Magnetisch compas
3 fouten: inclinatie, declinatie en deviatieHet magnetisch veld is niet perfekt naar het geografisch noorden gericht. De fout wordt magnetische declinatie genoemd en is verschillend van plaats tot plaats. Soms wordt de benaming variatie gebruikt. Er bestaan zeekaarten die aangeven welke correctie toegepast moet wordten. De kaart lijkt op een weerkaart, maar met isogonen in plaats van isobaren (gebieden met eenzelfde declinatie). Ook voor de inclinatie bestaan er specifieke kaarten met isoclinen. Zeekaarten die de sterkte van het magnetisch veld aangeven hebben isodynamen. Ook moeten de stoorvelden van het schip gecompenseerd worden (deze afwijking wordt magnetische deviatie genoemd). De afwijking wordt veroorzaakt door het metaal van het schip en is afhankelijk van de koers van het vaartuig. Een tabel geeft de uit te voeren correctie aan naargelang de koers (zie voorbeeld rechts). De gecumuleerde compasfout bedraagt ongeveer 8° en verschilt naargelang de koers en positie van het schip. Het magnetisch compas heeft één groot voordeel: er is geen elektriciteit nodig en het compas gaat niet defekt. Daarom is een magnetisch compas nog verplicht op schepen, terwijl er andere (en betere) navigatiemiddelen bestaan.
Electronisch magnetisch compas
GyrocompasDe gyroscoop is een tol die heel snel draait (3.000 tot 24.000 toeren per minuut naargelang het model) en door de traagheid heeft de gyroscoop de neiging om altijd in dezelfde richting te draaien (rotatieas). Een werkende gyroscoop wijst altijd naar dezelfde richting (bijvoorbeeld een bepaalde ster). Ten opzichte van de aarde wijst de gyroscoop naar dezelfde richting éénmaal per 24 uur. Hoewel de gyroscoop altijd naar dezelfde richting wijst, is dit niet noordzakelijk het noorden. De uitleg die hier gegeven wordt heeft betrekking op de eerste gyrocompassen. Meer technische informatie is te vinden op deze pagina: werking van een moderne gyrocompas. We moeten hier een kleine ingreep uitvoeren om van de gyroscoop een gyrocompas te maken. We dwingen de volledige gyroscoop in één richting door een klein gewichtje onderaan de cardanas te plaatsen. De gyroscoop is nu horizontaal gestabiliseerd, zijn rotatieas kan enkel naar een punt aan de horizon wijzen. Indien ten gevolge van schokken of slingeringen de rotatieas niet horizontaal wijst, zal die door het gewichtje langzamerhand horizontaal getrokken worden. Een vrijheidsgraad is dus weggenomen. De beweging is beperkt, zoals die van een magnetisch compas. We leggen de werking nu verder uit voor een gyrocompas die aan de evenaar werkt. Als de rotatieas van de gyroscoop en de rotatieas van de aarde in eenzelfde richting wijzen, dan is het systeem stabiel. Als de rotatieas van de gyroscoop echter naar een andere richting wijst, bijvoorbeeld het westen of het oosten, dan zal de gyroscoop altijd naar dezelfde richting willen wijzen, ongeacht de rotatie van de aarde. De gyroscoop probeert het horizontaal vlak te doen kantelen, maar krijgt tegenkanting van het gewichtje. De enige manier om het gewichtje niet te doen stijgen, is door zijn rotatieas te richten op die van de aarde. Verder van de evenaar zijn er twee krachten in het spel: de gyroscoopwerking die de rotatieas evenwijdig met de rotatieas van de aardfe probeert te houden, en het gewichtje, die de gyroscoop dwingt een horizontale rotatieas aan te nemen. In de praktijk wijst de gyrocompas naar het geografisch noorden. Ik heb het woord precessie bewust niet gebruikt. Het woord is wel juist, maar de uitleg die bij precessie gegeven wordt is moeilijk te begrijpen (precessie is verantwoordelijk voor de corioliskrachten, maar ook voor de eigenschappen van elementaire deeltjes (die ook een spin blijken te hebben)). De gyrocompas geeft een druk die veel sterker is dan die van een magnetisch compas, maar die is toch onvoldoende om de repeaters te sturen. De druk van het gyrocompas wordt versterkt en doorgegeven aan een buitenkader (fantom) die meedraait en de kabels naar het gyrocompas vloeiend leidt. Zo ontstaan er geen parasitaire krachten die de meting zouden kunnen vervalsen. Een gyrocompas is volkomen ongevoelig voor het scheepsmagnetisme, declinatie en inclinatiefouten en heeft een fout die lager dan 1° is. Maar een gyrocompas heeft uren nodig om zich te stabiliseren na de opstart. Plotse richtingwijzigingen en snelheidsveranderingen kunnen het gyrocompas volkomen in de war sturen (daarom wordt een gyroscompas niet in die vorm op vliegtuigen gebruikt). Het is een mechanisch precisieinstrument die regelmatig nagezien moet worden. Een gyrocompas heeft uren nodig om zich te stabiliseren na een stroomonderbreking, daarom dat sommige toestellen uitgerust zijn met een electronisch magnetisch compas, die misschien minder nauwkeurig is, maar toch een aanwijzing kan geven terwijl de gyrocompas zich naar het noorden richt. Zoals het magnetisch compas wordt de werking van het gyrocompas minder nauwkeurig bij de polen. In de nabijheid van de noord- of zuidpool (rotatieas van de aarde) wijst de gyrocompas permanent naar eenzelfde punt aan de hemel. De gyrocompas draait dus niet mee met de rotatie van de aarde: gezien vanaf de aarde "draait" het compas mee met de sterren. Bij breedtegraden boven de 70 heeft het gyrocompas heel veel tijd nodig om de juiste richting aan te wijzen en is zijn werking niet meer betrouwbaar. Vliegtuigen, raketten en onderzeeboten gebruiken traagheidsnavigatie die de absolute beweging van een onderwerp kan bepalen door naast de richting (koers) ook de versnelling te meten. Een dergelijk systeem heeft echter ook een gecumuleerde fout die op regelmatige tijdstippen weggewerkt moet worden, bijvoorbeeld door een plaatsbepaling (driehoeksmeting van gekende hemellichamen) of door het signaal van navigatiesatellieten te gebruiken.
NavigatiesatellietenOm de koers (compaskoers) te bepalen is een bijkomend systeem nodig. Het schip beschikt over meerdere antennes en het tijdsverschil die aanwezig is om het satellietsignaal op te vangen is een maat van de koers van het schip. In tegenstelling met de andere systemen geeft een navigatiesysteem een exacte plaatsbepaling (die nooit verloopt), en indirect een compaskoers. Een compas geeft een koers eaan n de plaatsbepaling wordt indirect berekend. Beide systemen zijn dus volkomen complementair. |
Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's