гирокомпаса будут восстанавливаться в течение некоторого времени, а не мгновенно. Также точность гироскопического компаса зависит от механизмов компенсации его девиации, поправки на широту, вращения Земли и конструктивных особенностей взаимодействия ротора гироскопа (вращающегося тела) с его подвесом.

Современный гирокомпас представляет собой компактное высокоточное устройство, конструкция которого содержит в себе многие технические достижения, физические принципы и технологии. В каталоге Интернет-магазина компании «Маринэк» представлены гирокомпасы известных, в том числе отечественных, производителей:

Выбор гирокомпаса

При выборе гирокомпаса необходимо принимать во внимание тип своего судна, поскольку, чем выше его скорость, тем более быстро должен отрабатывать изменение ориентации в пространстве гирокомпас. Скорость отработки следящей системы измеряется в градусах в секунду, также важной характеристикой является погрешность, возникающая вследствие быстрого изменения курса. Для примера, гирокомпас модели CMZ900 имеет максимальную скорость отработки следящей системы 30°/с, и погрешность не более 0,1°. Благодаря набору характеристик данный гирокомпас предназначен для использования на высокоскоростных судах. Скоростные девиации компенсируются с помощью показаний GPS.

Пермский гирокомпас PGM-C-010 имеет сертификат РМРС и может применяться на судах любых типов. Прибор имеет собственный дисплей, на котором может быть отображена информация о координатах, скорости судна, повороте и т.п. Данная модель имеет очень широкий диапазон для применения, ограниченный широтами до 85°, скоростями до семидесяти улов (!), креном и дифферентом до 45°. Погрешность устройства составляет всего 0,2°.

Гирокомпас – важная составляющая обеспечения безопасности во время движения судна, являющаяся частью навигационного оборудования. Оснащение судна навигационным оборудованием происходит комплексно, поэтому выбор гирокомпаса или компаса другого вида следует осуществлять исходя из общего представления о том, какого рода судовое оборудование будет служить на борту.