2.Žiro kompasi Opcenito o zvrku Žiro kompas je instrument koji za identifikaciju meridijana koristi odredena fizicka svojstva masivnog tijela koje rotira (žiroskopa ili zvrka). Pojavio se u prvoj dekadi XX st. za potrebe polarnih ekspedicija. Žiroskop je dinamicko tijelo koje slobodno rotira velikom brzinom. Najcešce je izveden kao simetricni rotor s velikom obodnom brzinom koji je ovješen u kardanskom sustavu (slika 9). Os rotacije zvrka je glavna ili osnovna os (broj 1 na Osi u kojima su ucvršceni prstenovi kardanskog sustava su horizontalna ekvatorijalna os (broj 2) i vertikalna ekvatorijalna os (broj 3). Kod zvrka s tri stupnja slobode sve se osi sjeku u istoj tocki, tako da je takav zvrk uravnotežen. Zvrk pokazuje dva osnovna svojstva, inerciju i precesiju. Inercija je svojstvo žiroskopa da os rotacije uvijek zadržava isti smjer u prostoru, o tome u kojem smjeru se postavila platforma na koju je zvrk s tri stupnja slobode pricvršcen. Pri tome to svojstvo zvrk zadržava s obzirom na sva kretanja, pa tako i na kretanja Zemlje, što znaci da ce os rotacije zvrka zadržati pravac u prostoru neovisno i o kretanjima Zemlje. Precesija je svojstvo zvrka da se os rotacije otkloni za 90 od smjera djelovanja sile koja djeluje na tu os. Ta dva osnovna svojstva iskorištena su za rad žiro kompasa: ogranicavanjem slobodnog rotiranja zvrka postiže se da se os rotacije postavlja u prevcu meridijana. Za postavljanje osi rotacije u horizontalni položaj na os rotacije djeluje se silom teže, a za usmjeravanje u meridijan sila ustrajnosti u smjeru rotacije Zemlje. Inercija (ustrajnost) Slika 9. To je svojstvo žiroskopa da njegova glavna os (os rotacije) zadržava nepromjenjen položaj u prostoru. Inercija je definirana momentom kolicine kretanja zvrka ( H): kg H = I Ω 2 m s 15
I je moment inercije koji je ovisan o masi zvrka ( m) i polumjeru mase zvrka ( r): = m r S obzirom da zvrk ima oblik kružnog prstena s unutrašnjim polumjerom ( poolumjerom ( r 2 ), srednji je polumjer zvrka r = (r 1 + r 2 )/2: = m r 1 + r 2 2 Wje kutna brzina, ovisna o broju okretaja u minuti (n): Uvrštavanjem dobije se moment kolicine kretanja zvrka: H = I Ω = m r 1 + r 2 2 Ako se broj okretaja izrazi u sekundi: I I Ω = 2 p 2 p n = m (r 1 + r 2 ) p n = m (r 1 + r 2 ) p H n 60 ) i vanjsim Prema tome moment kolicine kretanja ovisi o: masi zvrka ( m) broju okretaja ( n) rasporedu masa što više prema obodu ( r 1 r 2 ) Povoljan kineticki moment žiro kompasa u praksi se postiže izborom zvrka male mase i velikog broja okretaja ( Anshütz) ili zvrka velike mase i malog broja okretaja (starija verzija žirokompasa Sperry). Ako se na ekvatoru glavna os žiroskopa s tri stupnja slobode usmjeri horizontalno prema istoku rotacijom Zemlje ona ce se stalno izdizati iznad horizonta s obzirom da zauzima nepomican položaj dok Zemlja rotira. Da bi se vratila u prethodni položaj Zemlja mora izvršiti jednu rotaciju u vremenu trajanja tropskog dana (23:56:04). S obzirom da opažac na ekvatoru ne doživljava rotaciju Zemlje kao stalnu izmjenu vlastitog položaja u prostoru, njemu ce se ciniti da se os žiroskopa uzdiže iznad horizonta i da kruži u ravnini koja je okomita na ravninu horizonta. Ako se os žiroskopa u 0 sati orjentira paralelno s horizontom i prema istoku u šest sati os ce biti okomita na ravninu horizonta i pokazivat ce položaj zenita. U 12 sati os ce ponovo biti horizontalna, ali ona strana osi koja je prije bila orjentirana prema istoku sad ce biti orjentirana prema zapadu itd (slika 10.) r 1 16
