gyrocompass­ (weniger häufig buchstabiert gyro-compass­ oder gyro compass​) ist ein Typ des nichtmagnetischen Kompasses, der auf einer schnell spinnenden Scheibe und Folge unseres Planeten basiert, um geografische Richtung automatisch zu finden. Obwohl wichtige Bestandteile eines Kreiselkompasses ein Gyroskop sind, sind das nicht dieselben Geräte; ein Kreiselkompass wird gebaut, um die Wirkung der gyroscopic Vorzession zu verwenden, die ein kennzeichnender Aspekt der allgemeinen gyroscopic Wirkung ist. Kreiselkompasse werden für die Navigation auf Schiffen weit verwendet, weil sie zwei bedeutende Vorteile gegenüber magnetischen Kompassen haben:

• sie finden wahren Norden, wie bestimmt, durch die Folge der Erde, die davon verschieden und Navigations-nützlicher ist als, magnetischer Norden und
• sie sind durch eisenmagnetische Materialien wie der Stahlrumpf des Schiffs ungekünstelt, die das magnetische Feld ändern.

Operation

Ein Gyroskop ist ein auf dem Tragrahmen bestiegenes Spinnrad, so dass die Achse des Rades frei ist, sich in jedem Fall zu orientieren. Wenn es bis zur Geschwindigkeit mit seiner Achse gesponnen wird, die in einer Richtung wegen des Gesetzes der Bewahrung des winkeligen Schwungs hinweist, wird solch ein Rad normalerweise seine ursprüngliche Orientierung zu einem festen Punkt im Weltraum (nicht zu einem gehefteten Punkt auf der Erde) aufrechterhalten. Da unser Planet rotiert, scheint es einem stationären Beobachter auf der Erde, dass eine Achse eines Gyroskops eine volle Folge einmal alle 24 Stunden vollendet. Solch ein rotierendes Gyroskop wird für die Navigation in einigen Fällen zum Beispiel auf dem Flugzeug verwendet, wo es als gehender Hinweis bekannt ist, aber für die langfristige Seenavigation nicht normalerweise verwendet werden kann. Die entscheidende zusätzliche Zutat musste solches Gyroskop in einen Kreiselkompass verwandeln, so würde es nach wahrem Norden automatisch einstellen, ist ein Mechanismus, der auf eine Anwendung des Drehmoments hinausläuft, wann auch immer die Achse des Kompasses Norden nicht anspitzt.

Eine Methode verwendet Reibung, um das erforderliche Drehmoment anzuwenden: Das Gyroskop in einem Kreiselkompass ist nicht völlig frei, sich neu einzustellen; wenn zum Beispiel ein mit der Achse verbundenes Gerät in eine klebrige Flüssigkeit versenkt wird, dann wird diese Flüssigkeit Umorientierung der Achse widerstehen. Diese durch die Flüssigkeit verursachte Reibungskraft läuft auf ein Drehmoment hinaus, das der Achse folgt, die Achse veranlassend, sich in einer Richtung zu drehen, die zum Drehmoment (d. h. zu precess) entlang einer Linie der Länge orthogonal ist. Sobald die Achse zum himmlischen Pol hinweist, wird es scheinen, stationär zu sein, und wird nicht mehr Reibungskräfte erfahren. Das ist, weil wahrer Norden die einzige Richtung ist, für die das Gyroskop auf der Oberfläche der Erde bleiben und nicht erforderlich sein kann sich zu ändern. Wie man betrachtet, ist diese Achse-Orientierung ein Punkt der minimalen potenziellen Energie.

Ein anderer, praktischer, Methode ist, Gewichte zu verwenden, um die Achse des Kompasses zu zwingen, horizontal (Senkrechte zur Richtung des Zentrums der Erde) zu bleiben, aber sonst ihm zu erlauben, frei innerhalb der Horizontalebene zu rotieren. In diesem Fall wird Ernst ein Drehmoment anwenden, das die Achse des Kompasses zum wahren Norden zwingt. Weil die Gewichte die Achse des Kompasses beschränken werden, um in Bezug auf die Oberfläche der Erde horizontal zu sein, kann sich die Achse auf die Achse der Erde (außer auf dem Äquator) nie ausrichten und muss wiederausrichten, als die Erde rotiert. Aber in Bezug auf die Oberfläche der Erde wird der Kompass scheinen, stationär und entlang der Oberfläche der Erde zum wahren Nordpol hinweisend zu sein.

