Гирокомпас Сперри (упрощенное изображение). Д — диск волчка; О — ось волчка; Т, T1 — изогнутая трубка с налитой в нее ртутью. Волчок помещен в кардановом подвесе, и его ось поэтому могла бы занимать любое положение в пространстве. Но трубка с ртутью, играющая роль груза в поплавке Аншютца, мешает этому, возвращая ось к горизонтальному положению.
Действие трубки с ртутью на волчок в компасе Сперри.
Оба колена трубки сообщаются друг с другом, поэтому ртуть в них всегда стоит на одном и том же горизонтальном уровне.
Перенесемся снова на экватор. Расположим ось волчка горизонтально в направлении экватора.
Если бы волчок был свободен, то его ось, сохраняя неизменным свое направление в пространстве, в результате вращения Земли стала бы менять свое положение относительно горизонта — ее восточный конец начал бы подниматься.
Но волчок не свободен. Вместе с осью меняют свое положение и колена трубки — одно (восточное) поднимается, другое опускается. От этого ртуть начнет перетекать из первого сосуда во второй, который, сделавшись тяжелее, станет тянуть конец оси вниз. На это волчок ответит прецессией — движением в сторону, которое будет продолжаться до совпадения оси с меридианом. Тогда ось волчка, несмотря на вращение Земли, все время будет лежать горизонтально, и прецессии не будет.
Гирокомпас Сперри с самого начала оказался лучше гирокомпаса Аншютца и быстро стал распространяться на военных судах США.
Однако, и Аншютц с каждым годом улучшал свою конструкцию и к 1912 г. добился хороших результатов.
«Чувствительный элемент» гирокомпаса Сперри. В кожухе находится быстро вращающийся волчок.
В это время уже сильно «запахло» большой войной. Пролог ее начался на Балканах в октябре 1912 г. и продолжался почти год в виде трех малых балканских войн. Германия усиленно и спешно готовилась к «большим событиям». Одним из элементов этой подготовки было введение на военных кораблях гирокомпасов Аншютца. Примеру Германии и США последовали Англия, Франция, Италия, Россия. 1 августа 1914 г., к началу мировой войны, все главнейшие военные флоты ввели гирокомпасы у себя на кораблях и подводных лодках. В русском флоте были применены гирокомпасы Сперри. В послевоенное время гирокомпасы подверглись дальнейшим усовершенствованиям, и теперь они являются очень надежно действующими приборами.
В нашем советском флоте применяются гирокомпасы Сперри «марки VIII» и «марки V», которые раньше ввозились из Америки. Теперь мы прекрасно делаем их сами, введя в конструкцию некоторые улучшения.
У гирокомпаса Сперри «марки VIII» волчок, называемый ротором, имеет поперечник в 254 мм, толщину обода — 75 мм и весит около 25 кг. Нормальная скорость вращения ротора — шесть тысяч оборотов в минуту. Для изготовления ротора применяется марганцевая бронза. Ось делается из высокосортной стали. Подшипники шариковые. Ротор заключен в алюминиевую камеру, в одной половине которой расположен статор, создающий вращающееся магнитное поле. Ротор со статором образуют асинхронный электромотор трехфазного тока. К камере прикрепляются сообщающиеся сосуды, содержащие 340 г ртути. Над камерой устанавливается обычная компасная картушка. Все это на кардановом подвесе крепится внутри цилиндрической тумбы, которая называется нактоузом.
Нактоуз имеет застекленную крышку, сквозь которую видна картушка.
Нактоуз с магнитным компасом всегда устанавливается непосредственно перед штурвалом (рулевым колесом), чтобы рулевой мог видеть его картушку.
Нактоуз же с гирокомпасом обычно устанавливается во внутренних, хорошо защищенных помещениях корабля, где видеть его рулевой никак не может. Но этого и не требуется. Направляющая сила, действующая на ось волчка, гораздо больше той, которая влияет на магнитную стрелку. Это позволяет соединять с гирокомпасом ряд приборов различного назначения.
Общий вид гирокомпаса Сперри с нактоузом.
В первую очередь это будут репитеры — вспомогательные компасы, действующие от главного гирокомпаса, который называется «маткой». Репитер представляет собою компасную картушку, соединенную с электромоторчиком, который так устроен и так связан с маткой, что в точности мгновенно повторяет положение картушки основного гирокомпаса.
Компас-репитер, повторяющий все показания компаса-матки.