Slika 10. Ako se na ekvatoru glavna os žiroskopa s tri stupnja slobode usmjeri horizontalno prema sjeveru ona ce se stalno pokazivati sjever (slika 11). Slika 11. Ako žiroskop koji je na ekvatoru usmjeren u pravcu pola promijeni geografsku širinu sjeverni kraj njegove glavne osi izdignut ce se iznad a ako se os rotacije žiroskopa na nekoj geografskoj širini usmjeri prema istoku, rotacijom Zemlje njegova ce glavna os pratiti nepomicnu tocku na nebeskoj sferi i elipticku putanju zatvorit ce za vrijeme jednog zvjezdanog dana (slika 12). Slika 12. Ako se os rotacije žiroskopa na nekoj geografskoj širini usmjeri prema sjeveru, rotacijom Zemlje njegova ce glavna os pratiti kretanja Zemlje (slika 13). 17
Slika 13. Prema tome žiroskop s tri stupnja slobode koji koristi samo svojstvo inercije (ustrajnosti)ne može se koristiti kao kompas. Precesija Precesija je svojstvo žiroskopa da se pod utjecajem neke vanjske sile os rotacije otklanja za 90 od smjera djelovanja sile. Ako sila djeluje na vertilaknu os zvrka precesija ce postaviti os rotacije u horizontalnu ravninu. Ako sila djeluje na horizontalnu os precesija ce os rotacije postaviti u vertikalnu ravninu. Prema tome da bi se od žiroskopa napravio kompas potrebno je nekom silom djelovati na vertikalnu os da bi se glavna os zvrka (os rotacije) postavila horizontalno, i u pravcu istok - zapad da se glavna os postavi u pravcu sjever - jug (u pravcu meridijana). U tu svrhu koriste se gravitacijska sila Zemlje za usmjeravanje osi u horizontalnu ravninu i sila ustrajnosti zbog rotacije Zemlje u smjeru istok - zapad za postavljanje osi žirokompasa u meridijan. U stvarnim uvjetima žiroskop se nalazi negdje na površini Zemlje koja rotira oko svoje osi i u vremenu od jednog tropskog dana (86 164 sekunde izvrši punu rotaciju od 2 π radijana ili 360, pa prema tome rotira kutnom brzinom: W = W = 2 p 86 164 = 7,29 x 10-5 radijana u sekundi 360 86 164 = 4,18 x 10-3 stupnjeva u sekundi Kutna brzina predstavljena je vektorom paralelnim s pravcem osi rotacije zvrka. Na površini Zemlje, na nekoj geografskoj širini vektor kutne brzine Zemlje paralelan je s osi Zemlje (slika 14). Slika 14. Na nekoj geografskoj širini na površini Zemlje vektor brzine može serastaviti na dvije komponente: horizontalnu W 1 = W cos j vertikalnu W 2 = W sin j Horizontalna komponenta pokazuje stalnu rotaciju horizonta, istocna strana horizonta se 18
spušta a zapadna podiže pa postoji nagib horizonta koji je najveci na ekvatoru (najveca kutna brzina rotacije horizonta) a nema ga na polu. Linearna brzina neke tocke na ekvatoru ( B E ) može se izracunati iz kutne brzine (W = 4,18 x 10-3 stupnjeva u sekundi) i polumjera Zemlje (6 366 729 m): B = 2 r W E p 360 = 2 x 3,14 x 6 366 729 x 0,00418 360 = 464 m/ s Ako se linearna brzina tocke ekvatora (izražena u metrima na sekundu) izrazi u cvorovima dobit ce se: B E = 464 x 3600 = 1 670 400 [ m/sat ] = 902 cv Linearna brzina neke tocke na odredenoj geografskoj širini ( B) razlikovat ce se za vrijednost cosinusa geografske širine: B = B E cos ϕ = 902 cos ϕ Da bi se zvrk pretvotrio u žirokompas kao precesijska sila koristi se ustrajnost zbog linearnog kretanja tocke na nekoj geografskoj širini u smjeru zapad - istok. Pretvaranje žiroskopa u žirokompas Žiroskop se u praksi koristi kao usmjerivac kojim je moguce krace vrijeme držati pravac kretanja, na primjer let avionom preko pola, ali se ne može koristiti