Общие характеристики гирокомпасов
Принцип действия гирокомпаса основан на свойствах гироскопа сохранять направление в пространстве при отсутствии внешних сил и изменять это направление, или прецессировать, под воздействием внешних сил. В качестве внешней силы, сообщающей гироскопу свойства компаса, т. е. заставляющей его непрерывно процессировать вслед за плоскостью географического меридиана, используется сила тяжести (в маятниковых гирокомпасах) или управляющий момент, вырабатываемый с помощью индикатора горизонта (в гирокомпасах с косвенным управлением).
По конструкции чувствительного элемента (ЧЭ) гирокомпасы бывают одногироскопные и двухгироскопные. На судах транспортного и промыслового флота СССР наибольшее применение получили двухгироскопные гирокомпасы типов «Курс», «Амур».
За счёт маятниковости ЧЭ под действием суточного вращения Земли возникает направляющий момент, приводящий чувствительный элемент в плоскость истинного меридиана. Масляный успокоитель уменьшает погрешность от качки. Способ подвеса ЧЭ – жидкостно-электромагнитный. Система принудительного охлаждения – жидкостная.
Со второй половины 70-х годов на суда начали устанавливать двух-режимные одногироскопные гирокомпасы с электромагнитным управлением типа «Вега». По сравнению с ГК «Курс-4» «Вега» имеет небольшие габариты, два режима работы, в нём используется астатический гироскоп, схема коррекции, исключающая скоростную и широтную погрешности ЧЭ, жидкостно-торсионный подвес, дающий возможность налагать на ЧЭ управляющие и корректирующие моменты. Отсутствует система принудительного охлаждения.
Особенность гирокомпасов с косвенным управлением - возможность их использования в режиме гироазимута, т. е. корректируемого гироскопа направления. Это качество особенно ценно при маневрировании в течение не слишком продолжительных промежутков времени.
Для повышения точности при маневрировании в некоторых гирокомпасных системах производится автоматическое регулирование параметров. Такие гирокомпасы часто называются апериодическими.
Гирокомпасы разделяются также по способу гашения (демпфирования) колебаний (ЧЭ). В применяемых на судах морского флота маятниковых гирокомпасах этот эффект достигается с помощью гидравлического маятника, помещённого внутри ЧЭ, а в гирокомпасах с косвенным управлением - с помощью дополнительного управляющего момента, вырабатываемого по сигналам, поступающим от индикатора горизонта.
Эксплуатация маятниковых гирокомпасов.
Эксплуатация гирокомпаса на судне включает навигационное использование и техническое обслуживание гирокомпаса и работающих от него приборов.
Навигационное использование гирокомпаса определяется его назначением. Техническое обслуживание складывается из следующих видов работ:
уход за работающим гирокомпасом и наблюдение за его техническим состоянием;
проверка и регулировка;
обнаружение и устранение неисправностей;
мелкий и профилактический ремонт.
Техническое обслуживание гирокомпаса производится в соответствии с эксплуатационной документацией, придаваемой к его комплекту, и Правилами технической эксплуатации электронавигационных и радионавигационных приборов.
Важнейшей характеристикой исправной работы гирокомпаса является постоянство его поправки, которая в судовых условиях должна определяться как можно чаще любым доступным способом как на ходу, так и на стоянке.
Наименее надежным узлом маятникового гирокомпаса является система охлаждения. При плавании в тропических районах с температурами забортной воды выше 26—28° надлежащий тепловой режим работы гирокомпаса часто не обеспечивается. Поэтому при длительном плавании судов в тропиках необходимо забортную воду, подводимую к прибору 12М, предварительно охлаждать в судовой рефрижераторной установке. Допускается также повышение рабочей температуры поддерживающей жидкости до 44-48° при условии увеличения плотности жидкости добавлением 100-140 см3 глицерина.
Эксплуатация гирокомпасов с косвенным управлением.
Принцип действия гироазимуткомпаса «Beга». Гироазимуткомпас (ГАК) «Вега» является двухрежимным гироскопическим курсоуказателем, обеспечивающим в режиме гирокомпаса (ГК) определение курса относительно географического меридиана, а в режиме гироазимута (ГА) - угла отклонения от заданного направления.
Чувствительным элементом «Веги» является одногироскопная гиросфера, которая с помощью горизонтальных и вертикальных торсионов, перпендикулярных главной оси гиросферы, подвешена в корпусе трехстепенного поплавкового гироблока ТПГ-6. Гироблок заполнен поддерживающей жидкостью с плотностью около 2 г/см3, в которой гиросфсра находится в состоянии нейтральной плавучести. Центр масс гиросферы совпадает с ее геометрическим центром, т. е. гиросфера не имеет маятниковости.
Одним из основных элементов схемы управления является индикатор горизонта (ИГ) - небольшой физический маятник с индукционным съемом сигнала, задемпфированный вязкой жидкостью.
При отключении сигнала индикатора горизонта (ИГ) от входа усилителя горизонтной следящей системы «Вега» работает в режиме гироазимута (гироскопа направления). В этом режиме прибор не имеет компасных свойств, гиросфера лишь сохраняет в течение некоторого времени приданное ей азимутальное направление, постепенно отклоняясь от него под действием нескомпенсированных вредных моментов и из-за ошибок системы коррекции. Этот режим, преимуществом которого является практически полное отсутствие влияния инерционных сил, применяется в основном в высоких широтах и при большой скорости движения судна при маневрировании, а также при периодических проверках и регулировке прибора.
Погрешность дистанционной передачи курса ±0,1°. Время ускоренного приведения в известный меридиан не более 30 мин, время прихода в меридиан без ускоренного приведения не более 6 ч. В прибор необходимо вводить информацию о широте (вручную) и о скорости (автоматически или вручную). «Вега» сопрягается с лагом ИЭЛ-2М, имеющим трансляционный прибор 119А или 119Э с датчиком типа ЛВТ-5 или иным датчиком, запитываемым от ГАК и вырабатывающим сигнал скорости крутизной около 0,2 В/уз.
Рекомендации по эксплуатации. Наиболее достоверную оценку исправности ГАК дает регулярная проверка поправки в режиме ГК, которую определяют по разности между истинными и компасными пеленгами береговых ориентиров (створов) или небесных светил (чаще всего—Солнца). Средняя погрешность определения поправки по створам ±0,5°, по небесным светилам ±0,7°.
Светила рекомендуется пеленговать в моменты, когда их высота не превышает 30°. При пеленговании необходимо особо тщательно горизонтировать пеленгатор по его штатному уровню. Для расчета истинного пеленга (азимута) светил гринвичское время момента пеленгования необходимо фиксировать с погрешностью ±5 с. На стоянке поправку рекомендуется определять перед выходом в море, а во время рейса — ежедневно при движении судна прямым курсом с постоянной скоростью (не ранее чем через 2 ч после маневра). Не разрешается устранять поправку разворотом корпуса прибора ВГ-1А или с помощью рукоятки «ПОПР» во избежание нарушения регулировки прибора.