...
Agulhas
gyroscopicas
(DESCRIPÇÃO
EUSO)
E
o
seu
confronto
com a
agulha magnetica
1915
CENTRO TyrOGRAPHICO COLONIAL
L. DA ABEGOARIA,27E 28
LISBOA
PELO
CAPITÃO DE FRAGATA E ENGENIlEIRO HYDROGRAPHO
A.
RAMOS
DA
COSTA
(DEVARIAS ACADEMIAS SCŒNTIFICASJ
RC MNCT
55 COS
Agulhas
gyroscopicas
(DESCRIPÇÃO
E,
USO)
E
o
�eu
confronto
com a
agulha
magnetica
PELO
Capitão
defragata
eengenheiro hydrographo
A.
RAMOS DA COSTA
(DE VARIAS ACADEMIAS SCIENTIFICAS)
19l.5
CENTRO TVPOGRAPHICOCOLONIAL
L. DA ABEGO,lRIA, 27 E 28
Apesar
de,
ha poucotempo,
se termanifestado
,rentre
nós,
aconveniencia
do aso daagulha
gyroscopica,
abordo
dos navios da marinhaportugueza,
entendemos dever dizeralgumas
palavras
sobre esteassumpto,
N'esta ordem de
ideas,
descrevemos asduas
agulhas
gyroscopicas
conhecidas-typos:
norte-americano-e allemão
-e o seu confronto com a
agulha magnetica,
mostrando simultaneamente as
vantagens
e desvantagens
de cada uma d' elias.Pelo
summario,
sedeprehende
que, na nossahumil
lima
opinião,
aagulha
gyroscopica deve,
por ora, ser,exclusivamente,
asada nos submarinas e nasgrandes
unidades navaes de
combate,
o que não obsta a que se dê amáxima
vulgarisação
ao ensinotheorico
eprá
tico,
adquirindo-se
uma paramodelo,
visto o interesseque, de
futuro,
deve
despertar.
Nos pequenos navios de gaerra, o custo actual
da
.agulha
e a delicadeza domanejo
nãocompensariam,
por
certo,
asvantagens
que da suaapplicação
pode
riam advir.
Na marinha
mercante,
tal emprego seriaimpro
ficuo,
não só por ser am instrumentocomplexo,
e
para o
manejo
doqual
exigiria
daparte
dopiloto
uma
preparação
electrotechnica
que o nossoofficial
mercante,
aopresente,
nãopossue,
como aindapelo
Roteiro
da barra e doporto
deLisboa,
1898,
1vol,...
1$00
Esc.Instrucções
para o uso daagulha
magnetica
(mandadas
approvar eadoptar
officialmente a bordo dos navios de
guerra
emercantes,
porportaria
de 30 dejulho
de1898)
1898. 1 vol. com mappas .Algumas palavras
sobre oeclipse
doSol
em1900 e sua
influencia
nomagnetismo
terrestre, 1900,
1 folheto .Instrucções
para o uso do taximetro por,
tuguez
e do prumo de sir W.'Thomson,
1903,
1 folheto .O Sol. Ea
influenda
solar naAgricultura,
Hygiene
eNavegação,
1912,
1 vol....Analyse
harmonicaapplicada
ásmarés,
1913,
1 folheto .O
serviço
metereologico
e a sciencia dame-tereologia,
1914,
1 folheto .Para o ensino superiol:':
Manual
elementarda
regulação
e compensação
daagulha
magnética,
1899,
1 vol.,
com grav
,:...
1$00
)-,. I Etude sur lesdéflecteurs (edição
franceza),
1905,
1 vol. com grav. . .$60
»-Tratado elementar de
Chronometria,
1902,
1
'-:01.
com mappas.. . .$50»-Tratado elementar de
Trigonometria
es-ph
erica,
1907,
1 vol. com grav. �. . .$50»
Noções
geraes deOceanographia,
1910,
1,
vol. com grav . . .
$50»
Para o ensino secnudario:Tratado
elementar deTrigonometria
rectilinea
(conforme
o programma doen-'sino
secundario)
1907,
1 vol. com grav.$50»-Noções
geraes deOeographia
mathemati-. ca,
1908,
1 vol.com grav .", . . .
$35»
.Exercicios relativos aos
problemas
deTri-gonometria
rectilinea,
1914,
1 vol. . .$65»
Alguns d'estes livros foram
premiados
com aMEDALHA. DEOURO,
naExposição
do RiodeJaneiro, em 1908.1$00
»-$30
»-$20
»-$30
»$25
»-$10
»-Theoria
do
gyr.oscopio
A theoria
analytica
do movimento dogyroscopio,
apesar de ser um dosproblemas
mais delicados da mechanica
racional,
é dos que mais interessam.O
gyroscopio
(1)
funda-se noprincipio
dainvariabi-"lidade
do eixo. derotação
d'um corpolivre,
que é assim definido:«Quando
um corpohomogeneo
livre seencontra animado d'um
rapido
movimento derotação,
em torno d'um eixo
passando pelo
centro degravidade,
este eixo conserva sempre a mesma
direcção;
e a estabilidade do movimento de
rotação
serátanjo
maiorquanto
maior fôr a sua massa e o seu momento de inercia».Assim,
conservando o'eixo
umadirecção
absolutamentefixa,
o que qUi;r dizer que, se o eixo fôrapontado
para umaestrella,
elleseguirá
a mesmaestrella,
no seu movirhento
diurno,
para um .observador collocado sobre aTerra.