kao kompas. Ako se na nekoj geografskoj širini os rotacije zvrka postavi u ravninu horizontana, ali ne i u pravcu meridijana (položaj a na slici 15), rotacijom Zemlje ona ce se postepeno izdizati iznad horizonta. Nagib osi rotacije može se registrirati te iskoristiti za stabilizaciju ravnine osnovne osi u ravnini horizonta. Za to se koriste razna tehnicka rješenja, najcešce razni senzori gravitacijskog djelovanja, njihala ili balisticke posude. Ako se na os djeluje zakretnom silom osjetila nagiba os rotacije ce zbog precesije skrenuti prema meridijanu (tocka a na slici 15). Os rotacije ce biti usmjerena u meridijanu u tocki b, ali ce nastaviti kretanje prema zapadu (jer se os i dalje uzdiže iznad horizonta). Kad se os rotacije poravna s ravninom horizonta precesijski moment ce prestati djelovati (tocka c), a kad os rotacije pocne ponirati pod horizont precesijski moment promijenit ce smjer, tako da opet usmjerava os rotacije prema meridijanu kojeg dostiže u tocki d, a ciklus se dalje nastavlja. Da bi os rotacije ponovo zauzela isti pocetni položaj (tocka a) mora proci 84,4 minute 1. Na taj ce nacin os žiroskopa oko pola opisivati elipticnu putanju cija ce velicina biti ovisna o otklonu od meridijana u trenutku pokretanja žiroskopa. 1 To je period koje ima tzv Schülerovo klatno, naime oscilacije klatna - pod utjecajem zemljine gravitacijske sile - ovise o dužini klatna i gravitacijskoj konstanti g. Ako bi klatno imalo dužinu jednaku polumjeru Zemlje osciliralo bi s periodom od 84,4 minute. Zvrk kojem je, spuštanjem težišta ili nekim od ostalih nacina, ogranicen jedan stupanj slobode ponaša se kao klatno s gravitacijskom silom koja djeluje na vertikalnu os i oscilira s periodom Schülerova klatna. 19
Slika 15. Oscilacije osi rotacije oko pola zovu se neprigušene oscilacije i one bi se, protokom vremena, a zbog sila trenja u ležajima žiroskopa, ipak smanjivale do trenutka stabilizacije osi žiroskopa u meridijanu. Tako bi se od zvrka s ogranicenim stupnjem slobode u vertikalnoj ravnini ipak mogao dobiti žiro kompas, ali za stabilizaciju osi bilo bi potrebno mnogo vremena. Zbog toga se oscilacije prigušuju umjetnim putem, tako da se odstupanja od meridijana u svakom ciklusu sve više smanjuju do trenutka dok se os rotacije ne stabilizira u meridijanu. Pretvaranje žiroskopa u žirokompas moguce je na tri nacina: 1. djelovanjem na vertikalnu os spuštanjem težišta žiroskopa (žirokompas tipa Anshütz), 2. djelovanjem na vertikalnu dodavanjem žiroskopu spojenih posuda (žirokompas tipa Sperry), 3. djelovanjem na vertikalnu os elektricnim korektorima. Prigušivanje oscilacija kod žirokompasa kojem se na vertikalnu os djeluje sustavom spojenih posuda izvedeno je pomakom tog sustava (spojenih posuda) izvan vertikalne osi za neki mali kut (1 do 2 ). Na takav nacin balisticke posude djeluju u pravcu vertikalne osi (stvarajuci neprigušene oscilacije) i u pravcu horizontalne osi cime se ubrzava prigušivanje oscilacija. Svaki naredni ciklus oscilacija imat ce upola manju amplitudu od prethodnog dok se konacno os rotacije zvrka ne smiri u pravom meridijanu (slika 16). Pritom se nivo tekucine u sustavu spojenih posuda stabilizira (jer žiroskop više ne oscilira). Isti se efekt može postici i ako se na horizontalnu os djeluje dodavanjem utega kucištu zvrka, ali se taj nacin rijetko koristi. Kod novijih izvedbi žirokompasa prigušivanje oscilacija postiže se dovodenjem elektricnog momenta. Kod žirokompasa s dva zvrka