А давайте я расскажу про гирокомпас , и про загадочную силу Кориолиса, которая и рулит гирокомпасом
Итак - гирокомпасы имеют разные устройства, но смысл везде один, ориентация - Север.
Гирокомпас - это навигационный компас с гироскопическим двигателем, который регистрирует направление истинного севера вдоль поверхности земли и не зависит от магнетизма.
Компас с моторизованным гироскопом, угловой моемтум которого взаимодействует с силой, создаваемой вращением Земли, поддерживая ориентацию оси вращения гироскопа с севера на юг, тем самым обеспечивая стабильную ориентацию направления.
Принцип работы гироскопа
Гироскоп состоит из вращающегося колеса или ротора, содержащегося в подвесах, которые позволяют двигаться вокруг трех взаимно перпендикулярных осей, известных как горизонтальная ось, вертикальная ось и ось вращения. При быстром вращении, предполагая, что трение не учитывается, гироскоп развивает гироскопическую инерцию, стремясь оставаться вращающимся в одной и той же плоскости бесконечно. Величина гироскопической инерции зависит от угловой скорости, массы и радиуса колеса или ротора.
Если гироскоп поместить на экватор так, чтобы его ось вращения была направлена с востока на запад, когда Земля поворачивается вокруг своей оси, гироскопическая инерция будет стремиться поддерживать плоскость вращения постоянной. Наблюдателю кажется, что вращается гироскоп, а не Земля. Этот эффект называется горизонтальной скоростью заземления и максимален на экваторе и равен нулю на полюсах. В точках между ними она равна косинусу широты.
Если гироскоп поместить на географический полюс с горизонтальной осью вращения, будет казаться, что он вращается вокруг своей вертикальной оси. Это вертикальная скорость заземления. Во всех точках между экватором и полюсами гироскоп поворачивается частично вокруг своей горизонтальной и частично вокруг вертикальной оси, находясь под влиянием как горизонтальной, так и вертикальной скорости Земли. Чтобы визуализировать эти эффекты, помните, что гироскоп, на какой бы широте он ни находился, остается выровненным в пространстве, в то время как Земля движется под ним.
Гирокомпас зависит от четырех природных явлений:
гироскопическая инерция,
прецессия
вращение Земли (сила кариолиса)
гравитация.
Чтобы превратить гироскоп в гирокомпас, колесо или ротор устанавливают в сферу, называемую гиросферой, а затем сферу поддерживают в вертикальном кольце. Вся сборка смонтирована на основании, называемом фантомом. Гироскоп в гирокомпасе может быть маятниковым или немаятниковым, в зависимости от конструкции. Ротор может весить от полукилограмма до более 25 кг.
Для того, чтобы заставить его искать и поддерживать истинный север, необходимы три вещи.
Во-первых, гироскоп нужно сделать так, чтобы он оставался на плоскости меридиана.
Во-вторых, он должна оставаться горизонтальной.
В-третьих, он должен оставаться в этом положении, достигнув его, независимо от того, что делает сфера, в которой он установлен, или где он находится на земле.
Чтобы заставить его искать меридиан, к нижней части вертикального кольца добавляется груз, заставляющий его раскачиваться вокруг своей вертикальной оси и, таким образом, стремиться выровняться по горизонтали. Он будет иметь тенденцию колебаться, поэтому со стороны сферы, в которой находится ротор, добавляется второй груз, который гасит колебания до тех пор, пока гироскоп не останется на меридиане. С этими двумя противовесами единственное возможное положение равновесия находится на меридиане с горизонтальной осью вращения.
Чтобы заставить гироскоп развернуться на север, испрользуются "баллистики", которых обычно четыре, размещаются так, чтобы их центры тяжести точно совпадали с центром тяжести гироскопа. Затем прецессия заставляет ось вращения очерчивать эллипс, один из которых занимает около 84 минут. (Это период колебания маятника с плечом, равным радиусу Земли.) Чтобы гашить это колебание, сила прикладывается не в вертикальной плоскости, а немного восточнее вертикальной плоскости. Это приводит к тому, что ось вращения описывает спираль, а не эллипс, и в конечном итоге останавливается на меридиане, указывающем на север.
Использование гирокомпаса
Поскольку гирокомпас не подвержен влиянию магнетизма, он не подвержен изменениям или отклонениям. Любая ошибка постоянна и одинакова по всему горизонту, и часто может быть уменьшена менее чем до одного градуса, что фактически полностью исключает ее. В отличие от магнитного компаса, он может выдавать сигнал на ретрансляторы, расположенные на судне.
Но он также требует постоянного источника стабильной электрической энергии, и в случае отключения электричества требуется несколько часов, чтобы снова вернуться в меридиан, прежде чем его можно будет использовать. Этот период можно сократить, совместив компас с меридианом перед включением питания. (штуп мана работавшие с "Вегой" и "Курсом" меня поймут)
Направляющая сила гирокомпаса зависит от величины прецессии, которой он подвержен, которая, в свою очередь, зависит от широты. Таким образом, направляющая сила максимальна на экваторе и уменьшается до нуля на полюсах. Суда, работающие в высоких широтах, должны строить кривые ошибок на основе широт, потому что ошибки в высоких широтах в конечном итоге превышают способность компаса их исправлять.
Гирокомпас обычно располагается на рулевой рубке как можно ближе к центру крена, тангажа и рыскания судна, что сводит к минимуму ошибки, вызванные движением судна.
Ретрансляторы расположены в удобных местах по всему судну, например, у штурвала для рулевого управления, на крыльях мостика для взятия пеленгов и управления судном с крыла, , в румпельном, для аварийного рулевого управления и в других местах. Выходной сигнал также может быть использован для управления регистраторами курса, системами автопилота, плоттерами, системами управления огнем и тарелками спутниковой связи.
А вот про силу Кориолиса - могу дать ссылку
тут расписано все намного лучше, чем написал я :)