これは磁針を使った羅針儀ではありません。地球ゴマを精密化したメカニズムによって、磁北ではなく、常に真北を指し続ける、当時のハイテクの塊です。
原題は『The Sperry Gyro-Compass』、発行者は Sperry Gyroscope Company です。
例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼をもうしあげます。
図版は省略しました。
索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
以下、本篇です。（ノー・チェックです）
*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「スペリー・ジャイロコンパス」の開始 ***
Sperry Gyro-Compass (Sperry Gyroscope Co. 製)
著作権1920
スペリー・ジャイロスコープ・カンパニー
Bルークリン、ニューヨーク州、アメリカ合衆国
デザイン、彫刻
印刷：
ロバート・L・スティルソン
カンパニーニューヨーク
スペリージャイロコンパス
ザ S・ペリー ジャイロスコープ C O.
本社・工場
マンハッタンブリッジプラザ。
ブルックリン、ニューヨーク
人類が最初に造船に挑戦したのは「いかだ」でした。
スペリー・ジャイロスコープ・カンパニー
マサチューセッツ州ボストン
60 バージニアストリート
五大湖地方
828 ガーディアンビル
オハイオ州クリーブランド
カリフォルニア州サンフランシスコ
52 デイビスストリート
ヨーロッパ本社：THE SPERRY GYROSCOPE COMPANY, Ltd.、15 Victoria Street、London、SW 1
—代表者—
フランス オランダ ノルウェー
コント・A・デシャンビュール パリ、
ベルジェール通り37番地
TECHNISCH BUREAU VAN LENT
ナッサウカデ 17
リズウィク オットー・プラトウ・
スコフヴェイエン 39
クリスチャニア
イタリア 日本
GEORGES BREITTMAYER
20, Rue Taitbout
Paris FP CAMPERIO
ミラノ、バグッタ通り24
番地 三井物産株式会社
東京
スウェーデン
FJ DELVESパリ
、テブ通り20番地
グラハムブラザーズ
ストックホルム 三菱造船株式会社
東京
（船舶用スタビライザー用）
スペイン デンマーク チリ、ペルー、ボリビア
F. ウェイドマン
ビクトリア 2
マドリード C. クヌーセン
11 Kobmagagade
コペンハーゲン ウェッセル・デュバル・アンド・カンパニー
25 ブロード・ストリート
ニューヨーク
最も古い時代の膨らんだ牛皮バルサ。
スペリー
・ジャイロスコープ・
カンパニー
メーカー
ジャイロコンパス ジャイロ 船 Sスタビライザー
ガンファイア コントロール 装置 N航海 楽器
Nアヴァル そして コマーシャル Sサーチライト
古代エジプト人はイグサで船を造りました。
地球を有効活用する
W
地球が太陽から投げ出され、自転を始めたとき、地球の自転によって生じる力が生まれました。この力は数え切れないほどの世紀にわたって作用してきましたが、人類の目的のためにそれを制御できた者は誰もいませんでした。しかし今、フーコー、ホプキンス、スペリーといった著名な科学者たちの努力により、この力は実際に利用されるようになりました。この力は、千隻もの船の進路を定めるのに役立っています。
もちろん、船を誘導するために使われてきた力はこれだけではありません。1297年以来、船乗りたちは磁力を船の誘導に利用してきました。何世紀にもわたって、船乗りたちは木造船で航海していたため、磁気コンパスで満足していました。その後、蒸気と鋼鉄が登場しました。航海術は、当たり外れの勝負ではなく、最短の航路で最短時間で船を導くという、まさに芸術的な技術へと変化しました。
船の建造には数百万ドル、航海には1日あたり数千ドルかかる現在、時間は航海において最も重要な要素となっています。帆船から遠洋のグレイハウンド船に至るまでの船の発展は、近代における驚異の一つです。しかし、磁気コンパスの発達は、それに依存する船の発達に追いついていませんでした。大西洋を横断する大型定期船の多くは、コロンブスがサンタマリア号で使用したのと実質的に同じタイプのコンパスによって航海しています。木造のサンタマリア号のコンパスはかなりの精度で磁北を指し示しましたが、鋼鉄製のグレイハウンド船のコンパスは、多くの妨害要因に対処しなければなりません。
上部ブリッジのベアリングリピーター。
磁気コンパスの設計者たちは長年にわたり、あらゆる外部の影響を打ち消し、磁気コンパスが地球の磁力線の方向のみを示すようにする補正装置の開発に尽力してきました。しかし、コンパス自体の改良はほとんど行われていません。コンパスは依然として磁北極の引力に依存しているからです。スペリー・ジャイロコンパスは、他のコンパスとは原理的に異なります。磁気を帯びたものではなく、その方向指示力は磁気引力ではなく、地球の自転によって得られるのです。
バイキングはオープン船で大西洋を横断した。
この新しいタイプのコンパスの必要性は、まさに切実です。今日の船舶は数百万ドルもの費用がかかり、通常は船体と同額の貨物を積んでいます。磁気コンパスの使用に伴う航行の不正確さが原因で、年間7,000万ドル相当の船舶が失われていると推定されています。これらの船舶で失われる人命の価値は、到底見積もることはできません。
海図、灯台、ブイ、測地測量および水路測量、そして船員への通達の作成に、毎年数百万ドルが費やされています。しかし、船舶の安全と航行効率は、最終的にはコンパスに頼らざるを得ません。
信頼できるコンパスを使用することで、航海における不正確さを排除できます。スペリー・ジャイロコンパスは地球の力を利用します。重力の法則と同じくらい不変で、他のいかなる影響にも妨げられない力です。
地球の自転がどのように利用されているか
自転軸を中心に高速で回転し、任意の平面に自由に配置できる車輪は、ジャイロスコープと呼ばれます。ジャイロスコープは、地球の自転を力として利用し、船舶の進路を制御する装置です。
軸で支えられた小さな車輪を、同じく回転する大きな車輪の上に置いたとしましょう。大きな車輪の回転は小さな車輪にも影響を与え、小さな車輪の軸は大きな車輪の軸と同じ方向を向きます。なぜそうなるのかはここでは問題ではありません。大きな車輪が小さな車輪をこのように動かすとすれば十分でしょう。これは自然法則に則っています。この法則は、支えのない物体が地面に落ちる法則と同じくらい確実に作用します。
マスターコンパスをテスト用に準備しています。
大きな車輪が地球だと仮定しましょう。地球は実際には回転する車輪です。さらに、小さな車輪がスペリーのジャイロコンパスだと仮定しましょう。先ほど概説した自然法則に従えば、小さな車輪、つまりジャイロコンパスは、その軸を地球の軸と同じ方向、言い換えれば真の、あるいは地理的な北極に向けます。ジャイロ運動の原理に関するこの説明は、必然的に粗雑です。この原理自体は、いかなる合理的な疑いの余地もなく確立されています。最も厳格な科学者でさえ納得できるほど数学的に証明でき、世界中の海軍で実務経験のある船員にも実証されています。
最終的な結果は、真の地理的な北と南の子午線に配置され、地球の不変の自転以外の影響や衝撃に反応しない機器を構築できる原理が得られるというものです。
ガレー船の奴隷が古代ローマの三段櫂船を操縦した。
形1.