oscilacije se prigušivaju hidraulicnim prigušivacem s likvidom (u obliku spojenih posuda) koje prelijevanjem ulja iz jedne u drugu posudu takoder koriste efekt klatna. Pogreške žirokompasa Devijacija žiro kompasa je ukupni otklon glavne osi (osi rotacije) od pravog meridijana. Pozitivna je ako je os žirokompasa otklonjena prema istoku a negativna ako je otklonjena prema zapadu. Na otklon osi rotacije iz pravog meridijana mogu utjecati slijedece pogreške: poreška vožnje pogreška geografske širine balisticka pogreška kvadrantalna devijacija pogreška instalacije Slika 16. 20
U plovnim podrucjima planeta (do ϕ = ± 70 ) najvece odstupanje osi rotacije od pravog meridijana izaziva pogreška vožnje ( slika 17). Os žirokompasa postavlja se u rezultantu brzine linearnog kretanja Zemlje izražene u cvorovima ( 902 cos j ) i meridijalne brzine broda izražene u cvorovima ( b cos K), tako da je kut otklona ( d): tg (- d ) = b cos K 902 cos j + b sin K Kut otklona (deklinacija d) ima negativni predznak jer je na slici otklon osi rotacije zapadno od meridijana. Ako se u formuli zanemari drugi clan u nazivniku (b sin K) jer je mnogo manji u odnosu na prvi clan ( 900 cos j ), te uzimajuci u obzir da je d mali kut ciji se tangens može zamijeniti s vrijednošcu kuta pomnoženom tangensom jednog stupnja ( tg d = d tg 1 ), formula se pretvori u oblik: Odnosno: d = - b cos K 902 cos j tg 1 Slika 17. d tg 1 = b cos K 902cosj = - 1 0, 017455902 21 b cos K cos j Iz toga se dobije izraz za utjecaj pogreške vožnje na devijaciju žiro kompasa: d = - 0,06347 b cos K cos j Pogreška vožnje je negativna za kurseve u prvom i cetvrtom kvadrantu a pozitivna za kurseve u drugom i trecem kvadrantu. U kursu 90 i 270 nema greške vožnje, dok je ona najveca u kursevima 0 i 180. U praksi se ispravlja korektorom ili racunski (iz formule ili posebnih tablica). Pogreška geografske širine nastaje zbog konvergencije na nekoj geografskoj širini a srazmjerna je vrijednosti pomaka spoja balisticke poluge (spojenih posuda) od vertikalne osi ( ε) i tangensa geografske širine: d = etg j Ova pogreška na polovima postaje beskonacna, a kompas zbog nje neupotrebljiv u visokim geografskim širinama. Ispravlja se mehanickim korektorom (pomakom pramcanice), elektricnim korektorom (dovodenjem signala proporcionalnog s tg ϕ) ili racunski. Balisticka pogreška nastaje pri naglim promjenama kursa ili brzine kad se, zbog
ustrajnosti, javljaju dodatni momenti u balistickim posudama. U praksi se može zanemariti. Kvadrantalna devijacija javlja se kod valjanja broda kad se težište osjetljivog elementa premješta od vertikale prema istoku ili zapadu. Nema je u kardinalnim kursevima, najveca je u interkardinalnim. Smanjuje se posebnim kompenzacijskim utezima, a kod novih kompasa je zanemariva. Pogreška instalacije nastaje kod pogrešno instaliranog kompasa, a ispravlja se zaokretom pramcanice ili stalka, odnosno njezinim uracunavanjem. Kontrola devijacije žirokompasa je obavezna i to najmanje jedanput tijekom cetverosatne vožnje u istom kursu. Tipicni predstavnici žiro kompasa Žirokompasi marke Sperry pojavili se još 1911. godine. Kompas ovog tipa sastavljen je od tri osnovna dijela: matice, kompasnih ponavljaca i elektricnog napajanja. Matica se sastoji od osjetljivog elementa, balistickog elementa, prateceg elementa i noseceg elementa. Osjetljivi element obješen je u pratecem elementu pomocu 9 niti. Zvrk je rotor trofaznog asinhronog motora s 10000 okretaja u minuti (stariji tipovi imali su zvrk mase 40 kg i 6 000 okretaja u minuti). Nalazi se u vakumiranom kucištu. U stvarnosti to je zvrk sa tri stupnja slobode ciji jedan stupanj ogranicavaju spojene posude s likvidom (balisticki element) koje istovremeno služe i kao prigušivac oscilacija, a sastoji se od dvije posude s po 170 g žive. Prelijevanje žive stvara usmjeravajuci moment. Noseci element leži u kardanskom sustavu i nosi maticu i ostale pomocne djelove (korektore, azimutalni motor itd). Korektor greške vožnje i korektor greške geografske širine smješteni su na nosecem elementu. Na korektor greške vožnje rucno se postavlja vrijednost brzine broda, ostali elementi podešavaju se automatski. Na korektor greške geografske širine postavlja se vrijednost geografske širine. Neki tipicni predstavnici žirokompasa tipa Sperry prikazani su na slici 18. Slika 18. Tipicni predstavnici žirokompasa marke Sperry Kardanski sustav drži maticu u vodoravnom položaju do od 60 i trima do 20, a sastavljen je od tri prstena s prigušivacima vibracija. Žirokompasi marke Anschütz znacajno se razlikuju od prethodnih. Koriste dva zvrka s medusobno suprotnim pravcima rotacija, a umjesto kardanskog sustava osjetljivi element pluta u likvidu. Osim toga znacajno se razlikuju i po zvrka (kod ovih je tipova mala, kod nekih svega 2,2 kg) kao i po broju okretaja zvrka (žirokompasi marke Anschütz imaju velik broj okretaja, preko 20000 okretaja u minuti). Komplet sadrži maticu, ponavljace i izvor napajanja. Matica se sastoji od osjetljivog i prateceg elementa koji su smješteni u kortao s likvidom. Osjetljivi element ima oblik 22
lebdece kugle i dva zvrka. Zvrkovi su trofazni asinhroni motori koji rotiraju brzinom od 20 000 okretaja u minuti, a mogu precisirati oko vertikalne osi samo u suprotnim smjerovima. Ogranicenost vertikalnog stupnja slobode postignuta je ekscentricnim težištem osjetljivog elementa, a prigušivanje oscilacija sustavom spojenih posuda. Osjetljivi element slobodno lebdi u likvidu, mješavini destilirane vode, glicerina i benzolove kiseline. Glicerin stvara uzgon i onemogucava smrzavanje a benzolova kiselina sprovodi elektricnu struju za napajanje. Položaj lebdece kugle u likvidu odreduje magnetsko polje koje proizvodi posebna zavojnica. Radna temperatura likvida je 53 ± 3 C a ta se temperatura održava termostatom. Pogreška geografske širine ne postoji zbog dvostrukog zvrka, a pogreška vožnje korigira se racunski tako da ovi tipovi žiro kompasa nemaju korektor. Na kompas se može prikljuciti do 12 ponavljaca. Slika 19. Osjetljivi element i jedan tip kompasa Anschütz Žirokompasi tipa Plath umnogome su slicni, a razlika je sadržana u tome što osjetljivi element tih kompasa ne lebdi u likvidu vec pliva na živi, a na vrhu je uprt. Iznad žive smješten je likvid koji sadrži benzolovu kiselinu radi elektricne provodljivosti. Takoder posjeduju dva zvrka, ali su oni u stanju mirovanja razmaknuti za 60. Identican tip kompasa je i japanski Hokushin - Plath. Žirokompasi tipa Brown slicni su žiro kompasima tipa Sperry. Za izazivanje precesije koriste se komunikacijske radne spojene posude, a za prigušivanje oscilacija drugi sustav spojenih posuda, takozvane prigušene spojene posude. Oba sustava aktiviraju se mlazevima zraka. Žirokompasi tipa Arma koristi ista tehnicka rješenje kao i kompasi marke Anschütz, uz neke neznatne razlike. 23
