Rozwój nowoczesnych technik spowodował stosowanie do produkcji mierników kierunku, jakimi są kompasy żyroskopowe, najnowszych rozwiązań w ich konstrukcji:

1. żyroskopy z różnymi rodzajami zawieszenia wirnika:

   • zawieszenie elektryczne wirnika w regulowanym wysoko napięciowym polu elektrycznym wytworzonym między dwoma elektrodami;

   • zawieszenie magnetyczne wirnika w regulowanym polu magnetycznym;

   • zawieszenie wirnika w polu magnetycznym prądu nadprzewodnikowego (żyroskopy kriogenne);

   • zawieszenie wirnika w polu elektrycznym wytworzonym przez promieniowanie wirnika zawierającego izotopy radioaktywne (żyroskopy radioizotopowe);

2. żyroskopy z miękkim nosicielem momentu kinetycznego (wirnik – bez masy twardej);

   • hydrodynamiczne lub magnetohydrodynamiczne z wirnikiem w postaci wirującej cieczy,

   • jonowe z wirnikiem w postaci obłoku jonowego;

3. żyroskopy wibracyjne, w których moment kinetyczny jest wywołany przez ruch wahadłowy ciała mechanicznego;

4. żyroskopy zbudowane w oparciu o żyromagnetyczne właściwości mikrocząsteczek atomów i jąder atomowych:

• jądrowe,

• atomowe,

• indukcyjne,

• jądrowo – precesyjne,

• korpuskularne

5. żyroskopy oparte na zjawisku zmiany parametrów wahań elektromagnetycznych rozprzestrzeniających się w obwodach zamkniętych:

• koliste,

• bezrezonansowe

• laserowe;

6. żyroskopy strunowo – polaryzacyjne oparte na wykorzystaniu własności inercyjnych strumienia cieczy lub gazu albo płaszczyzny polaryzacji fal elektromagnetycznych.

W niniejszym opracowaniu przedstawione są żyrokompasy klasyczne, czyli oparte o zasadę wirującego ciała sztywnego – bąka – żyroskopu, przekształconego we wskaźnik kierunku na morzu.

Spis treści

1. ŻYROSKOP

   1. Rodzaje żyroskopów

   2. Żyroskop swobodny

      1. Zachowanie się żyroskopu swobodnego na powierzchni Ziemi

      2. Współrzędne położenia osi głównej żyroskopu

   3. Przekształcenie żyroskopu w kompas żyroskopowy

      1. Zastosowanie naczyń rtęciowych w czujniku kierunku

      2. Zastosowanie obniżonego środka ciężkości czujnika kierunku

      3. Moment skierowujący oś główną żyroskopu

      4. Zastosowanie wahadłowego sposobu tłumienia wahań głównej osi żyroskopu

      5. Przebieg wahadłowego tłumienia wahań głównej osi żyrokompasu

      6. Współrzędne równowagi dynamicznej osi żyrokompasu z wahadłowym sposobem tłumienia wahań

   4. Przekształcenie zespołu żyroskopowego (kuli żyroskopowej) w kompas dwużyroskopowy

   5. Współrzędne równowagi dynamicznej osi żyrokompasu jednożyroskopowego

   6. Współrzędne równowagi dynamicznej osi żyrokompasu dwużyroskopowego (kuli żyroskopowej)

2. DEWIACJA KOMPASU ŻYROSKOPOWEGO

   1. Błędy statyczne (dewiacja statyczna)

   2. Błędy dynamiczne (dewiacja dynamiczna)

      1. Dewiacja prędkościowa (δ_v)

      2. Dewiacja inercyjna (δ_i)

      3. Dewiacja środowiskowa (wpływ falowania i stałego przechyłu na wskazania żyrokompasu)

      4. Eliminacja wpływu falowania na wskazania kompasu żyroskopowego z obniżonym środkiem ciężkości

      5. Stabilizacja kuli żyroskopowej w płaszczyźnie horyzontu

3. BUDOWA URZĄDZENIA KOMPASU ŻYROSKOPOWEGO

   1. Podział i ogólna charakterystyka współczesnych kompasów żyroskopowych

   2. Kompas główny i jego oprzyrządowanie

   3. Rodzaje zawieszeń czujników kierunku

      1. Zawieszenie strunowe

      2. Zawieszenie pływakowe w cieczy

      3. Zawieszenie kombinowane

      4. Zawieszenie pływakowo – strunowe

      5. Zasilanie żyroskopów prądem

   4. Czujnik kierunku (kula żyroskopowa)

   5. Kula nadążna (śledząca)

   6. Centrowanie kuli żyrososkopowej w kuli nadążnej

   7. Wyłącznik olejowego tłumika wahań

   8. System regulacji temperatury pracy żyrokompasu

      1. System chłodzenie wodą

      2. Termoregulator

      3. Układ alarmowania

      4. System chłodzenie powietrzem

      5. System podgrzewania

   9. System nadążny żyrokompasu

      1. Układ nadążny żyrokompasu

      2. Schemat elektryczny układu nadążnego

   10. System korekty wskazań kierunku

       1. Tablice poprawek prędkościowych

       2. Nomogramy poprawek prędkościowych

       3. Korektor poprawek prędkościowych

   11. System przekazywania kierunku

       1. Łącza selsynowe

       2. Łącze transformatorowo – selsynowe

       3. Kursograf

       4. Powtarzacz

       5. Namiernik

   12. Przyśpieszone ustawianie czujnika kierunku w południk

       1. Urządzenie do mechanicznego ustawiania

       2. Urządzenie do hydraulicznego ustawiania

       3. Urządzenie do elektromagnetycznego ustawiania

       4. Przyspieszone ustawienie kuli w południk przed uruchomieniem żyroskopów

   13. Ciecz podtrzymująca czujnik kierunku

   14. Zasilanie kompasu żyroskopowego

4. KOMPAS ŻYROMAGNETYCZNY

   1. Zasada pracy

   2. Urządzenie kompensujące

   3. Namiernik

   4. Pompa próżniowa

   5. Filtr powietrza

   6. Wyposażenie uzupełniające

   7. Uruchomienie kompasu

5. PRZYKŁADY OBLICZEŃ ŻYROKOMPASU I ZMIANY KURSÓW ORAZ NAMIARÓW