回転する車輪に囲まれた地球を、横から見ている想像上の観察者に見える。
形2.
南極を直接見ている架空の観測者から見た、回転する車輪に囲まれた地球
「騎士道が花開いた時代の」軍艦。
コンパスの使い方
T
コンパスの目的は方向を示すことです。地球上の任意の地点に対する北極の相対的な位置は北と呼ばれます。私たちはこの概念に基づいてすべての方向を判断します。この地理的な北極は真北と呼ばれます。この真北から約800マイル離れたところに、不思議な磁力を持つ地点があります。磁気コンパスの針は、局所的な影響を受けなければ、真北ではなくこの地点を指します。この地点は磁北極と呼ばれます。この不思議な磁力を持つ地点は静止しているわけではなく、毎年広い円内を移動しています。
出荷を待つマスターコンパス。
航海士は真北を基準とする必要があるため、磁気コンパスが示す真北と磁北との間の角度、あるいはその差を決定する必要があります。この決定は、地球上の任意の地点における磁北と真北の差を度数で表した海図を用いることで比較的容易になります。
このような海図は図 3 に示されています。また、特定の地域の航海士が使用する各海図にはコンパス ローズが描かれており、そこには特定の日付におけるその地点の変動と、さらに年間の変動率が記録されています (図 4)。
ブイや灯台を視認できる海岸線沿いの航行は簡単で、「水先案内」と呼ばれます。もちろん、コンパスを使わずに航行することも可能です。
外洋に出ると、船員は同様に、太陽、月、星の位置を基準にして船の位置を観測することで、自分の位置を確認します。観測と観測の間、船の位置は「推測航法」によって決定されます。最後に確認された位置からの移動距離は航海日誌で計測され、方向はコンパスで示されます。天候条件により、一度に数日間、天体を観測または視認することが不可能な場合が非常に多くあります。この航海中、航海士は完全にコンパスに頼る必要があります。そのような状況では、変動や偏差によるコンパスのわずかな誤差によって船は針路から何マイルも外れてしまい、実際の位置は計算された位置から大きく離れてしまいます。
十字軍はこのような船でパレスチナへ航海しました。図3、図4。
サンタ・マリア号はコロンブスを新世界へ運んだ。
理想の羅針盤
私
ほとんどのコンパスに見られるトラブルやエラーがなく、現在のコンパスに必要な心配や配慮から解放され、正確で信頼できるコンパス、どんな状況でも理想的なコンパスとなるコンパスを思い浮かべるとしたら、間違いなく次のような特徴を持つコンパスを思い浮かべるでしょう。
1.それは真の北を指し示していなければなりません。
2.計算や修正を行う必要がなくなります。
3.それは、コンパスの誤差を補正する手間からあなたを解放しなければなりません。
4.それは、船を揺らしたり、コンパスの偏差をとったりする負担からあなたを解放しなければなりません。
5.船舶固有の磁気の影響を受けないこと。
6.貨物の性質や性質の変化によって影響を受けてはなりません。
7.温度変化による直接的または間接的な影響を受けてはなりません。
8.船の横揺れや縦揺れの影響を受けないこと。
9.いかなる気象条件にも影響されてはいけません。
10.障害やエラーが発生した場合は、即座に警告を発する必要があります。
磁気コンパスとスペリージャイロコンパスの比較
磁気コンパスとスペリー ジャイロ コンパスを比較し、どちらが理想のコンパスに近いかを判断してみましょう。
真の北
磁気コンパス
磁気コンパスは真の北を指しているのではなく、真の北極から約 800 マイル離れた磁北を指しています。
スペリージャイロコンパス
スペリー・ジャイロコンパスは磁気コンパスではなく、いかなる磁気の影響も受けず、地球の自転からその方向を得るため、真北を指し示します。磁北極を指し示すわけではありません。
スペイン本土の宝船、ガレオン船。
計算からの自由
船の針路を設定または変更するたび、あるいは位置を記録するたびに、航海士は地球の磁場の変動や船の周囲の状況による偏差によって生じる誤差を修正するための計算を行い、適用しなければなりません。補正係数の適用において、誤った側に適用してしまうというミスが頻繁に発生します。こうして、補正係数の2倍の大きさの誤差が生じます。その結果、船が針路から200マイルも外れたという事例が報告されています。
ジャイロコンパスは、地磁気の変動や局所的な磁気条件の影響を受けないため、修正の必要がありません。スペリー・ジャイロコンパスの指示値は近似値ではなく、絶対的に正確な値です。数時間ごとに地磁気の変動に合わせて針路を修正する必要はなく、航海士は計算を行う必要がありません。
補償からの自由
航海士が磁気コンパスの偏差誤差を計算した後、軟鉄球と補正磁石を操作してその誤差を補正する必要があります。これは非常に高度な技術を要する作業であり、コンパス調整者と呼ばれる訓練を受けた人だけがこの作業を行うことができます。
スペリー・ジャイロコンパスを使用する際は、サムナットを時々回すだけで調整できます。テーブルやカーブは必要ありません。船の航海士はこの調整を容易に行うことができます。
かつての弩級戦列艦。
逸脱チェックからの解放