Mais
tarde,
o notavelphysico
francez,
Leão Fou"
cauIt, mostrou
que,quando
um corpohomogenee
gira
(I)
Ogyroscopio
de Foucaultconsta d'um toropesado,
de bronze ou cobre, montado sobre um eixo, cujas extremida desseapoiam
nacircumferencia d'um annel; oqual
póde girar
em torno d'umsegundo eixo,
perpendicular
aoprimeiro,
ecujos
extremos se
apoiam
nacircumíerencia d'um segundo annel; o-qual,
por sua vez,póde
aindagirar
emterno d'um terceiro eixoperpendicular
aosegundo,
ecujos extremos seapoiam
nacir -cumferencía d'umannelexterior. Este systema de suspensão dálogar,
a que o toro possa ter tres movimentos de rotação emtorno dostres eixos
rectangulares,
bem comotomartoda equalem torno de um eixo
horizontal,
e umasegunda
rotação
éapplicada
ao mesmo corpo,segundo
um eixo perpendicular
aoprimeiro,
o corpo toma um movimentolento,
em torno do eixo verticalque
passapelo
cruzamento/ dos dois eixos de
rotação;
movimento este deno minado deprecessão gyroscopica.
Na
applicação
d'esteprincipio
está o emprego do gy-roscopio
nagyro-agulha.
Imaginemos,
agora, o toro dogyroscopio girando
n'um
meridiano,
istoé,
n'umplano
que passapelos
polos
daTerra,
eseja
aposição
A.Depois
d'um certolapso
detempo,
ogyroscopio
toma a novaposição
A'devida ao movimento diurno-ficando o eixo de rotacão
parallelo;
e,conservando,
se elle fôr livre para semover
em
qualquer direcção,
a invariabilidade do eixo de rotação,
corno succede aoplano
dasoscillações
dopendulo
de
Foucault,
que é mantido sempre na
-mesma
direcção;
e
isto,
assim,
indefinidamente para as demaisposi
ções.
Deprehende-se,
pois,
que por effeito da Terra semover do Occidente para o
Oriente,
a extremidade Oestedo eixo
apparecerá
abaixo do horizonte.Mas,
como, nogyroscopio,
actua mais aforça
ou binario dagravidade,
elle não mantém o seu
plano
derotação;
porquanto.
a
gravidade,
forçando
oeixo,
fal-o voltar áposição
horizontal.
O
gyroscopio participa
de dois movimentos de rotação:
o que lhe éproprio;
e o da Terra(movimento
diurno),
sendo este ultimoinsignificante
relativamente aoprimeiro.
\\
\
\
Agulhas
gyroscopicas
Gyro-agulha (typo
norte-americano)
A
agulha
gyroscopica
ou, maisabreviadamente,
agyro-agatha
é assim chamada por Q seu funccionamento
depender
daapplicação
dogyroscopio.
Na
agulha gyroscopica,
o eixo dogyroscopio,
orientando-se
segundo
o meridiano verdadeiroougeographico,
procede
d'uma fórma semelhanteá
que se
compertam,
na
agulha
magnetica,
as barras da rosa, orientando-asegundo
o meridianomagnetico.
Em virtude da theoria acima
exposta,
o centro degravidade
dosystema
daagulha
gyroscopica
fica abaixodo centro de
suspensão,
de modo a não ser annulladaa
acção
do peso, e porconseguinte
apoder
o eixo retornar a sua
posição
horizontal. Se ogyroscopio
ficasse suspensopelo
centro degravidade,
e não fosse submettido a
força alguma
exterior,
a não ser oproprio
peso,elle manter-se-ia sempre na SNa
posição
inicial,
após
algumas
oscillações.
Effectivamente,
aacção
dagravidade, agindo
com umaforça
proporcional
á distancia que separa os doiscentros, tende a manter o eixo do
gyroscopio
parallèle
ao
horizonte,
quando
este se encontra em repouso, epor
consequencia
a rosa dosventos,
horizontal- attentaa sua
ligação
-e
acompanhando
sempre aposição
doeixo do
gyroscopio.
Entre as
agulhas
gyroscopicas,
conhecemos doisAns-
-8-chütz
Kaempfe,
deKiel,
e que tem dadologar
acon-troversias
importantes
; e otypo
norte-americano(1912)
/pelo engenheiro Sperry,
de New-York. ,/E' d'esta ultima
agulha,
a mais moderna e a que /offerece maior
garantia,
que vamos descrever mais detalhadamente. I
A
agulha
norte-americanacompõe-se
de duaspartes
perfeitamente
distinctas: Elementogyroscopico;
eanael
motor, correspondente
aomorteiro,
naagulha
magnetica.
O elemento consta de: o
gyroscopio,
e osupporte
annelar-vertical.
Oyroscopio.-Apparelho,
solidamente construidod'aço
nickelado epreparado
para asgrandes
velocidades,
é-lheadaptado
um motortriphasico
para o fazer mover. Otoro possue uma
mola,
emespiral,
que fazparte
dodispositivo
indicador da velocidade derotação.
O eixodo
gyroscopic,
fabricadod'aço
especial,
é bastanteforte,
e os seus munhões assentam sobre chumaceiras que,
tambem,
são d'umaconstrucção
cuidadosa.Ora,
como o toro tende agirar
em torno do seucentro de
gravidade,
oqual
póde
não coincidir com oeixo
geometrico,
torna-senecessario,
por causa das irregularidades
que d'ahí possamadvir,
que osmunhões
sejam
construidos com esmeradocuidado,
de molde anão offerecer
desgasto
oudeterioração
com oserviço
prolongado.
Os munbões do toro sãoapoiados
nascbumaceiras,
por. meio d'umsystema
de pequenas espheras,
a fim de obviar o maispossivel
africção,
eegual
mente tornar immune o instrumento contra os
choques
è as
vibrações
externas.I
..-O
gyroscopio
move-se dentro d'uma caixametallica,
onde ha vacuo
perfeito.