Slika 20. Neki od tipicnih predstavnika žirokompasa Žiro kompas mora se ukljuciti 4 do 5 sati prije isplovljenja. Nakon ukljucivanja napajanja ukljuci se motorgenerator koji napaja zvrk. je pricekati oko 5 min dok zvrk ne dobije potreban broj oktretaja, nakon cega se otkoci osjetljivi element. Ponavljaci se ukljucuju neposredno pred polazak, a svakog je potrebno podesiti. Uredaji koji rade u sprezi s žirokompasom Ponavljaci žirokompasa su instrumenti koji se koriste u razlicite svrhe. Cesta upotreba ponavljaca potrebna je kod mjerenja azimuta u svrhu odredivanja pozicije ili kontrole devijacije. Na svakom krilu mosta montiran je po jedan ponavljac na koji je montiran smjerni aparat preko kojeg se opažaju terestricki objekti ili nebeska tijela. Podatak s osjetljivog elementa na plocu ponavljaca prenosi se putem selsina. Svaki ponavljac nalazi se u kardanskom sustavu, posjeduje vlastito osvjetljenje i mehanizam za uskladivanje s ružom kompasa (slika 21). Slika 21. Ponavljac žirokompasa na krilu mosta Autopilot je uredaj za automatsko kormilarenje. S jedne je strane spojen na žiro kompas a s druge na eleketricni ili hidraulicni kormilarski stroj. Ako brod skrene s kursa aktivira se kormilarski stroj koji broda vrati u kurs. U kompasnom ponavljacu nalazi se kontakt koji uspostavlja spoj sa lijevim ili desnim kontaktnim prstenom, zavisno o skretanju broda. Kad se kormilo pocne okretati preko povratne veze aktiviraju se kontaktni prstenovi koji prekidaju vezu s kormilarskim strojem. Naizmjenicnim ukljucivanjem i iskljucivanjem može se pri kormilarenju po mirnom 24
vremenu održavati kurs s oscilacijama od ± 0,5. Osjetljivost autokormila postavlja se rucno. Kod plovidbe pri nemirnom vremenu osjetljivost potrebno je smanjiti. Automatskim kormilarenjem smanjuju se gubici i povecava srednja brzina broda. Kursograf je uredaj koji na papirnoj traci koja je pokretana satnim mehanizmom, ili na displeju ispisuje vrijednosti kursa i sva skretanja. Upotrebljava ponavljac žirokompasa, a služi za kontrolu kormilarenja. Radiogoniometar je instrument elektronske navigacije koji omogucava smjeranje izvora elektromagnetskog impulsa (radiofara) na udaljenostima do 150 M. Posebno je koristan kod emitiranja poziva pogibelji na srednjevalnom frekventnom podrucju. Smjeranjem izvora elektromagnetskog impulsa odreduje se pramcani kut ako radiogoniometar nije snabdjeven žirokompasnim ponavljacem, odnosno pravi azimut ako je na uredaj prikljucen ponavljac žiro kompasa. Radar je navigacijski uredaj za detekciju terestrickih objekata, mjerenje kutova, mjerenje udaljenosti i izbjegavanje sudara. Ako radarska slika nije sinhronizirana s žiro kompasom ( nestabilizirana radarska slika) radar pokazuje situaciju s relativnim pomacima, a mjere se pramcani kutovi. Ako je radarska sinhronizirana s žirokompasom ( stabilizirana radarska slika) radarom se mjere direktno azimuti, pramcanica je orjentirana na pravi kurs, a slika može relativne pomake ( relative motion) ili prave pomake okolnih brodova ( thrue motion). Ako takav radar radi u sprezi s racunalom koje može pratiti i unaprijed proracunavati pojedinih objekata omogucno je sustavno automatsko pracenje, alarmiranje nadzor svih parametara važnih za navigaciju i izbjegavanje sudara ( ARPA - Automatic Radar Plotting Aid). Inercijalni navigacijski sustav je najnoviji visoko sofisticirani autonomni navigacijski sustav koji omogucava orijentaciju registracijom svih u trodimenzionalnom koordinatnom sustavu, a koji se registriraju komponentnim pomacima masa u hiperosjetljivim