コンパスの補正を行うたびに、様々な方位における偏差を測定することで補正結果を確認する必要があります。これは偏向磁石を用いて行うことができます。より正確な方法は、船を円運動させながら陸上の既知の物体の方位を測定し、様々な方位における偏差を記録することです。この目的では、太陽を基準点とすることがよくあります。
船を旋回させたり、ジャイロコンパスの変動や偏差を修正したりする必要はありません。ジャイロコンパスと磁気コンパスの両方が使用されている船舶では、磁気コンパスを修正するために船を旋回させることが可能です。ジャイロコンパスは真の方位を示します。これにより、所要時間が大幅に短縮されます。
船舶の磁気による影響
鋼鉄船の建造中、竜骨、船体、そして船体板に亜永久磁気が誘導されます。これにより、コンパスの偏差（半円状）が発生します。この偏差は補正する必要があります。
船が地球の磁場の中を航行する際、その大きさと方向は変化し、船体の軟鉄に一時的に変化する磁気が誘導されます。この磁気の偏りは「象限磁気」と分類され、補正が必要です。
スペリーは磁気コンパスではありません。ハンマー、リベット打ち、磁場を通過することで船体に磁気が誘導される可能性がありますが、スペリー・ジャイロコンパスには影響はありません。
ジャイロコンパスを修正しなければならない船舶または貨物の状態はありません。
アメリカのクリッパー、帆船の最高級タイプ。
貨物による影響
船舶の積荷の特性や配置の変化は、コンパスを取り囲む磁場の変化を引き起こします。これらの変化は補正されなければなりません。
スペリー・ジャイロコンパスはいかなる積荷にも影響を受けません。鉄鉱石を積んでも、綿花を積んでも、何ら影響を受けません。強力な磁石を積んでも、わずかなずれも発生しません。
温度変化による影響
風向や通風の力の変化により煙突の温度が変化すると、煙突の磁気特性が変化します。その結果、磁気コンパスにも影響が及びます。
温度変化は Sperry Gyro-Compass には影響しません。
スタック、船舶、または貨物の磁気特性を変える条件が何であれ、ジャイロコンパスは磁気とはまったく関係がないため、それらには影響されません。
フルトンのクレルモンは蒸気時代の到来を告げた。
船の横揺れと縦揺れによる影響
磁気コンパス
もう一つの誤差は、船体傾斜誤差と呼ばれるもので、コンパスに対する船体材質の配置の変化によって生じます。これは船が横転したときに発生します。例えば、北進中の船が左舷に横転すると、船体のすべての磁性物質がコンパスの東側に配置されます。これにより、コンパスの北端が東側に引っ張られます。右舷に横転すると、この作用と効果は正反対になります。その結果、針はどちらかの方向に振れてしまいます。舵手が「オン」を維持しようとすると、船は蛇行した航路をたどることになります。
磁気コンパスのカードと針は、液体で満たされたボウルに入れられます。これは、カードの動きをやや鈍くすることで、わずかな磁気の乱れや船の動揺に追従しないようにするためです。船の針路が変わるたびに、ボウル、液体、カードの粘着力によって生じる動きの鈍化により、コンパスは子午線から外れてしまいます。公式試験では、コンパスがこの「遅れ」を克服するのに3～4分かかることが示されています。乾いたカードコンパスでは、「遅れ」はやや短くなります。
スペリージャイロコンパス
スペリー ジャイロ コンパスは、傾斜誤差によって生じる磁気状態の影響を受けないだけでなく、船に設置される前に、最も激しい嵐の中での船の動きをシミュレートする条件下で数日間テストされます。
ジャイロコンパスで操舵される船は直線航路を進みます。ジャイロコンパスは船の横揺れによって振動しません。そのため、操舵手は船を正しい針路に保つために、それほど多くの舵を取る必要がなくなります。これにより、操舵エンジンの使用が大幅に節約されます。
スペリー・ジャイロコンパスには「遅れ」がありません。船がどんなに速く旋回したりジグザグ航行したりしても、コンパスは子午線から外れないためです。魚雷艇駆逐艦に搭載されたコンパスについて徹底的な試験が実施されました。荒波の中、最高速度でジグザグ航行しているときでも、ジャイロコンパスは「遅れ」を示しません。
スペリー ジャイロ コンパスを搭載した船舶は、曲がりくねった航路ではなく直線航路を航行することで、磁気コンパスで航行する場合に航路をカバーするために必要な平均スケジュール時間よりも 1 ～ 10 パーセントの時間を節約しています。
大西洋を横断した最初の蒸気船、サバンナ号。
信頼性の低さに関する警告
磁気嵐やその他の様々な原因により、磁気コンパスはいつでも乱れ、正しく指示しなくなる可能性があります。乱れは外部からのものであり、その方向や大きさは特定できません。航海士は常に、自分のコンパスが正確ではないかもしれない、頼りにならないかもしれないという不安に苛まれています。
ジャイロコンパスに誤差が生じる唯一の原因は、電源の故障です。この不測の事態が発生した場合、電気ベルが航海士に警告を発します。何らかの異常はマスターコンパスに起因するものであり、迅速かつ正確に位置を特定できます。
スペリー・ジャイロコンパスは、天候、船体、積荷の状態を問わず、常に真北を指し示します。航海士は誤差の計算や面倒なコンパス補正から解放され、「船の旋回」にかかる時間を大幅に節約できます。スペリー・ジャイロコンパスはまさに理想的なコンパスと言えるでしょう。