N'esta caixa existem: um instrumento
para'
medir o vacuo; umdispositivo
para acollocação
de pesos a fim de assegurar oequilibrio
; doisniveis de bolba
d'ar;
e,finalmente,
uma fresta para· observar a velocidade de
rotação
do toro.Supporte-snneler-verttcel.
-Este
annel,
verticalizado,
quesupporta
a caixagyroscopica,
emequilíbrio
sus-
-9-penso ao
annel-motor,
por uma serie de fios de arame"corda de
piano,
por offerecer maior resistencia.Annet-motor,
-Este annel consta d'mu aro metal
lico,
exterior aosupporte-vertical
eligado
a um tubo centralvertical,
por onde passam os fios dasuspensão
do elementogyroscopico,
fixos notopo
superior.
O tubo serve,ainda,
de eixo para arotação
em azimuth dahase
superior.
No annel-motor se fixam: .a rosa dosventos;
uma rodadentada,
engrenando
no pequenomotor
azimuthal;
e o eixo do annel-corrector do co.seno do rumo, que coopera corn o
apparellzo
correctorautomatico,
para introduzir acorrecção
do rumo que onavio
faça
a cada instante.As
funcções
do annel-motor sãoportanto:
transportar
a rosa dos ventos eparte
do corrector automatico;
promover atransmissão,
noTransmissor,
do rumopara as
agulhas
auxiliares; e servir asguias
verticaesdo
supporte-annelar.
O pequeno motor azimuthal é
ligado,
por intermedio de fios eresistencias,
a doistrolleys,
de que o annel vertical estámunido,
e quegiram
sobre uns contactos deprata,
para estarem isentos daoxydação,
contactos montados sobre oannel-motor; assim,
o pequeno motorfaz
dar a este annel um movimento emazimuth,
tãosuave e
ligeiro
quanto
possivel,
eindependente
dos balanços
do navio.'
Ainda,
o annel-motor éprovido
demolas,
emespi-.
rai,
metallicas,
identicas ás usadas nàsuspensão
do morteiro daagulha
Thomson,
para darrapidamente
aorientação positiva
aogyroscopio
e,simultaneamente,
impedir
que aacceleração
donavio,
durantequalquer
mudança
de rumo ouvelocidade,
a possa influenciar.De
facto,
oannel-motor,
supprimindo
aorigem
principal.
das
oscillações,
desempenha
o verdadeiropapel
de amortecedor,
dispensando
o amortecimento artificial que emprega a
agulha,
typo
allemão.Corrector automatico.
-Este
apparelho
possue doismostradores,
sendo: um,graduado
emmilhas,
paragraus, para
corrigir
aslatitudes NorteouSul,
de sorte queas
correcções
apontadas
são automaticamente introdu zidas e as leituras da rosa, referentes á linha defé,
são absolutamente exactas. Alémd'isso,
aindaopéra
no
-transmissor,
a fim de que asindicações,
transmittidas dapadrão
para asagulhas
auxiliares,
distribuidaspelo
navio,
sejam
lidas com exactidão.Base
superior.
-No
topo,
superior
ao vidro quecobre a rosa, ha uma peça
metallica,
em fórma de cruz,fixa a um aro horizontal e que
supporta
o annel-motore o pequeno motor
azimuthal,
que engrena na roda dentada d'este annel e o faz moverazimuthalmente,
nosentido do movimento sensibilissimo do elemento gy
roscopico.
Esteannel,
pelos
doistrolleys
e contactosfixos,
fecha o circuito electrico atravez do pequeno motor azimuthal. A' basesuperior
estãoligados,
ainda,
o aroque contém a linha de fé e o corrector automatico. Bitacula.
-Todo o
systema,
acimadescripto,
émontado,
pela
suspensão
usual deCardan,
n'uma bita cula semelhante á daagulha magnética,
Transmlssor. - No
caso de haver outras
agulhas
auxiliares.. não-magneticas,
distribuidaspelo
navio,
emprega-se então o
transmissor,
oqual
é operado,
com amaxima
precisão,
pelo
pequeno motor azimuthal do annel-motor daagulha
padrão.
Ü' transmissor está
ligado
e montado electricamenten'esta
agulha;
e, servidopelo
correctorautomatico,
fazcom que todos os
angulos,
emazimuth,
sejam
transmit
tidos ás
agulhas
auxiliares,
depois
de recebida a devidacorrecção,
por fórma que as rosas d'essasagulhas
deem,
em
absoluto,
as mesmasindicações
que apadrão.
Synchrdnizedor.
- Esteapparelho,
que fazparte
doquadro
electrico dasynchronização,
situadoproximo
daagulha padrão,
tem por fim receber d'uma ou mais agulhas
auxiliares,
mettidas no circuito electrico d'aquella,
as
indicações
fornecidas por estas. Noquadro
existentmos-
-11-tram ao
official
dapilotagem,
quando
junto
dapadrão,
seas
agulhas
auxiliares estãoperfeitamente
synchronizadas.
com ella.
Gyro-agulha
(typo
norte-americano)
(Tem
a bacia collocadainteriormente,
para melhorobserAgulhas
auxiliares
(NÁO-lYIAGNETlCAS)
Agulhas para
governo.-Aagulha
auxiliar,
que tema
confíguração
daagulha magnetica
de governo, e asubstitue,
dá o rumo verdadeiro daagulha padrão,
epôde
ser installada emqualquer
parte
donavio,
quer em bitacula,
querligada
áantepara.