Da die nordsuchende Funktion des Kreiselkompasses von der Folge um die Achse der Erde abhängt, die Drehmoment-veranlasste gyroscopic Vorzession verursacht, wird es sich richtig nach wahrem Norden nicht orientieren, wenn es sehr schnell in einem Osten zur Westrichtung bewegt wird, so die Folge der Erde verneinend. Jedoch verwenden Flugzeuge allgemein gehende Hinweise oder gerichtete gyros, die nicht Kreiselkompasse sind und sich nach Norden über die Vorzession nicht einstellen, aber manuell nach magnetischem Norden regelmäßig ausgerichtet werden."

Geschichte

Das erste, noch nicht praktisch, wurde die Form des Kreiselkompasses 1885 von Marinus Gerardus van den Bos erfunden. Das erste selbst wurde sich anpassender Nordkreiselkompass 1906 in Deutschland von Hermann Anschütz-Kaempfe, und nach erfolgreichen Tests 1908 erfunden es ist weit verwendet in der deutschen Reichsmarine geworden.

In den Vereinigten Staaten hat Elmer Ambrose Sperry ein bearbeitungsfähiges Kreiselkompass-System erzeugt (1908: Patentieren Sie #1,242,065), und gegründet Sperry Gyroscope Company. Die Einheit wurde durch die amerikanische Marine (1911) angenommen, und hat eine Hauptrolle im Ersten Weltkrieg gespielt. Die Marine hat auch begonnen, das "Metallmikrophon von Sperry" zu verwenden: das erste Gyroskop-geführte Steuersystem der automatischen Kurssteuerung. In den folgenden Jahrzehnten wurden diese und anderen Geräte von Sperry durch Dampfer wie die RMS Königin Mary, Flugzeuge und die Schlachtschiffe des Zweiten Weltkriegs angenommen. Nach seinem Tod 1930 hat die Marine das Vereinigte Staaten Schiff Sperry nach ihm genannt.

Vor dem Erfolg des Kreiselkompasses waren mehrere Versuche in Europa gemacht worden, Gyroskop stattdessen zu verwenden. Vor 1880 hat William Thomson (Herr Kelvin) versucht, einen gyrostat (tope) der britischen Marine vorzuschlagen. 1889 hat Arthur Krebs einen elektrischen Motor an das Dumoulin-Froment Seegyroskop für die französische Marine angepasst. Dem Unterseeboot von Gymnote die Fähigkeit gebend, eine Gerade unter Wasser während mehrerer Stunden zu behalten, hat es ihr erlaubt, einen Marineblock 1890 zu zwingen.

Fehler

Ein Kreiselkompass ist bestimmten Fehlern unterworfen. Diese schließen dämpfenden Fehler ein, wo sich schnelle Änderungen im Kurs, der Geschwindigkeit und der Breite-Ursache-Abweichung vor dem gyro anpassen können. Auf den meisten modernen Schiffen füttern der GPS oder die andere Navigationshilfe Daten zum Kreiselkompass, der einen kleinen Computer erlaubt, eine Korrektur anzuwenden. Wechselweise wird ein Design, das auf einer orthogonalen Triade der Faser gestützt ist, Seh- oder Ringlasergyroskope diese Fehler beseitigen, weil sie von keinen mechanischen Teilen stattdessen mit den Grundsätzen des optischen Pfad-Unterschieds abhängen, um Rate der Folge zu bestimmen.

Patente

• : "Kompass von Gyroscopic" durch E. A. Sperry, abgelegter Juni 1911; ausgegebener September 1918

Siehe auch

• Akronyme und Abkürzungen in der Avionik
• Indikator Heading, auch bekannt und Richtungshinweise, ist Leichtgewichtsgyroskope, die auf dem Flugzeug verwendet sind (um mit Kreiselkompassen nicht falsch zu sein)

,

• Kompass von Fluxgate
• Faser Sehkreiselkompass
• Trägheitsnavigationssystem; ein komplizierteres System, das auch Beschleunigungsmesser vereinigt
• Schuler, der stimmt

Referenzen

Bibliografie

Links

• Die Fall-Datei von Elmer A. Sperry am Institut von Franklin enthält Aufzeichnungen bezüglich seines Franklin 1914-Awards für den gyroscopic Kompass
• "Ein Job hat Unmöglich", die Geschichte der Massenproduktion von Chrysler Corporation vorher handgefertigter Kreiselkompasse für den Zweiten Weltkrieg Marinevoraussetzungen Gedacht.
• Fehler des Kreiselkompasses
• Das Verwenden des Kreiselkompasses