グレート・イースタンは最初の大西洋ケーブルを敷設した。
スペリージャイロコンパスの使用による利点
D
鋼鉄船の建造においては、通常、東西方向に沿う船橋上に建造されます。船橋を南北方向に配置した場合、竜骨とプレートのリベット留めにより、金属分子が磁力線と平行になり、磁化されやすくなります。東西方向に配置した場合、プレート内の金属分子は磁力線に対して直角になり、磁化されにくくなります。ジャイロコンパスを使用することで、船橋を東西方向に配置する必要がなくなります。
大型船は進水後、艤装期間中、地球の磁場によって誘起される磁気を中和または均一化するために、船体を左右に振る必要があることがよくあります。大型船を左右に振るには、1,000ドルから3,000ドルの費用がかかります。ジャイロコンパスは磁気現象の影響を受けず、非常に信頼性が高いため、船体を振る必要はありません。
船舶の建造においては、磁気コンパススタンドから約10フィート（約3.5メートル）以内の金属部品はすべて、青銅、真鍮、またはその他の非磁性材料で製造するのが通例です。磁性金属の近接は、コンパスの精度に重大な影響を与えます。これらの導体によって発生する磁場はコンパスの指針に重大な影響を与えるため、すべての電線はコンパスの周囲を避けて配線されます。スペリー・ジャイロコンパスでは、特殊な金属や特殊な電線の使用を排除することで、総設置コストが数倍も削減されたという実績が記録されています。
船員と士官を養成するジャイロコンパス学校。
長い航海に出発する前に、特に磁気コンパスを使用する新しい船の場合は、偏差を確認するために船を一周旋回させるのが通例です。船を旋回させるには、まず船の方位がわかっている陸上の適切な物体を選ぶ必要があります。この物体は基準点として使用されます。海上では太陽を観測します。次に船を 360 度旋回させ、通常は 15 度ごとに針路を変えて停止し、偏差を記録します。これらの針路ごとの偏差を示す表が作成されます。次に、補正用磁石を調整または操作して、見つかった誤差を排除しようとします。その後、船を再び 360 度旋回させ、前と同じ針路で停止し、適用された補正を確認します。
蒸気船時代の初期の外輪船。
図 5. 磁気コンパスの誤差により、目的のコースから外れます。
一部の船舶では、偏向磁石法を用いて偏向角を確認するのが慣例となっています。この場合、船舶を特定の針路に進ませ、コンパスの片側に磁石を置き、偏向角を記録します。次に、同じ磁石を反対側に等距離に置き、偏向角を記録します。測定値に差があれば、その差が特定の針路における偏向角となります。
どちらの方法でも、偏差を確認するのにかなりの時間がかかります。ジャイロコンパスは磁気を帯びていないため、偏差を確認したり補正したりする必要はありません。実際、ジャイロコンパスは磁気とは全く関係がありません。
ホイールハウス内のステアリングリピーター。
海上では、ジャイロコンパスは直線、つまり真の針路を維持する手段を提供します。AB、 図5は、ニューヨーク港からリバプール港までの直線経路を示しています。ACEB線は、コンパスやその他の誤差によって実際に操舵された針路を誇張して示しています。E地点では、船の位置は天体の観測によって確認されました。EB船を目的地へ導くための新たな航路を表します。これは航海中に一度だけでなく、何度も起こる出来事です。
船が直線航路から外れると、時間のロスが生じることは明らかです。スペリー・ジャイロコンパスの持つ高精度により、船は直線航路を維持し、真針路に沿って直進することができます。
直線航路を維持することで、船は同じプロペラ回転数ではるかに長い距離を航行できます。全く同じ気象条件下で、1万6000トンの定期船は、磁気コンパスで操舵された場合、1マイルあたり平均毎分86.95回転で24時間で370マイルを航行しました。一方、ジャイロコンパスで操舵された場合、同じ定期船は1マイルあたり毎分85.61回転で377マイルを航行しました。この節約額は、この船の場合、1日あたり優に50ドルに相当します。11日間の航海で、この船は550ドルを節約しました。このペースで節約できれば、ジャイロコンパス装置の費用はすぐに回収できるでしょう。
タービニア号は最初のタービン蒸気船でした。
スペリー社のジャイロコンパスは船の横揺れによる振動がなく、言い換えれば傾斜誤差がありません。そのため、操舵輪の使用は大幅に減少します。記録によると、ある大西洋横断定期船では、ジャイロコンパスによる操舵により、操舵エンジンの回転数が24%削減されました。また、最大級の大西洋横断定期船の一つでは、ジャイロコンパスによる操舵時に操舵輪の3分の1しか使用されていないと報告されています。
リピーターに対する高潜在能力テスト。
操舵エンジンの使用量を節約することで、ジャイロコンパスで航行する船舶が直線航路を航行していることが実証されます。さらに、船舶が後流を頻繁に変更しないことも証明されます。これにより、主機関の出力が低下します。
有名な客船の記録によると、ニューヨークとフロリダ州ジャクソンビル間の定期航海において、スペリー・ジャイロコンパスによる操舵によって2時間以上も節約できたことが示されています。また、プロペラの回転数も3,410回転も節約できました。これは、喫水が通常よりもはるかに大きい状況でも達成されたものです。