Ella funcciona por intermedio d'mu motor
especial
que faz mover a rosa,synchronizadamente,
passo apasso, com a
padrão,
e com um erro inferior a1/12
do grau.A
energia
consumida por cada instrumento é inferior a dez
watts,
apesar da rosa ter um peso excessivamente
exaggerado,
com o fim de evitarqualquer
avaria,
proveniente
dechoque
ou dofogo
d'artilheria,
parao que,
também,
os munhões do aro dasuspensão
sãofabricados
especialmente
e assentes sobre chumaceiras atravez d'umsystema
de pequenasespheras.
As rosas, em
todas
estasagulhas,
sãograduadas
de0° a
360°,
de maneira identica ás modernas rosas magneticas,
tendo além d'isso um annel concentrico integrante,
dividido em 100partes
eguaes e semelhante aomostrador do
synchronizador,
com o fim da leiturada rosa ser feita o mais
rigorosamente possivel.
Gyro-agulha (typo allemão)
Esta
agulha gyroscopica
data,
por assimdizer,
de1908,
em que o dr. AnschützKaempfe,
deKiel,
.
fez a
communícação
official da suainvenção,
n'uma conferen ciaprática,
realizada na Sociedade dosEngenheiros
Na-
-13-vaes de
Berlim,
áqual
seseguiu
mais tarde a experiencia a bordo do «Deutschland».
A
gyro-agulha
allemã differe da moderna norte-americana,
em que ogyroscopio
ésupportado
por meiod'mu tubo
ligado
aofluctuador,
e este introduzido nobanho de
mercurio,
contido naparte
inferior da baciacylindrica
(morteiro);
podendo
dizer-se,
que o morteirose divide em duas
partes;
asuperior,
cheia d'ar que encerra a rosa dos
ventos;
e ainferior,
cheia demercurio,
e de fórma
annelar,
ondemergulha
o fluctuador.Na
agulha
americana,
comovimos,
asuspensão
doelemento
gyroscopico
é feita mechanicamente por um oumais fios resistentes de arame;
dispensando,
porisso,
o uso do fluctuador que, emparte,
prejudica
asqualida
des caracteristicas da
agulha,
resultante da viscosidade domercurio,
afóra outros defeitos.A
agulha
allernãé, analogamente,
posta
em movimento por um motor
triphasico,
que faz dar 21 mil revoluções
por minuto ao toro; e o fluctuadormergulha
n'um banho de 40
kilogram
mas de mercurio. Esta agulha só
póde
serutilizada,
pondo
ogyroscopio
em movimento com tres horas de antecedencia.
A linha N-Sul da rosa fica n'uma
direcção
parallela
ao eixo do
gyroscopio;
encostado e sobre a rosa, estáum nivel de bolha d'ar na
direcção N-Sul,
para indicar a horizontalidade do eixo.A
agulha,
assimdescripta,
é assente nabitacula,
pela
suspensão
Cardan,
da mesma fôrma que aagulha
magrietica.
Succede,
porém,
que, antes do eixo dogyroscopio
attingir
adirecção
N-Sul,
elle oscilla para um e outro lado domeridiano,
durante um certo espaço detempo
que éfuncção
da resistencia domeio,
em que se move o gyroscopio,
e da suasuspensão.
Na
prática,
estasoscillações,
que são muito morosas,difficultam a
obtenção
do meridiano.
(operação
facil deconseguir
emterra)
devido aobalanço
do navio e ásvibrações
produzidas
pelos
multiplos
choques,
a que estásujeito
umnavio,
navegando.
Na
primitiva agulha
do dr.Anschütz,
o amortecicor-rente de ar, fornecida
pelo proprio gyroscopic
que, lançando
umjacto
a certa distancia do eixo vertical doinstrumento,
deterrnina-lhe um impulso
que o faz incli nar;inclinação
esta, opposta
áquella
motivadapelo
movimento diurno. A
insuflação
do ar é aindaaproveitada
para minorar a subida da
temperatura.
Na
agulha
americana,
o amortecimento das oscillações
foiconcebido,
pelo
constructor,
noproprio
annel motor daagulha, dispensando
o artiflcio de que se servea
agulha
(typo
allemão).
Installaçâo
electrica.-Ainstallação
electrica,
de quecarece a
gyro-agulha
parafunccionar,
é aseguinte:
Para fazer mover o
gyroscopio,
em ambas asagulhas,
adapta-se-lhe
um motortriphasico,
oqual
trabalha porintermedio da corrente continua de
bordo,
queé,
em_geral,
ausada;
edepois
convertida emtriphasic
a, porvia de um
transformador,
A corrente
triphasica,
que vem dotransformador,
entrapela
parte
mais alta e central do morteiro e transrnittese
pela
suspensão
ao motor, que está dentro da caixado
gyroscopio.
Naagulha,
typo
allemão,
as caracteristicas do transformador são:
Intensidade .
Voltagem
. Periodos .Revoluções
. 1ampère
120 volts 330 a 360 porsegundo
2480 a 2500 por minutoLigado
ao transformador encontra-se um velocimetro}Jara medir a velocidade
d'este,
quegeralmente
émenorque a do
gyroscopio,
que dá 21 milrevoluções
por minuto. No
quadro
dedistribuição,
que fazparte
do sys -tema daagulha,
typo
allernão,
encontram-se assentesum voltmetro e um am
pèremetro,
para corrente alternada,
com osrespectivos
interruptores,
a fim de medir a in tensidade de cadaphase
eavoltagem
entre duasphases.
