Первый гирокомпас, изобретенный немецким инженером Аншютцем, работал под управлением, можно сказать, самой нашей планеты. Сама Земля заставляла волчок гирокомпаса поворачиваться и устанавливаться по меридиану. Это происходило под действием прецессии волчка.
Если простыми словами, прецессия - это отклонение оси волчка в сторону от направления действия внешней силы. Например, если раскрутить волчок и легко ударить по его оси во время вращения, то ось сдвинется перпендикулярно направлению удара.
Каким же образом Земля действовала на волчок в гирокомпасе Аншютца. Давайте разберемся. Для простоты представим, что мы находимся на экваторе Земли. Поставим гирокомпас так, чтобы ось волчка, будучи горизонтальной, совпадала с направлением экватора (лежала вдоль экватора).
Через несколько минут Земля повернется на небольшой угол, но этого будет достаточно, чтобы сила тяжести подействовала на волчок. Если бы он был свободен, то его ось, пытаясь сохранить в пространстве свое положение относительно горизонтальной плоскости, наклонилась бы. То есть один конец оси поднялся бы, другой опустился.
Но Аншютц прикрепил поплавок. И этот поплавок заставляет ось быть все время горизонтальной. Значит волчку приходится реагировать не наклоном, а поворотом оси, до тех пор пока он установится по меридиану. Вот тут уже гирокомпас ничто не беспокоит.
Теоретически достаточно простая идея, а на практике она потребовала заметных усилий. Самой главной трудностью было получение большой скорости вращения и сохранения ее в течение длительного времени. Тут важны были качество стали и подшипников. Первые гирокомпасы даже разрывало центробежной силой.
Первые гирокомпасы Аншютца были несовершенны. Они могли сбиться из-за качки корабля и давать показания с ошибкой до 50 градусов. Но это быстро было исправлено. И немец Аншютц, а особенно американец Сперри, внесли существенные качественные улучшения в конструкцию. Какие? Об этом в следующих статьях.