スペリー記録コンパスによって取られた記録によれば、舵手が特定の針路を与えられた場合、ジャイロコンパスで操舵すると磁気コンパスで操舵するときよりも船を針路に 1.5 度近づけることができることが示されています。
ジャイロコンパスは、船舶の建造と運用の両方において大きなコスト削減をもたらします。これらの要素は、スペリー・ジャイロコンパスの使用によってもたらされる安全係数と比較すると、おそらく取るに足らないものでしょう。
磁気コンパスの多くの不確実性が排除されたため、保険会社は Sperry ジャイロコンパスの使用に好意的であり、最終的には保険料の引き下げにつながります。
スペリー ジャイロコンパスを使用すると、航行による不正確さが排除され、時間が節約され、船舶、積荷、乗客と乗組員の生命が保護されます。
スペリー社のジャイロコンパスは、世界最大かつ最速の客船や貨物船の多くで運用されています。これらの船舶は、日々の燃料消費量と航路決定に必要な時間を節約しています。このコンパスを使用する航海士は、ジャイロコンパスで操舵することで、計算された位置に非常に近づくことができることを実感しています。ジャイロコンパスは、航海の精度を高めます。
スペリー ジャイロコンパスは、世界の海軍で運用テストに合格した唯一のコンパスです。
スクーナー船は経済的で、乗組員も少なくて済みます。
スペリージャイロコンパス機器
T
上記の原理を実際に適用した HE 機器は、次のものから構成されます。
1.マスター、真の北コンパス。
2.コンパス コントロール パネル – 電流を制御します。
3.リピーター – マスターコンパスから操作され、いつでも正確な値を表示します。
4.モータージェネレーター – 船の電流をジャイロホイールの回転とリピーターの動作に適した特性の電流に変換します。
5.蓄電池 – 船舶の供給が停止した場合に機器を緊急操作するためのもの。
各機器の機能と他の部品との関係については、22 ページと 23 ページに示されています。
マスターコンパス
マスター ジャイロ コンパスは、ガラスのドーム トップを備えた双眼鏡スタンドに収納されています。
海上でベアリングリピーターを使用する。
写真と断面図に示すように、2つのジャイロホイールは、ジンバルリングに取り付けられたフレームワークで支えられています。外側のジンバルリングは、複数の支持スプリングを介してビナクルスタンドに固定されています。これらのスプリングは、コンパスを突然の衝撃や振動から保護するために設けられています。図18は上面から見た写真で、図16はホイールを下から見た写真です。
スペリー・ジャイロコンパスの概略図を図17の平面図で示します。立面図、つまり側面図を図15に示します。これらの図は、ジャイロコンパスの動作部分を示しています。2つのジャイロホイールはそれぞれケースに収められており、ケースはメインフレームとスパイダーから吊り下げられています。
車輪は電気によって同時に高速回転します。地球の自転の力と車輪の回転によって生じる力が組み合わさり、両方の車輪の軸が地球の南北子午線と真直ぐに、あるいは平行になります。もちろん、コンパスカードも回転し、船首を表す固定された「ルバーライン」とコンパスカードを比較することで方向を示します。
中国の貿易は不格好なジャンク船で行われている。
図 6. コントロール パネル。 図 8. マスターコンパス。 図9. 蓄電池
図7. モータージェネレーター
鋼鉄のスクエアリガーは今でも汽船と競争しています。
図 10. ステアリング スタンド上のリピーター。 図 11. リピーター、バルクヘッド タイプ。 図12. ペロルススタンドのベアリングリピーター。
ダウ船は東アフリカの貿易船です。
図14.
ジャイロホイール1個で、十分な固定式、つまり「陸上コンパス」として機能する。しかし、船上では、船のロール、ヨー、ピッチングによって、1個のホイールにさらなる負荷がかかる。真北を指すだけでなく、海面の影響も打ち消さなければならない。2個のホイールのうち1個は常に真北を指すように配置され、もう1個のホイールは地球の自転以外のあらゆる影響を打ち消し、無効化する。両方のホイールの力は、子午線を求める際に利用される。
マスター・ジャイロコンパスは、機械の完成度と堅牢さにおいて驚異的な存在です。回転・旋回するすべての部品は、摩擦を低減するための特殊なベアリング上で動作します。また、ジャイロホイールがコンパスカードを直接操作するわけではないことにも注目すべきです。コンパスカードは、図17に示すように、小型の電気モーター（方位モーター）によって回転します。ホイールとカードの位置がわずかに変化すると、「トロリー」または電気接点が作動し、方位モーターを制御します。カードはホイールの「影」となるように作られています。カードの追従性は非常に高いため、カードのフレームは「ファントム」と呼ばれています。
図17の電気送信機は、カードの動きによって作動します。この送信機によって、リピーターはマスタージャイロコンパスの動きと同期し、常に正確な値を表示します。また、方位モーターは、この装置の動作に必要なごくわずかな電力を供給します。
図13.