Tem mais duas series defusiveis,
munidos de umcomutador
bipolar,
para,quando
um sefundir,
poder
ser
-15-trabalhar o motor. Além
d'isso,
possue oquadro
mais tresresistencias,
sendo: uma, para o arranco do transformador;
outra, pararegular
avoltagem
das correntestriphasicas;
e,finalmente,
aterceira,
pararegular
a velocidade
do transformador.Na
agulha
norte-americana,
osystema
deinstallação
electrica é
proximamente
identico;
e otransformador,
fa bricado de excellentematerial,
contém os ultimos melhoramentos,
introduzidos naprática
electrotechnica d'aquelle grande
centro industrial.Accresce
mais,
que o mesmo transformadordispõe
d'uma enorme
capacidade
de carga, a fim depôr
emmovimento ou parar,
rapidamente,
o motorligado
aogyroscopio.
Elle é lubrificado autornaticamente.O
quadro
dedistribuíção,
a par daslampadas
deprova, possue mais um
interruptor
que faz intervir umaauto-bateria de
accumuladores,
dado o caso de avarianos
geradores
electricos,
ou nacanalisação,
Caracteres
distinctivos
da
agulha gyroscopica
Força
directriz.- Agyro-agulha
recebe aforça
directriz do movimento do
gyroscopio,
que fazparte
integrante
da mesma, e daacção
simultanea ecombinada
jasforças
dagravidade
e da.impressa pela
rotação
terrestre.Na
agulha
norte-americana,
o toro dogyroscopio,
trabalhando no vacuo, dá apenas 8.600
revoluções
porminuto,
ao passo gue aagulha,
typo allemão,
funccio nando dentro da caixad'ar,
dá 21 milrevoluções
por minuto.A
força
directriz,
desenvolvidan'aquella
agulha,
é decerca de 20.:J. mil
dynes,
noequador
esegundo
a direcção
E-Oeste,
eportanto
superior,
cerca de 10 vezesmais do gue a
allernã,
gue desenvolve apenas 20 mildynes, approximadamente.
Esta
força
directriz,
comrelação
á daagulha magneti
ca,
segundo
o calculo do commandanteLyons,
paravezes mais
poderosa,
porquanto
aquella
força,
na latitu de deWashington,
é de 548dynes,
emquanto
quena gyroscopica
é de 159 mildynes.
Accresce
mais,
que aforça
directriz daagulha
magnetica
tende adiminuir,
maisrapidamente,
doequador
pará
ospolos
do que agyroscopica,
sendo este decrescimo favoravel em 55 por cento sobre a
magnetica.
Todavia,
crêmos que, aopresente,
aagulha
magnetica,
modernamente
construida,
deve ter umaforça
directrizsuperior
á que tinha aagulha
Ritchie.Carencia de
correcção.
-A
gyro-agulha
não estáisenta de erros; carece de ser correcta,
porquanto
estaagulha,
installada a bordo d'umnavio,
navegando,
nãoaponta
para oNorte,
como acontece em terra,exigindo
tres
correcções,
para se orientarsegundo
o meridianoverdadeiro,
a saber: a da velocidade donavio;
a do rumo; e a da latitude.A formula da
correcção
total é:a Vcos
R
D=---btgL
cos L
sendo:
a,
constante;
V,
a velocidade do navio emmilhas;
R,
o rumo do navio em graus, contados apartir.do
Norte verdadeiro ou
geographico;
b,
constante;
L,
a latitude.As constantes a e b são
funcções
das unidades empregadas
e das dimensões daagulha.
Q
constructornorte-americanoSperry
introduziu n'essaagulha
umaperfeiçoamento
notavel,
que é o decorrigir
automaticamente os tres factores acimamencionados.
Esteaperfeiçoamento
tem avantagem
decorrigir
a agu:
-17-as outras
agulhas
auxiliares,
distribuidaspelo
navio e ligadas
electricamente comaquella.
A
formula,
acimaexposta,
compõe-se
de dois termos.°
primeiro
éfuncção
de: a velocidade donavio,
orumo, e a
latitude;
e osegundo
depende
exclusivamente da latitude.
-Primeiro termo.
Suppondo
õ
navio,
movendo-secom uma velocidade de 18 milhas e ao rumo Norte ver
dadeiro,
elle marchaportanto 9111,26
por.segundo,
para oNorte,
e como se encontraegualmente
animado do movimento
diurno,
anda tambem paraÉste---com
umave
locidade
egual
á cla Terra--165 metros porsegundo,
noequador,
o que revela que omovimento
do navio é insignificante
relativamente ao da Terra.Porém,
corno aagulha
não estásubordinada,
apenas, ao movimento daTerra,
mas á resultante dos movimentos combinados da Terra e donavio,
segue-se que, para origor
da navegação,
essa influencia não deve serdesprezada.
Quando
a marcha fôr ao rumoÉste
ouOeste,
oafastamento é
nullo; comtudo,
emqualquer
outro rumo,a
correcção
não seránulla,
masdependente
d'umarelação
geometrica
entreo rume,a latitude e a velocidade donavio,
e
independente
daconstrucção,
e do local da installação
do instrumento.Assim,
porexemplo,
na lati tude de 70° enavegando
o navio com a velocidade de 24milhas,
ouseja 12111,3
porsegundo,
este errochega
a
attingir
o valor de4°,5
graus.Qualquer
alteração
no rumo ou navelocidade, egual
mente influe na
orientação
daagulha,
visto que o eixodo
gyroscopio,
inclinando-se,
faz intervir aacção
da gravidade,
para fazer o eixo retomar aposição
horizontal. Estainclinação
accidental deterrnina-lhe um novo movimento,
que redunda no afastamento da extremidade doeixo do Norte
verdadeiro;
afastamento conhecido pordesv ia balístico.
