Balístico de mercurio con amortiguamiento

Desplazamos ligeramente hacia el Este el punto de conexión de los depósitos de mercurio. La fuerza generada ahora se desplazará entre el Sur giroscópico y el Este giroscópico. Esta fuerza hacia el Este se opone a la fuerza generada por la precesión y, a su vez, la fuerza reducida que genera el peso en el Sur giroscópico eleva menos el giróscopo. Esto hace posible que el giróscopo halle un punto de equilibrio tras unas 3 o 4 horas de funcionamiento; este punto de equilibrio podrá ser en el ecuador, en una zona del hemisferio Norte o en una zona del hemisferio Sur, dependiendo de dónde nos situemos. Los equilibrios hallados en los hemisferios pueden compensarse sabiendo nuestra latitud exacta.

Giróscopo Cardan

Están constituidos por una masa tórica homogénea, perfectamente equilibrada y capaz de girar a gran velocidad alrededor de un eje. Al conjunto en reposo lo llamamos masa tórica, pero una vez girando se convierte en un giróscopo. El giróscopo funciona como un sistema de orientación a bordo debido a las características que obtiene cuando gira a gran velocidad:

• Rigidez giroscópica o inercia giroscópica: Una vez alcanzadas ciertas revoluciones, el giróscopo mantiene una dirección fija en el espacio, siendo independiente de la posición o movimiento de su soporte, siempre que este no genere ninguna fuerza que intente modificar la dirección de giro del giróscopo.
• Precesión giroscópica: Al aplicar una fuerza sobre el extremo del eje del giróscopo produciendo un movimiento giratorio en la misma dirección en la que se aplica la fuerza, el giróscopo ofrece resistencia al cambio del plano en el que está el eje de giro, de modo que el eje, en vez de moverse en la dirección de la fuerza aplicada, lo hará en un ángulo recto a esta y en un sentido determinado por la dirección de giro del giróscopo. A mayor masa y velocidad angular del giróscopo, menor será la precesión producida.

Rotación terrestre

Como el eje de giro del giróscopo siempre mira hacia la misma dirección, da la sensación de que este se mueve respecto a la superficie terrestre cuando, en realidad, somos nosotros los que nos movemos. Los vectores A y B representan rotaciones: A es un giro en el plano vertical y en sentido horario; B cambia de sentido según el hemisferio en el que nos encontramos.

Tipos de giróscopos Cardan

• Arma-Brown: De origen americano, el tipo de giróscopo es doble sobre el mismo eje y con un solo motor de gran velocidad. Su suspensión permite al conjunto flotar en un líquido similar a la parafina. Tiene un sistema de precesión pendular eléctrico.
• Sperry: De origen inglés, el tipo de giróscopo es de una única masa tórica de gran peso y pequeña velocidad. Su suspensión es rígida a través de una serie de hilos de alambre. Tiene un sistema de precesión de balístico de mercurio.
• Anschutz: De origen alemán, el tipo de giróscopo es doble pero con un eje de giro que difiere 90º uno de otro en el mismo plano horizontal, de gran velocidad. Su suspensión es flotante en un líquido ácido que conduce la electricidad. Tiene un sistema de precesión de efecto pendular.

Otros tipos de giróscopo

• Strapdown gyros: Estos giróscopos necesitan estar solidarios al buque para que este le transmita sus movimientos, en particular el cambio de acimut del eje de giro del buque (cambios de rumbo). No tiene partes móviles.
• Giróscopo de fibra óptica (FOG): Se sustituye el circuito tradicional por un devanado (bobina) de fibra óptica en la que se hace circular en un sentido y en otro un rayo de luz. No tiene partes móviles, requiere poco tiempo para que empiece a funcionar y es muy compacto.
• Giróscopo de anillo láser (RLG): Se sustituye el circuito por un conjunto de canales y espejos por donde se hace discurrir un láser. En vez de medir interferencias, se miden diferencias de fase que además podemos modular nosotros mismos.

Estos dos últimos tipos se fundamentan en el método de Sagnac, que consiste en medir la rotación de un equipo mediante la comparación de trazas que los rayos de luz generan en un detector. Cuando el sistema está en reposo, ambas partes del rayo tardan exactamente lo mismo en llegar al detector, obteniendo un patrón de interferencias típico de este estado. Si es sometido a un giro, una parte del rayo tarda más que la otra en llegar al detector, emitiendo otro patrón de interferencias diferente; estas diferencias pueden modelizarse para que representen los cambios de rumbo correspondientes.

Giróscopo de resonancia hemisférica (HRG)

De pequeño tamaño y gran fiabilidad. Usan la vibración por movimiento circular. Se hace resonar un material (metal, gel, etc.) que en reposo presenta una vista de planta circular. Al aplicar una determinada frecuencia, adquiere una forma de elipse con el eje mayor en la misma dirección en la que se está aplicando la frecuencia de resonancia. Si giramos en acimut la superficie sobre la que está apoyado el material resonante, observaremos cómo el eje mayor de la elipse se mueve en la misma dirección y con la misma cantidad de grados con la que hemos girado la superficie. Esto es captado por unos electrodos capaces de detectar los puntos de máxima amplitud de resonancia de la superficie (antinodos). Estos electrodos nos transmiten la información del cambio de rumbo que sufre la superficie en la que se coloca el equipo. Las frecuencias de resonancia suelen ser muy altas (20 KHz) y no se parecen a las frecuencias que se suelen dar a bordo, por lo que no suele haber interferencias en estos equipos.

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