マスターコンパスは船体中央付近、喫水線上に設置されます。この位置では横揺れの影響は最小限に抑えられますが、必ずしもこの位置に正確に設置する必要はありません。図13は、船上の各種機器のおおよその位置を示しています。
生産者と消費者をつなぐ欠かせない存在。
リピーターズ
リピーターの原理は、ホテルや公共の建物でよく利用されています。複数のリピーター時計を1台のマスター計器で操作するシステムです。同様に、ブリッジに設置されたリピーター、方位計、操舵室に設置されたリピーターはすべて、マスタージャイロコンパスと完全に連動して電気で作動し、いつでもマスターの正確な時刻を表示します。リピーターは、マスタージャイロコンパスの送信機によって制御される小型電動モーターによって各ケースに搭載されています。リピーターの設計においては、すべての接続部が防水、防滴、結露耐性を持つよう、電気回路に細心の注意が払われています。すべての出入口には、改良された設計のスタッフィングチューブが使用されています。
リピーター内部の小型電球が、ダイヤルに必要な照明を供給します。端子箱前面のスイッチハンドルを回すことで、照明の明るさを調整できます。
リピーターには次の 3 つのスタイルがあります。
- ブリッジで使用するために、リピーターをステアリング スタンドに取り付けます。
- ペロラススタンド内にベアリングリピーターを取り付けます。
- リピーターは船長室の隔壁または後部操舵室に取り付けられます。
必要に応じて特別なスタンドや固定具を提供することもできます。
ブリッジまたは操舵後部のリピーターに取り付け可能な金属製の「無反射」カバーが付属しています。カバーには調整可能なドアとフードが付いています。このカバーの目的は、リピーター上部のガラスから、船首線を除くすべての光を遮断することです。操舵手の目に光が反射することはありません。ドアは、船首線にリピーターの文字盤のごく一部が現れるまで閉じることができます。経験上、文字盤のごく一部しか見えない方が、監視と集中が容易であることが証明されています。カバーと拡大鏡を併用することで、リピーターの表示を遠くからでも読み取ることができます。
スペリー方位円付きベアリングリピーター。
ブリッジとステアリング後のリピーターは調整可能なブラケットに取り付けられています。リピーターの位置は調整可能で、ほぼあらゆる角度から文字盤全体を確認することができます。
方位リピーターは航海士にとって非常に役立ちます。スタンド内に設置されたリピーターは、マスターコンパスの正確な指示値を表示します。遠方の物体や太陽の方位を測定する際に、最初に「ダム」コンパスをメインコンパスに合わせる必要はありません。常に正確な指示が得られます。
方位リピーターは、上部ブリッジの特定の位置に取り付けることで、方位測定だけでなく操舵にも使用できます。専用のペロラススタンドカバーには窓が付いており、カバーを装着したまま操舵できるため、水しぶきや天候からリピーターを保護できます。
エスキモーの軽くて沈まないカヤック。
図15.
図16.
アメリカの五大湖の鉱石蒸気船。
図17.
図18.
アラスカ先住民族の大きな塗装された戦闘カヌー。
リピーターの上部に直接取り付けられる、改良された方位円盤が付属しています。30ページの図24と図26は、方位円盤と方位リピーターの使用例を示しており、それぞれ遠方の物体と太陽の方位を測定しています。この方位円盤は、物体、水準器、目盛りが同時に視野内に入るように設計されており、非常に正確に方位を測定することができます。ペロルス使用中にマスターコンパスの位置が変わることはありません。通常のペロルスや「ダミー」コンパスを使用する場合、このような現象は珍しくありません。
図25に示すように、方位円の下に目盛り付きリングが付属しています。これにより、例えば船舶が停泊中などジャイロコンパスが作動していない場合でも、方位円を「ダム」コンパスとして使用できます。メインコンパスの設定はリング上で行い、方位円は通常通り使用します。
ベアリングリピーターには、3種類の方位円盤のいずれかを装備できます。通常はリッチー方位円盤が付属しますが、購入者はスペリー方位円盤またはケルビン方位鏡を選択することもできます。
コンパスコントロールパネル
コンパス制御盤は、ジャイロコンパスの様々な電気部品、蓄電池、モータージェネレーター、そして船舶の供給電流を制御するためのものです。非常にコンパクトですっきりとしたデザインで、美しい外観をしています。船舶の主電源から電力を受け取り、モータージェネレーターセット、マスターコンパス、そしてリピーターに電力を供給します。
スイッチパネルは黒檀アスベスト製で、アングル材の上に取り付けられています。パネルは通常、背面が隔壁に近い位置に設置されますが、背面にアクセスできるように蝶番で固定されています。
モータージェネレーター
精密旋盤のライン。
付属のモータージェネレーターは、効率が高く、非常に信頼性の高い機器です。その目的は、船舶の供給電流を、ジャイロホイールの回転と中継器の動作に必要な特性を持つ電力に変換することです。
蓄電池
現代の船舶において、電気設備が完全に故障することは稀です。しかしながら、万が一そのような事態が発生した場合に備えて、ジャイロコンパス装置には、装置全体を2時間作動させるのに十分な容量の蓄電池が搭載されています。この蓄電池は、コンパスが通常動作している間、常に充電状態を維持するように電気的に接続されています。
海軍力の要である超弩級戦艦。
図19、20、21、22、23。スペリー ジャイロコンパス リピーター。
ダハベア号はナイル川の客船です。
図24、25、26。方位円付きスペリー ジャイロコンパス ベアリング リピーター。
海上旅行者のための高速ホテル。
図27、28、29、30。ペロラススタンドに取り付けられたベアリングリピーター。
マレーの海賊は高速航行のプロア号を利用します。
図31.
スペリーレコーディングコンパス
ジャイロコンパスの優れた特徴は、船舶の実際の針路を記録できることです。記録用コンパスは中継器のように電気回路に接続され、マスターコンパスの動きに追従します。記録用コンパスは、任意の瞬間の船首方位を示すだけでなく、海図上にグラフィック記録を作成します。海図上の放射状の線は様々な針路を表します。同心円は時間を表し、小さな目盛りは5分、大きな目盛りは1時間を表します。
海図が取り付けられたダイヤルは、マスターコンパスの動きに合わせて回転し、正しい針路をマーキングポイントの下にもたらします。時間が進むにつれて、海図上に線が引かれ、特定の時刻に操舵された正確な針路を示します。始動時はマーキングアームは内側の端にありますが、時計仕掛けによって等速で外側の端へと移動します。
図32.
