1. Гирокомпас на движущемся судне

Положением равновесия в азимуте главной оси чувствительного элемента гирокомпаса, установленного на неподвижном основании, является плос­кость истинного меридиана. Причиной этого является суточное вращение Земли. Фактически гирокомпас «чувствует» меридиан лишь потому, что во­круг полуденной линии NS происходит вращение в пространстве плоскости истинного горизонта.

При движении судна по сферической поверхности Земли плоскость гори­зонта получает дополнительное вращение (см. параграф 2.3.1) вокруг осей NS и EW. Составляющие угловых скоростей плоскости истинного горизон­та при вращении его в пространстве выражаются формулами: , Наличие составляющей ω_E приводит к тому, что плоскость истинного го­ризонта наблюдателя, находящегося на движущемся судне (рис. 2.41, а), вращается в пространстве вокруг линии NS. В этом и устанавливается главная ось гироком­паса в положение равновесия. Угол, на который ось гирокомпаса отклоняется от плоскости меридиана вследствие движения судна с постоянной скоростью и неизменным курсом, называется скоро­стной девиацией гирокомпаса.

Из рис. находим

Учитывая, что Rω = 900 уз и для малых углов tg δ=δ .Для получения формулы скоростной девиации в функции гирокомпасного курса умножаем обе части равенства на cosδ и вместо ИК подставляем ГКК + δ: ,

Правая часть этого выражения представляет собой косинус разности уг­лов (ГКК + δ) и δ.

, .Как следует из формул скоростная девиация ГК достига­ет максимального значения при движении судна вдоль меридиана и равна нулю — при движении судна вдоль параллели; на северных курсах девиа­ция δ отрицательна, на южных — положительна. При расчете результат получается в радианах; для перевода в градусную меру его необходимо ум­ножить на коэффициент 57,3. На судах значение скоростной девиации определяют с помощью специ­альных таблиц или номограмм. Некоторые конструкции гирокомпасов, например типа «Курс», снабже­ны полуавтоматическими или автоматическими корректорами, которые по­зволяют исправить показания ГК поправкой δ. Суть работы корректора заключается в том, что счетно-решающее устройство реализует формулу ИК = ГКК + δ при дистанционном вводе из штурманской рубки или непо­средственно на основном приборе данных о широте и скорости судна (курс в приборе учитывается автоматически). При этом главная ось ГК продолжает оставаться в плоскости гирокомпасного меридиана (в положении динамиче­ского равновесия), а с датчика курса основного прибора на все принимаю­щие приборы идет значение истинного курса.

2. Учёт скоростной девиации. Критическая широта

При отключенном успокоителе колебаний частота незатухающих колеба­ний гирокомпаса для движущегося постоянным курсом и с постоянной ско­ростью судна: ,тогда .Из формулы следует, что при движении судна вдоль параллели к западу слагаемое, стоящее в знаменателе, в высоких широтах может обра­титься в нуль и тогда гирокомпас перестанет быть курсоуказателем, так как T₀.= ∞. Это произойдет в так называемой критической широте, кото­рую можно вычислить по формуле: . С точки зрения физики при указанных условиях наблюдается факт «ос­тановки» Земли (западная составляющая V_w линейной скорости судна ком­пенсирует линейную скорость места судна в его суточном вращении), т.е. плоскость истинного горизонта наблюдателя в инерциальном пространстве не вращается и главная ось гирокомпаса равновесного положения не имеет.