Convém notar que o desvio balistico
depende
daconstrucção
doinstrumento,
visto serfuncção
da distancia que separa os dois centros de
gravidade
e de suspensão.
O.
primeiro
termo o dacorrecção,
que o auctor de- .inter-medio de uma táboa
numerica,
construida de antemãoe que deve
acompanhar
aagulha.
Segundo
termo. Amudança
de latitude induz tambem a uma nova causa de erro. Como a forca directriz
diminue do
equador,
onde émaxima,
para
ospolos,
onde é
nulla,
e aforça
queproduz
O amortecimento éconstante para a mesma
latitude,
éomprehende-se
que oeixo do
gyroscopio
deslocar-se-haligeiramente
da suaposição
de repouso,quando
se mude de latitude. Adeanteapresentamos
uma peql.1enatabella,
que nos dá a correcção
o' aeffectuar,
aqual,
como sevê,
éinsignificante.
De
mais,
oconstructor
allernãodispoz
aagulha,
de moldea
poder
realizar mechanicamente estacorrecção,
para oque tornou movei a
linha
defé,
podendo
mover-separa um e outro lado.
Tabella
Latitude Correcção
60° Norte
0,6
grau:Éste
50 }) ° 40 »
0,5
» Oeste 20 »1,1
graus » O1,6
}) '» 20 Sui2,1
» }) 40 })2,7
}) » 60 »3,8
» »Como
vimos,
nagyro-agulha
norte-americana,
o emprego das
correcções
édesnecessario,
visto queelias,
n'essaagulha,
são effectuadas automaticamente.Efficiencia e economia;-Na
agulha norte-amerlcana,
o toro do
gyroscopio
gira
n'umacaixa,
em gue épré
viamente feito o vacuo, de modo a manter effectivas as
velocidades,
durante
um consideravelperiodo
detempo
depois
dacessação
daforça
motriz,
causada porqual
-19�
Experiencias
effectuadas revelaram que, sendo aenergia
eléctrica accidentalmenteinterrompida
porperio
dos de
3/4
dehora,
a velocidade derotação
não decrescea
ponto
deimpedir
o funccionamento daagulha,
ao passoque,
girando
dentro da caixa contendo ar, como succede na
agulha,
typo
allernão,
eespecialmente,
na occasião de insuflar o ar para amortecer as
oscillações
ebaixar a
temperatura,
a velocidade diminue por tal fórmaque se
póde
reputar.
reduzida a efficiencia a 20 %menos do que no vacuo.
DurabiJidade.-A
agulha
norte-americana tem, emvirtude da
moderada.
velocidade derotação
(cerca
de8.600
revoluções
porminuto)
cornparativamente
com ado
typo
allemão(cerca
de 21 milrevoluções
por minuto)
excessivasvantagens
naduração,
podendo
dizer-se que o
desgasto
dos munhões e daschumaceiras,
trabalhando
ininterruptamente
durantealguns
mezes,
ébastante menor.
Conservaçê»,
- As chumaceiraspodem
ser facilmentesubstituidas;
e alubrificação
feita mensalmente,
até que ofunccionamento do
gyroscopio
não determine o contrario.ADVERTENCIA.
-Recentemente,
oengenheiro
Tanner da casa constructora
Sperry
introduziuum notavel
aperfeiçoamento
nagyro-agulha
d'este nome, oqual
consiste na
applicação
de umestabilisador,
oupendula
balístico,
e de pesoscompensadores,
dispostos
exteriormente á caixa
gyroscopica,
no sentido deannullar,
respectivarnente,
e com maiorefficacia,
asforças
de acceleração
ecentrifuga,
resultantes dobalanço
donavio,
no mar.a resultado da
experiencia
com aagulha,
assim modificada,
e realizada a bordo do«Montana»,
foi coroadocom
a
agulha
magnetica
Uso
da
gyro·agulha
A
agulha gyroscopica,
apesar dasvantagens
apontadas
pelos
inventores,
não entrará com facilidade nocampo da
prática,
visto o seuelevado
custo,
cerca de10 mil
escudos,
e a sua extrema delicadeza de construeção
e demanejo.
Consequentemente,
aagulha
magnetica não será
posta
delado,
não sópela
inferioridade de preço_relativamente
ágyroscopica,
corno aindapela
simplicidade,
e por não carecer d'umagrande preparação
electrotechnica o
navegante
que tenha de se servir d' ella.Não obstante estes
predicados
e a sua existencia contar centenas de annos, aagulha
magnetica,
digamos
emabono da
verdade,
não é sufficientementeconhecidad'um
grande
numero denavegantes,
aponto
do seu funccionamento,
na maioria dos casos, deixar bastante a desejar.
'E' certo que as enormes massas de
ferro,
que enram na
construcção
dos naviosmodernos,
assim comoas peças de
artilheria,
machinas, caldeiras,
etc., e ainda
-21-sem numero de
forças
perturbadoras, cujo
resultado éindiscutivelmente o afastamento da linha N-Sul da agu lha do meridiano
magnetico.
D'ahi, a necessidade d'um instrumentotal,
quepermitta
aonavegante
orientar se,sem ser sob a influencia do
magnetismo
terrestre, comosuccede com a
agulha gyroscopica,
porquanto
esta é in différente á presençad'acção
domagnetismo
e da electricidade,
visto o seu modo de funccionar estar subordinado a
princípios
exclusivamentedynamicos.
Assim,
póde
ella ser collocada emqualquer
parte
donavio,
tendo só em mira as necessidades eventuaes danavegação
e do combate.A architectura naval tem
egualmente
aganhar,
porque não
obriga
o constructor'a empregar, como acontece em muitos casos, materiaes
não-magneticos,
para peçasimportantes,
situadasperto
daagulha.