図32に示す海図は貴重な記録です。これは、炎上中の石油タンカーからの無線連絡を受けた際に、船舶上で撮影されたものです。法律で定められた距離内にいたため、当該船舶は法的にも道義的にも遭難船へ向かう義務がありました。海図には、タンカーの救助に向かうために航路が変更されたことが示されています。また、正確な時刻も示されており、これにより義務の履行が証明されました。数分後、別の無線連絡でタンカーの火災が鎮火したとの連絡がありました。海図には、船舶を元の航路に戻すために再び航路が変更されたことが示されています。
駆逐艦は海のグレーハウンドです。
この海図には、船を所定の針路に保つために実際に操舵された針路も示されています。これは、各操舵手がいかに効率的に船を操船しているかを示しています。これは、操舵手が操舵力を少なくし、操舵エンジンの使用頻度を減らすことでコスト削減につながるよう訓練する上で優れた方法となります。
記録用コンパスは、船長と航海士にとって、船舶の航行効率を向上させる上で非常に役立ちます。
記録用コンパスは、ジャイロコンパス装置の一部として提供できます。その追加コストは、その使用によって得られる節約と利点と比較するとわずかです。
手術
スペリー ジャイロコンパスは、すべての部品を可能な限りシンプルにすることで操作が簡単になりました。
装置を起動するには、スイッチを1つ回すだけで済みます。2つの車輪がすぐに回転し始め、すぐに通常の速度に達します。
速度に達した後、車輪の軸が「落ち着く」まで、言い換えれば子午線を探してそれを維持するまでの短い時間が与えられます。
船舶の補給が途絶えたり、その他のトラブルが発生した場合、可聴信号が即座に異常を知らせます。これは通常のコンパスに比べて明らかに改良されており、読み取りに誤差をもたらす要因の存在を知らせるものではありません。
ケア
たとえば、電話、タイプライター、加算機、複写機など、すべての優れた商業用補助機器には、ある程度のメンテナンスが必要です。
ストームカバー内にウィンドウを装備したベアリングリピーター。
船上の磁気コンパスは、特に細心の注意を払われ、不正に操作されたり、改ざんされたりしないよう監視されています。規則として、最年少の見習い船員を含め、船員全員がコンパスを決して触ってはならないことを熟知しています。
スペリー・ジャイロコンパスは機械式コンパスであることを忘れてはなりません。最高の材料、設計、そして技術を駆使して製造されていますが、それでも故障する可能性があります。たとえ故障の可能性があったとしても、磁気コンパスよりもはるかに優れているため、搭載する価値は十分にあります。同様に、電灯も故障する可能性はありますが、古い石油ランプよりもはるかに優れています。石油ランプはほとんど使用されませんが、万が一の事態に備えて船舶に搭載されています。同様に、電動式または油圧式の操舵装置が故障した場合、非効率的な手動操舵装置を一時的に使用しなければならない場合があります。
ヴェネツィアでは、タクシーの代わりに優雅なゴンドラが使われています。
図33. 操舵室後部の中継器。図35. 上部ブリッジのウィングにある中継器。図34. 操舵室上部のベアリング中継器。
蒸気ヨットはあらゆるスポーツの中で最も費用のかかるスポーツです。
図37. ベアリングリピーター。 図36. ステアリングステーションのリピーター。
地中海のフェルッカはどんな天候でも速いです。
図38. 長距離床テスト中のマスターコンパス。図39. 荒海での船舶の動きをシミュレートするために作られた特別な機械でテスト中のマスターコンパス。
潜水艦、海の目に見えない恐怖。
スペリーサービス
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ジャイロ コンパスが販売された後も、スペリー ジャイロスコープ カンパニーの関心は尽きません。お客様に対する当社の関心は、これから始まります。経験豊富なサービス エンジニアが、すべてのスペリー ジャイロ コンパスを設置します。このエンジニアは、コンパスが適切に動作することを確認するために、最初の訪問にも同行します。設置後は、スペリーのサービス エンジニアが世界中の主要港で乗船し、ジャイロ コンパス機器を検査、清掃、修理、オーバーホールして、最高の動作状態に維持します。スペリーのサービス ステーションに無線メッセージをお送りいただければ、サービス エンジニアがお客様の船にお伺いします。最初の 1 年間は無料です。この期間を過ぎると、サービスに対して妥当な料金が発生します。この料金は、現在コンパス調整者に請求されている料金と同程度です。
この本の表紙に、スペリーの代表者のリストが掲載されています。
ベアリングリピーターで使用されるリッチー方位円。
職人技
スペリー・ジャイロコンパスは精密機器です。ジャイロコンパスの働きと達成された目的から判断すると、科学機器に分類するのが自然でしょう。しかし、海上の最も過酷な条件下での使用に耐えられるよう、強固かつ堅牢に作られているため、スペリー・ジャイロコンパスはそれ以上の存在です。ジャイロコンパスに見られるような強度と精度を両立させるには、最も熟練した職人技が求められます。スペリー社は、それぞれの専門分野において最高の職人を擁していることを誇りとしています。
使用される材料は入手可能な最高のものです。厳格かつ柔軟性に富んだ購買仕様により、最高の材料を確実に入手できます。
よく組織された検査部隊が、すべての材料を受領後、さまざまな製造段階を経て最終製品に渡します。
サンパンは日本の川の急流を下ります。
テスト
スペリー社のジャイロコンパスは、それぞれ数日間にわたって試験されます。この試験期間中、想定される動作条件をシミュレートするために、考えられるあらゆる試験が実施されます。図38と39は、スタンドに設置されたコンパスを示しています。このコンパスは、モーター駆動のギアやカムなどによって作動し、海上の船舶のロール、ピッチ、ヨーを再現します。マスターコンパスとすべてのリピーターは、この条件下で動作する際に絶対的な精度が求められます。