akcelerometrima. Za rad sustava upotrebljava se stabilizirana platforma za ciju stabilizaciju se koristi veci broj žiroskopa. U punoj mjeri sustav još nije zastupljen u navigacijskoj praksi. Osim u spomenutim žirokompas se koristi i u drugim instrumentima, uredajima i sustavima važnim za navigaciju i sigurnost plovidbe. Ostale vrste brodskih kompasa Žiromagnetski kompasi manje se upotrebljavaju. Koriste pozitivna svojstva magnetskog kompasa (nije mu potrebna priprema, stalno magnetski meridijan) i žiroskopa (mogucnost prijenosa podataka o kursu, stabilizacija kursa). Magnetska igla daje zvrku precesijski moment za usmjeravanje u meridijan. u obzir sve utjecaje zvrk se postavlja u pravi a ne magnetski meridijan. Žiromagnetskim kompasima izbjegnuti su nedostaci magnetskog kompasa (nema mogucnost prijenosa, nemirnoca ruže uslijed magnetskih i nemagnetskih utjecaja) i žirokompasa (priprema do 5 sati, pogreška vožnje, pogreška geografske širine). Ovi kompasi nisu našli veliku primjenu u pomorskoj navigacijskoj praksi. Indukcijski kompas objedinjuje osobine smjernog uredaja (direkcijskog zvrka) i magnetskog kompasa. Kao osjetljivi element koristi namotaje detektora za stvaranje elektricnih signala koji se mijenjaju promjenom kursa, a koji koriste indukciju Zemljinom magnetskog polja (a ne direktno magnetski kompas kao kod žiromagnetskog kompasa). Tipicni je predstavnik Gyrosyn kod kojeg je detektor koji prenosi indukciju magnetskog polja Zemlje smješten u kardanskom sustavu na vrhu jarbola ili nekom drugom mjestu gdje 25
je utjecaj brodskog magnetizma najmanji. Tocnost pokazivanja kursa iznosi ± 1, a vrijeme potrebno za pripremu je oko deset minuta. Astro-kompas nastao je od suncanog kompasa koji se, u kombinaciji s magnetskim, koristio za odredivanje varijacije. Tim se kompasom smjera nebesko tijelo cije su ekvatorske koordinate (deklinacija i mjesni satni kut) poznate i postavljene na odgovarajuce brojcanike, jednako kao i vrijednost geografske širine. Postavljanjem alhidade prema nebeskom tijelu ispod oznake pramcanice otcitava se kurs broda. Obratnim postupkom brod se postavlja u kurs: vrijednost kursa postavi se pramcanicu pa se brodom okrece dok alhidada ne dode prema nebeskom tijelu. Mnogo se koristio pri ekspedicijama na sjeverni i južni pol Zemlje, u polarnim podrucjima u kojima su magnetski i žiro kompas neupotrebljivi, a danas se koristi u zrakoplovstvu u visokim geografskim širinama. Nedostatak mu je što je za detekciju meridijana potrebno poznavati tocnu poziciju (geografsku dužinu radi izracuna mjesnog satnog kuta). Laserski kompas je zapravo osjetljivi instrument kojim se ne identificira meridijan (kao kod svih ostalih vrsta kompasa) vec se registira svaka i najmanja promjena kursa. Prednosti ovog pokazivaca smjera kretanja su u njegovoj velikoj osjetljivosti, jednostavnosti (nema pokretnih djelova) i siguranosti u odnosu na sve vanjske utjecaje. Najveci mu je nedostatak što nema momenta koji bi ga usmjerio u pravcu meridijana, tako da se zapravo i ne radi o kompasu vec o instrumentu koji registrira svaku i najmanju promjenu smjera kretanja (slika 22). Slika 22. Laserski pokazivac promjene smjera kretanja Dvije laserske zrake emitiraju se na poluprozirno ogledalo. Jedna se lomi prema jednom a druga prema drugom sustavu ogledala i ako nema zakretnog momenta istovremeno dolaze u senzor, u suprotnom pokazuju velicinu zakretnog kuta što se koristi kao pokazivac promjene smjera kretanja. 26