A
agulha gyroscopica
não evita ó uso dasmarcações
dos
objectos 'terrestres,
ou dosastros,
nem o empregodas
correcções,
eexige,
d'ordinario,
para o seu funccio namento opôr
ogyroscopio
emmovimento,
comalgu
mas horas de antecedencia. Mas está isenta de: a correcção+
dadeclinação magnetica;
acorrecção
dodesvio,
proveniente
dasforças
perturbadoras
debordo;
as variações
provocadas
pelas
tempestades
magnéticas,
pheno
meno este,
cujo
conhecimentoestá
bem poucovulgarisado
entre
aquelles
que teem de trabalhar com.ella;
os effeitosperturbadores
daattracção local;
as correntesteliuri
cas; etc..
Uma das
principaes
vantagens
dagyro-agulha,
quea torna
indispensavel
a bordo dos,grandes
navios decombate,
resulta de que oschoques
produzidos pelo
disparar
da artílheria não alteram asindicações
da agulha,
devido á excellenteconstrucção
dogyroscopio
e dasua
suspensão;
ogyroscopio,
na suarapida
velocidade,
não soffre
qualquer
pressão
instantanea em um unicoponto,
mas em todo o seuconjuncto.
Nos
submarinos,
muiespecialmente,
o seu empregoimpõe-se
sobremaneira;
pois
que
admitte-se aimpossibi
lidade da
agulha magnética
funccionar ahi comrigor.
Aabsorpção
do fluxomagnético
daTerra,
pelo
casco fede
fortes
correntes. deinducção,
écondição
mais que sufficiente paraproduzir
as falsasindicações
exhibidaspela
agulha.
Em resumo, confrontando a
gyro-agulha
com a agulha
magnetica
ha aimpugnar-lhe:
aobjecção
desfavoraveldo
tempo
preciso
para a orientarsegundo
o meridianogeographico,
depois
de ter sidoposto
ogyroscopic
emmovimento;
asindicações
erroness, naagulha,
motivadaspela
interrupção
daforça
motriz;
e o seu excessivopreço.
Uso
da
agulha rnaqnetlca
o conhecimento da
agulha magnética,
para onautico,
não deve
restríngir-se
ao estudo exclusivo dasquali
dades caracteristicas d'estaagulha,
que são: a sensibilidade;
a estabilidademagnetica
; e a estabilidadedy
namica,
sendo esta ultimaqualidade,
por assimdizer,
utilitaria apenas ao constructor da
agulha.
Para o maritimo e,
peculiarmente,
para opiloto
não será demasiado saber calcular: o momento de inercia e o momentomagnetico
da rosamagnetica;
o valor daforça
directriz que orienta aagulha
no meridiano magnetico;
o campomagnetico
natural daagulha, depois
de install ada nonavio;
as causasperturbadoras
quemodificam o campo
magnetico
natural daagulha;
e, porfim,
aquantidade
equalidade
do materialmagnetico
quea circumda.
No
entanto,
umquesito,
ainda,
bemessencial,
parao estudo da
agulha,
é o conhecimentoprévio
do caracter
magnetico
donavio,
em que ella tem de ser estabelecida.
A maneira de determinar o caracter
magnetico
do' navio consiste eminvestigar,
com aagulha
de declinação
e com aagulha
deinclinação,
os desviosproduzi
dos nos differentes
pontos
donavio;
eisto,
com o fim
-23.-'"
seria,
,é
obvio,
depois
de tornar emconsideração
aperda
do
magnetismo
que o naviosoffre,
emseguida,
ao seulançamento
á agua, deduzir dos· elementos colhidosn'eses differentes
pontos,
discriminados no desenho dosplanos
e dosperfis,
aspolaridades
azul evermelha,
demodo a obter-se a linha de
polaridade
nulla,
devendo
aescolha do local. para a
installação
dasagulhas,
recahirno
plano
que passapela
linha de nullapolaridade.
Influenoias
perturbadoras
naagulha
magnetioa
Não
obstante,
aprática,
dealguns seculos,
no manejo
daagulha magnética,
á maioria dosnavegante
passam,
ainda,
despercebidas:
aoscillação
diurnaperpetua;
astempestades magneticas;
aattracção local;
as correntes telluricas;
etc.Oscttteçêo
diurna perpetua. Como énotorio,
o maior afastamento entre a linha N-Sul daagulha
e o meridianomagnetico
dá-se aÉste
pelas
8 horas damanhã,
emque
ella
sedetem,
para voltardepois
ao meridiano magnetico
daepocha-porquanto
elle varia deanno paraanno.Seguidamente,
atravessa-opelas
10 horas e, iniciando amarcha para
Oeste, assignala
o seu maximo afasta mentoaOeste,
pela
1.15hora, approximadamente; d'onde,
volta'
de novo, para o meridianornagnetico,
oqual
éalcançado
pelas
6 horas datarde,
continuando paraÉste,
bastante
lentamente,
adespeito
d'umaligeira
oscillação
secundaria,
entre as 8 e 10 horas danoite;
e, porfim,
prosegue, durante a
noite,
a marcha paraÉste,
até attingir
o seu maximoás.
8 horas da manhã.A
amplitude
d'estaoscillação
diurna varía cadadia,
cada mez e cada anno, sendo
periodica,
conforme a leido
cyclo
das manchas solares que, é de onze a dozeannos; razão mais que sufficinte para se concluir que o
globo
terrestre estámergulhado
n'mu campomagnetico
Agulha
magnetica,
sêcca(typo
W.Thomson)
(Tendo o morteiro montado nabitacula)
-25-
-I
actividade do Sol. Este fóco central do
systema solar,
embora diste denós,
cerca de 150 milhões de kilometros,
.está
ligado
á Terra por um élomagnetico, cuja
força,
ainda desconhecida einexplicavel,
éassombrosa.
