MAG Seefahrtschule: online Kurs: technische Navigation: Mgnetkompass, Fluxgate Kompass, Kreiselkompass, GPS und Radar"

Kompass & technische Navigation

Zum Unterschied von der terrestrischen Navigation (Navigation anhand von charakteristischen Merkmalen an Land)
bedient sich die technische Navigation technischer Hilfsmittel. (Es gibt z.B. auch noch astronomische Navigation)

Navigation bedeutet ein Schiff so sicher UND schnell wie möglich von einem Ausgangsort an einen Zielort zu führen.
Dazu bedient man sich u.a. technischer Navigationsinstrumente.

Grundsatz der Navigation und der Seemannschaft
Um eine SICHERE Navigation zu gewährleisten bedienen wir uns aller MÖGLICHEN Maßnahmen 
das bedeutet, man verlässt sich nicht auf eine Methode (z.B. GPS) sondern
man vergleicht immer mit jeder MÖGLICHEN anderen (z.B. terrestrische Navigation, Koppelnavigation, ...)



Übersicht über Kompass & Navigationsgeräte

Magnetkompass (Flüssigkeitskompass oder Fluidkompass), Fluxgatekompass, Kreiselkompass, GPS, Radar



Historisches & mehr Informationen siehe unten

Magnetkompass

Magnet - Kompass

Magnetkompass (Flüssigkeitskompass oder Fluidkompaß)

Das Gehäuse, der sogenannte Kompaßkessel, ist aus antimagnetischem Material (Kupfer, Bronze u.ä.) gefertigt, mit einem Kompaßöl (hochraffiniertes Petroleum oder Alkohol- Glycerin- Wasser- Gemisch), dem sogenannten Fluid, gefüllt.
In diesem Kessel dreht sich auf einem Rubinhütchen und einer Iridiumspitze die Kompaßrose mit einer 360 ° Grad Einteilung. An der Unterseite der Rose befindet sich ein Stabmagnet, der die Kompaßrose nach magnetisch Nord (zum magnetischen Nordpol) ausrichtet.
Da der magnetische Nordpol  nicht ident ist mit dem geographischem Nordpol ergibt sich eine Missweisung die man Variation nennt; diese verändert sich jährlich und man entnimmt sie aus der Seekarte. (Standortabhängig)
Der Magnetkompass wird auch durch Eisenteile am Schiff beeinflusst. Diese Missweisung nennt man Deviation.

Historisches & mehr Informationen siehe unten

Fluxgate Kompass

 Fluxgate - Kompass

Fluxgate - Kompass

Der Magnetkompass wird möglichst weit entfernt von Störquellen am Schiff montiert (z.B. Mast). Die Anzeige erfolgt über Tochteranzeigen (elektrische Übertragung der Anzeige, bei mehreren Steuerständen beliebig viele Tochteranzeigen möglich). Die Variation wird über eine Tastatur eingegeben, die Deviation kann der Fluxgate Kompass bei 8-er Fahrt selbst berechnen. 
Man liest den Kartenkurs (rechtweisenden Kurs) direkt ab.

Kreisel
Kompass

Kreiselkompass

Der Kreiselkompass ist ein Kompass, der die Nord-Süd-Richtung anzeigt, ohne sich das Magnetfeld der Erde zu nutze zu machen. Er bedient sich hierbei eines schnell rotierenden Kreisels dessen Achse sich parallel zur Erdachse ausrichtet. Den Kreisel bildet ein spezieller Kreiselmotor, der besonders geringe Lagerreibung und ein hohes Rotationsträgheitsmoment, verbunden mit hoher Drehzahl, besitzt.
Der Kreiselkompass und daraus entwickelte Trägheitsnavigationssysteme werden zur Navigation in der Schifffahrt verwendet.

GPS

GPS

GPS

siehe GPS

Radar

Radar

Radar

Radar dient zur Navigation bei Nacht und Sichtbehinderung. Zur sicheren Auswertung von Radarbildern ist einige Erfahrung, in der Berufs-Schiffahrt eine spezielle Prüfung notwendig. Erkennt z.B. Schiffe;
kleinere Boote sollten einen sogenannten Radarreflektor führen um besser "gesehen" zu werden. 

 

Historisches & weiterführende Informationen

Kein Prüfungsstoff für Boat Skipper "B"

Magnetkompass

(Flüssigkeitskompass oder Fluidkompaß)

Ein Kompass ermöglicht die Bestimmung der Himmelsrichtung.
Bereits im 11. Jahrhundert besaßen die Chinesen eine primitive Art von Magnetkompass in Form einer magnetisierten Nadel, die in einem schwimmenden Strohhalm steckte.
Der Kompass wird als Navigationsmittel im Abendland erstmals um 1190 erwähnt.

Gegen Ende des 16. Jahrhunderts etablierte sich die kardanische Aufhängung, welche die Lage einer Kompassnadel von den Schiffsbewegungen unabhängig machte.

