Kreiselkompass
Ein Kreiselkompass findet rechtweisend Nord mechanisch — aus der Erddrehung, die auf einen kreisenden Rotor wirkt — unabhängig von Missweisung und Deviation; darum fordert SOLAS ihn auf den meisten Schiffen weiter, obwohl es inzwischen Satellitenkompasse gibt.
Was man an einem Kreiselkompass prüft.
10 Modelle von Yokogawa in Kreiselkompass. Darunter die vollständige Modellliste.
Was diesen Typ definiert
Ein Kreiselkompass sucht rechtweisend Nord mit einem schnell kreisenden Rotor, dessen Achse über Schwerkraft und Präzessionssteuerung auf die Erdrotationsachse ausgerichtet wird — statt das Erdmagnetfeld zu fühlen wie ein Magnetkompass. Das macht ihn immun gegen Missweisung, gegen Deviation aus dem eigenen Stahl und der Elektrik des Schiffs und gegen die Polarregionen, wo ein Magnetkompass unzuverlässig wird. Er unterscheidet sich vom Satellitenkompass, der den Kurs aus der Phasendifferenz mehrerer GNSS-Antennen ableitet und keine Anlaufzeit braucht, aber ganz von der Satellitensignal-Verfügbarkeit abhängt. Die meisten SOLAS-Schiffe fahren den Kreiselkompass weiter als primäre Kursreferenz, gerade weil er in sich geschlossen ist und an keinem externen Signal hängt.
Legende
- Kompassrose
- Vertikalring
- Drehachse
- Läufer
- Kardanring
- Azimut-Nachlaufmotor
- Säule
Hauptkomponenten
Empfindliches Element
Der kreisende Rotor selbst, so aufgehängt, dass er frei präzedieren kann, bildet das nordsuchende Element. Moderne Geräte nutzen einen faseroptischen oder Ringlaserkreisel statt einer mechanisch kreisenden Masse und erreichen dasselbe nordsuchende Ergebnis über ein anderes physikalisches Prinzip — der Begriff Kreiselkompass gilt weiter für beide.
Nachlauf- und Tochtersystem
Ein Servosystem hält Kompassrose oder Digitalausgang auf das empfindliche Element ausgerichtet und verteilt das Kurssignal an Tochterkompasse auf den Brückennocken, Radar, Autopilot und VDR.
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Korrekturschaltungen
Die Fahrt- und Breitenfehlerkorrektur gleicht den systematischen Kursfehler aus, den ein Kreiselkompass aus der eigenen Fahrt und dem Kurs des Schiffs relativ zur Erddrehung entwickelt — automatisch angewandt aus Fahrtlog- und Breiteneingabe.
Stromversorgung
Läuft an der notstromgesicherten Versorgung des Schiffs — denn ein Kursreferenzverlust im Notfall ist genau der Moment, in dem sie am meisten gebraucht wird.
Auswahl und Auslegung
Es gibt keine Kapazitätsfrage wie bei Pumpe oder Verdichter; die Wahl liegt zwischen Kreiselmassen- und optischer (faseroptischer oder Ringlaser-)Technik und zwischen Einzel- und doppelt redundanten Installationen, die auf größeren oder höherklassigen Schiffen gefordert sind.
- Die Einschwingzeit bis zum stabilen Kurs nach dem Start — relevant für die Wendezeit im Hafen
- Die Genauigkeitsspezifikation, typisch binnen eines Bruchteils eines Grads, gegen die Navigationsklassen-Anforderungen des Schiffs
- Die Zahl der nötigen Tochterkompasse und Schnittstellen über Brücke, Radar, ECDIS, Autopilot und VDR
- Die Redundanzanforderung — manche Flaggen- und Klassennotationen verlangen eine zweite unabhängige Kursquelle
Vorschriften und Klasse
SOLAS Kapitel V fordert für Schiffe ab 500 Bruttoraumzahl einen Kreiselkompass oder andere Mittel zum Bestimmen und Anzeigen des Kurses — die konkrete Anforderung hängt an Schiffsgröße und -typ. Die IMO-Leistungsstandards für Kreiselkompasse setzen Genauigkeits- und Einschwingzeitanforderungen, die ein baumustergeprüftes Gerät erfüllen muss. Die Klassifikationsgesellschaften verifizieren Installation, Stromversorgungsanordnung und Schnittstelle zu anderer Pflichtausrüstung bei der Neubaubesichtigung und den periodischen Besichtigungen danach.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Anhaltender Kursfehler | Fahrt-/Breitenkorrektur nicht aktualisiert oder Fahrtlogeingabe defekt | Kleiner, aber echter Kursfehler — schlimmer bei hoher Breite oder hoher Fahrt |
| Tochterkompass weicht vom Mutterkompass ab | Nachlaufservo-Drift oder ein ausgefallener Tochter-Drehmelder | Brückennock oder Radar zeigt einen anderen Kurs als das Muttergerät |
| Langes oder fehlgeschlagenes Einschwingen nach dem Start | Lagerverschleiß an älteren Kreiselmassen-Geräten, oder ein Fehler im optischen Kreiselelement | Verzögertes Auslaufen beim Warten aufs Einschwingen — oder das Ausweichen auf eine Zweitreferenz |
| Verlust des Kurssignals zum Autopiloten | Schnittstellen- oder Verdrahtungsfehler zwischen Kreiselkompass und Autopilot | Der Autopilot fällt auf Bereitschaft und verlangt Handsteuerung |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Ein Baumusterzulassungszeugnis passend zu den aktuellen IMO-Leistungsstandards
- Einschwingzeit- und Genauigkeitswerte passend zum Betriebsprofil des Schiffs, nicht bloß zum Mindeststandard
- Schnittstellenverträglichkeit mit bestehendem ECDIS, Radar und Autopilot ohne Gateway-Behelf
- Ein Serviceträger, der das Fahrtgebiet des Schiffs für Kalibrierung und Reparatur erreicht
Bevor ein Kreiselkompass wegen Kursfehlers verurteilt wird, erst die Fahrtlogeingabe prüfen — denn eine hängende oder falsche Fahrtspeisung erzeugt exakt dasselbe Symptom wie ein echter Kreiselfehler.
Modelle in diesem Typ.
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