Tempestades
magnetlcas.-Outro
inconveniente,
aque está subordinada a
agulha
magnetica,
é oproduzido
por effeito das
tempestades
magneticas,
phenomeno
esteque, a
despeito
da suaimportancia,
pouco ou nenhuminteresse merece aos:
navegantes
..
Agulha
magnetièa,
liquida (typo
portuguez)
(56 omorteiro)
Foi
Humboldt,
quemdesignou
asvariações
anormaesdo
magnetismo
terrestre portempestades
magneticas.
N'estes ultimos annos,
depois
doimpulso
dadopelo
sabio dr. Bauer á sciencia domagnetísmo
terrestre, ficou verificado que astempestades
magneticas
proveem d'umamaneira indirecta das varias
manifestações
daactividade
solar,
taes corno :.manchas,
protuberancias,
etc.O mesmo illustre sabio
concluiu,
depois
'd'um 'estudopermenorisado
dophenomeno,
oseguinte: «Que
as terntre. O
principio abrupto,
em que os effeitossão, geral
mente,
diminutos, dá-se, d'ordinario,
no Oriente e,algu
mas vezes, noOccidente;
elles vãoprogredindo
e cami nhando com uma velocidade de cerca de 100 a 200 kilometros por
segundo,
de sorteque
o circuitocompleto,
em torno da
Terra,
éfeito,
emmédia,
entre 7 e 3 minutos.» Convém advertir que a
energia
desenvolvida porestas .
tempestades
é tão consideravel quesuggeriu
a Maxwell o dizer:Que
omagnetismo
terrestre
é umdm}
agentes
maispoderosos
danatureza;
ellas ficam assignaladas
nosregistos magnetographicos
e bastante deveminfluir na
agulha magnetica,
a bordo dos navios.E' por isso que ternos sempre
preconizado
ajuncção
do estudo da
agulha magnetica
com asobservações
dos elementos domagnetismo
terrestre, para d'ahi se inferir,
conscienciosamente,
os ensinamentosprecisos
a darao
navegante,
para o bommanejo
daagulha;
circums tancia esta, queobriga
ao estabelecimento d'um observatorio
magnetico
annexo aosserviços
technicos da navegação.
A
tempestade magnetica,
que n'estes ultimos annos,mais se fez sentir
pela
suaimpetuosidade,
foi a'de 25 de Setembro de1909,
celebrepelas
perturbações
a quedeu
origem
epela paralysação
dosserviços
telegraphicos
etelephonicos
emquasi
todo oglobo
terrestre.Esta
tempestade
magnetica
foiprovocada
pela
passa gem de umimportante
grupo de manchaspelo
meridiano central doSol,
occorrendo 30 horasdepois
d'essa passagem, e
cujas
erupções
vio.entas foram accusadaspelo
espectroscopio,
mostrando bem a simultaneidade existenteentre
omagnetismo
terrestre, a actividade solar e a in fluencia que domina aagulha magnetica
e,sobretudo,
abordo do navio moderno o
qual, já,
de per sisó,
constitue um elemento
digno
de estudo assiduo eobservação.
Attrecçiio
local.-Outro
phenomeno,
concorrendoegualmente
para asindicações
erroneas naagulha
magnetica,
é o que deriva domagnetismo
de certas camadas .geólogicas.
O estudo d'estephenomeno implica
o reco-21-Correntes tellurlcas,
-Estas
correntes,
cujo
efíeito
sobre a
agulha magnetica
não estáperfeitamente
destrinçado,
podem
resultar de duas causas, que são: uma,devida á passagem da
tempestade
magnetica
e,portanto,
de existencia
ephemera;
outra,
devidaádifferença
dopoten
cial entre doispontos
do campo terrestre. Esta segunda
especie
de corrente tellurica dá-se por occasiãodas
auroraspolares.
Outras influencias
perturbadoras
ha,
sem terem pre.cisamente o caracter
metereologico
-magnetíco,
como a dainfluenda
do rumo, etc.Influencia do rumo.- Esta
influencia
perturbadora,
proveniente
da inercia domagnetismo
donavio,
denominada erro de
Oaussin,
éjá
bastante mais conhecida .dosnavegantes,
pelos
seusetfeitos que sãooapparecimento
de desviosfortuitos,
quando
o navioaprôa
aos rumosNorte ou
Sui,
depois
de ter,navegado,
poralgum
tempo,
respectivamente,
aos rumos Este ou Oeste,Assim,
governando,
poralgum
tempo,
nasprôas
deÉste:
desviosÉste apparecerão,
accidentalrnente,
quando
o navio fizerrumo
Norte;
e desviosOeste, quando
aprôe
aoSul.
O contrario sedá,
quando
o navio navegue,por
algum
tempo,
nasprôas
de Oeste..Instalteçêo
daagulha magnetlca.
-Do
exposto,
sedeprehende
que estaagulha,
e muiparticularmente
servindo de
padrão,
deve ser installada n'Ut11 localprévia
mente
escolhido,
e em que tenha sidoexplorado
attenta mente o campomagnetico
que a rodeia.Apesar
daagulha
magnetica
datar de 2400 annos A.C.,
só em 1666 foi que oengenheiro hydrographo
francez G.
Denys notificou
que, em duasagulhas
situadas emlogares
diversos donavio,
as suasindicações
não eramconcordes. Mais
tarde,
em1839,
o eminentemathematico francez Poissonapresentou
anotável
theoria dosdesvios,
não se fazendo sentir muito a falta da