Eine kardanische Aufhängung besteht aus drei Ringen, von denen jeder um jeweils eine der drei möglichen
senkrecht aufeinander stehenden Achsen im Raum beweglich ist. Ein im innersten Ring befindlicher Körper (z.B. Schiffskompass) behält bei Lageänderung der kardanischen Aufhängung seine Schwerpunktslage bei. Die nebenstehende Grafik zeigt die schematische Darstellung der Aufhängung eines Kompasses, der um die drei Achsen a, b und c drehbar gelagert ist. Die kardanische Aufhängung ist nach ihrem Erfinder G. Cardano (1501 – 1576) benannt, einem italienischen Philosoph, Arzt und Mathematiker. Die Lagerung bzw. Aufhängung in mehreren drehbaren Rahmen wird auch als „vollkardanisch“ bezeichnet.


Der Magnetkompass gehört damit sozusagen zu den altertümlichen Instrumenten in der Schifffahrt (bzw. auch in der Luftfahrt). Dennoch hat er auch heute noch seinen Platz am Steuerstand – egal wie schwach ein Wasserfahrzeug auch mit Instrumenten ausgestattet sein mag, der Magnetkompass ist dabei. Die Kompassrose, eine leicht drehbare Magnetscheibe, dreht sich mit dem Magnetsystem. Sie ist kardanisch aufgehängt, das heißt, sie ist allseitig drehbar gelagert.

Die Kompassrose hat eine 360°-Einteilung , die mit kleinen Skalenstrichen für die 5°-Werte und mit größeren Strichen für die 10°-Werte versehen ist. Die 30°-Werte tragen eine Beschriftung, wobei die letzte Null jedoch weggelassen wird
(z.B. 21 für 210°). Die vier Himmelsrichtungen Nord, Ost, Süd und West tragen die Bezeichnung N, E (= East), S und W. Es scheint übrigens nur so, als ob sich die Kompassrose dreht, in Wirklichkeit dreht sich das Schiff um die Kompassrose.

In der Seefahrt wird fast ausschließlich der Flüssigkeitskompass (Fluidkompass) verwendet mit einer Füllung aus einem Wasser-Alkohol-Gemisch.

Kreisel Kompass

Sperry Marine
(Northrop Grumman) NAVIGAT 2100 Faser optischer Digitaler Kreisel- kompass - mit Kontroll und Anzeigeeinheit und
PC Schnittstelle


Foto © 2004 by Sperry Marine
(Northrop Grumman)


Unter einem Kreisel (Gyro) versteht man einen rotierenden Körper, bei dem die Masse gleichmäßig um seine Achse verteilt ist (axialsymmetrisch). Im physikalischen Sinn ist ein Kreisel ein in einem Punkt festgehaltener, sonst frei beweglicher starrer Körper, der um diesen Punkt (Rotationszentrum) Drehbewegungen ausführt. Der schon im Altertum bekannte Spielkreisel ist daher kein Kreisel im physikalischen Sinn, da seine Spitze nicht in einem Punkt festgehalten wird, sondern auf einer Fläche frei beweglich ist. Die Eigenschaft des Kreisels, jeder Richtungsänderung seiner Drehachse einen starken Widerstand entgegenzusetzen, wird insbesondere für Navigationszwecke genutzt. Solange keine Kraft auf die Drehachse einwirkt, behält ein rotierender Kreisel die Richtung seiner Drehachse im dreidimensionalen Raum bei (Lagestabilität).

Der Kreiselkompass ist im Schiff vollkardanisch (siehe auch oben „Hintergrundwissen kardanische Aufhängung“) aufgehängt, so dass er seine einmal im Raum eingenommene Lage beibehält und Fahrzeugbewegungen sich nicht auf ihn übertragen. Das Fahrzeug ist also wie ein äußerer Rahmen, der sich um den Kreisel herum verschiebt. Ein weiteres Einbaumerkmal ist, dass die Drehachse des Kreisels parallel zur Erdoberfläche liegt, diese wird also in die Horizontalebene gezwungen. Ein am Kreiselkompass eingestellter Kurs wird so durch Fixierung der Drehachse beibehalten. Bei einer Kursabweichung dreht sich das Fahrzeug um die im Raum fixierte Kreiselachse. Damit die Kreisel eine möglichst stabile Lage haben, laufen sie mit einer hohen Drehgeschwindigkeit von etwa 20.000 U/min (RPM, Revolutions Per Minute).

Dennoch sind die Kreisel nicht frei von auf sie einwirkenden Kräften. So kommt es durch die Erdrotation zum einwirken von Kräften auf die Drehachse, die zu einer Lageveränderung in eine bestimmte Richtung führen, der sog. Präzession. Dies kommt daher, dass die Erde sich unter dem Kreisel hinweg dreht. Eine Erdumdrehung dauert 24 Stunden, das entspricht 360°. Somit ergibt sich eine Präzession des Kreiselkompasses um exakt 15° pro Stunde. Man sollte ihn daher regelmäßig anhand des Magnetkompasses nachstellen beispielsweise alle 15 Minuten.

Eine Weiterentwicklung ist der Kreisel-Magnetkompass. Hierbei wird der Kreiselkompass durch einen „magnetischen Mutterkompass“ korrigiert, der „unsichtbar“ im Fahrzeug eingebaut ist. Der Vorteil ist, dass die Anzeige genauer ist und dass das korrigieren während der Fahrt entfällt.

 


zurück zur Übersicht