Влияние маневрирования судна на работу двухгироскопного компаса

До сих пор рассматривалась работа ГК на судне, движущемся с постоянной скоростью. При маневрировании судна возникают дополнительные погрешности определения направления географического меридиана, природа которых рассматривается в данном параграфе. Совершая маневр, судно может менять скорость, курс или то и другое вместе. Любой из указанных маневров приводит к изменению вектора его линейной скорости движения с некоторым ускорением , которое будем представлять в виде составляющих и (рис. 2.12) по осям горизонтальной системы координат 0NEn. При наличии указанных ускорений на чувствительный элемент ГК действуют моменты сил инерции, которые заставляют его отклоняться от плоскости меридиана.

Эти моменты обусловлены, прежде всего, наличием смещения центра масс гиросферы относительно ее центра подвеса (метацентра). Степень их влияния на ошибку ГК зависит от направления ускорения. Так, если судно движется с ускорением , то к центру масс ц.м. (рис. 2.12 а) гиросферы ГС будет приложена сила инерции f₁, которая порождает момент М₁. Вектор этого момента оказывается коллинеарным вектору кинетического момента Н гиросферы и поэтому практически не вызывает отклонения ее оси от плоскости меридиана. Не следует думать, что этот момент не оказывает вообще никакого влияния на движение гиросферы. Он порождает движение гироскопов, расположенных внутри гиросферы, и ее прецессию вокруг главной оси. Но в данный момент нас интересует оценка степени влияния рассматриваемого фактора на положение главной оси гиросферы. И здесь, как мы уже установили, это влияние в первом приближении отсутствует.

Устойчивое положение главной оси гиросферы соответствует направлению компасного меридиана, который повернут относительно истинного на угол, определяемый скоростной девиацией. Поэтому погрешность оценки курса судна будет зависеть не только от отклонения оси гиросферы под действием моментов сил инерции, но и от изменения величины скоростной девиации. В связи с тем, что восточная составляющая скорости судна не влияет на положение компасного меридиана, рассматриваемое ускорение в первом приближении не будет оказывать влияния и на погрешность измерения курса судна.

Важно!

Если судно движется с ускорением (рис. 2.12 б), сила инерции, приложенная к центру масс гиросферы, будет направлена к югу, а вектор момента этой силы М₂ – на запад. В соответствии с правилами прецессии под действием момента М₂, гиросфера начнет поворачиваться с угловой скоростью в направлении, показанном штриховой стрелкой. За время маневра и гиросфера и компасный меридиан отклонятся от начального положения на какие-то углы. Разность этих углов отклонения и определит ошибку измерения курса судна, возникающую из-за наличия ускорения . Эта ошибка получила название инерционной девиации первого рода*.

В свою очередь, ошибка определения курса, возникающая при маневрировании судна за счет влияния сил инерции на гидравлический успокоитель колебаний гиросферы, получила название инерционной девиации второго рода. Как и в предыдущем случае, основное влияние на эту девиацию оказывают силы инерции, лежащие в плоскости меридиана. Они вызывают перетекание жидкости из северной емкости успокоителя в южную или наоборот. При этом в одной из емкостей оказывается жидкости больше, чем в другой, что приводит к возникновению момента силы тяжести относительно оси 0Е, в результате чего и возникает прецессия гиросферы. Проанализируем более подробно указанные составляющие инерционной девиации ГК.