これにより、購入者は、船舶に設置されるコンパスが製造上の不正確さ、いわゆる「欠陥」をすべて修正済みであることを確信できます。各コンパスにはテスト記録が添付されています。
パッキング
ジャイロコンパスの輸送梱包には細心の注意を払っています。数百台ものコンパスを輸送してきた経験に基づき、全ての部品が安全に到着し、設置が遅れないようにするための対策を講じています。
いかなる部品にも損傷が生じないように、ジャイロ コンパスは Sperry サービス エンジニアの監視の下で開梱されます。
スペリーサービス組織
スペリー・サービス・オーガニゼーションは、世界各地でサービスを提供しています。工場でジャイロコンパスに関するあらゆる部門の専門訓練を受けたサービスエンジニア部隊が、世界のほぼすべての主要港に常駐しています。これらのエンジニアは、お客様の船に常駐し、ジャイロコンパスの清掃、調整、オーバーホールを行います。これにより、航海士はジャイロコンパスの使用以外のあらゆる手間から解放されます。
海上での船舶のロール、ピッチ、ヨーをシミュレートするテスト マシン上のマスター コンパス。
戦時中、海軍艦艇が寄港する可能性のあるすべての港に整備技師を配置していました。我々の隊員は数多くの海軍作戦に参加し、多くの異例の事態において多大な貢献を果たすことができました。例えば、ダーダネルス海峡へ向かう英国艦艇に機器を設置する必要があった際、海軍本部は電報で、機器技師と整備技師が地中海のマルタ島にある英国海軍基地で艦艇と合流するよう指示しました。機器と整備技師をイタリア南部まで旅客列車で送り、さらに駆逐艦でマルタ島へ送ることで、艦艇が到着した日にそこで合流することができました。艦艇は24時間しか停泊できず、機器の設置には約4日間を要したため、我々の技師は艦上に留まり、艦艇がマルタ島からダーダネルス海峡へ向かう間、作業を完了させました。
クジラの背は、荒天時でも最も安定しています。
この船、インフレキシブル号は、陸上砲台に対する最初の海軍戦闘に加わるちょうどいいタイミングでダーダネルス海峡に到着しました。戦闘の最初の間、我が船のエンジニアはダイナモ室近くに設置されたマスターコンパスのそばにいました。それが正常に機能しているのを確認すると、エンジニアはそれを離れ、デッキに出て戦闘状況を確認しました。陸上砲台から発射された数発の砲弾が船に命中したことから、その影響に気付いていたのです。エンジニアがデッキに到着して間もなく、ジャイロコンパスがあった区画の真下に魚雷が命中し、その区画にいた全員が死亡しました。船は大きな損傷を受けましたが、陸上砲台の射程範囲を抜け出し、ダーダネルス海峡近くの海軍基地に到着することができました。
ジャイロコンパス号は、言うまでもなくほぼ完全に破壊されました。戦闘終結後間もなく、私たちの技術者はイギリス駆逐艦の一隻を経由してギリシャの島に上陸することができました。この島には電信局があり、彼はそこから「機器No.286は水深4フィートに沈んでいる」と電報を送り、代わりの機器を用意するよう指示しました。私たちはこの電報を海軍本部に持ち込み、海軍本部はジブラルタルでこの船を迎えるために別の機器を準備することを許可しました。私たちはその指示に従い、再び整備士を派遣しました。この整備士は、修理と改修のためイギリスへ戻る途中の船をジブラルタルで迎えました。
スペリーサービス組織は、海軍艦艇が経験するような緊急事態の場合でも、ジャイロコンパスを装備したすべての船舶をいつでも支援する準備ができています。
ジャイロコンパスが世界の海軍にもたらした貢献
ベアリングリピーターからのステアリング。
南米西海岸でコロネル海戦が勃発した当時、イギリス海軍の戦艦インヴィンシブルはイギリスのポーツマス造船所でオーバーホール中でした。スターディー提督の指揮の下、インヴィンシブルは他のイギリス艦と共に南米海域へ向けて直ちに出航命令を受けました。イギリス艦隊の増強、そしてコロネル海戦でイギリス艦隊を破ったドイツ艦艇の発見・撃滅が任務でした。インヴィンシブルのオーバーホールが完了し、ドックからの出航準備が整った当初は、船を旋回させて磁気コンパスの調整が完了するまで出航を延期する計画でした。しかし、コンパスの調整が急務であったにもかかわらず、ドイツ艦艇が南米海域に残るイギリス艦艇を発見・撃滅する前に、南米海域に到達するためには一刻も無駄にしないことが決定されました。そのため、インヴィンシブルは磁気コンパスの調整を行わず、ポーツマスからフォークランド諸島までスペリー・ジャイロコンパスのみで航行しました。最終的に方位角を測ったところ、磁気コンパスは約22度ずれていることが判明しました。インヴィンシブル号は、ドイツ艦隊が現れる直前に石炭を補給するためにフォークランド諸島に到着しました。もしインヴィンシブル号がジャイロコンパスを搭載していなかったら、到着直後に始まった戦闘に勝利するためにフォークランド諸島に到着することはできなかったでしょう。
古代イギリスのコラクル。現在でもウェールズで使用されています。
図49は、トルコとドイツの船舶を破壊する目的でダーダネルス海峡を通ってマルモラ海に進入したE-11の姉妹艦であるイギリス潜水艦を示しています。E-11はコンスタンティノープル港に魚雷を命中させました。この功績についてE-11の二等航海士は、出入港の際、常に「スペリー」を念頭に置いていたと述べています。「スペリーは一度も私を失望させませんでした」と彼は語っています。
この偉業、そして類似の多くの偉業において、ジャイロコンパスはあらゆる航海に使用されました。この極めて大胆で危険な作戦は、この機器なしには不可能だったでしょう。
同様のイギリス潜水艦がイングランド東海岸のハーウィッチを出港し、3週間にわたり7回の哨戒航海を行った。一度も太陽を見ることなく、最終的にハーウィッチに戻り、港口のブイを難なく捕捉した。この時の航行はすべてジャイロコンパスによって行われた。
テスト中のリピーター。
図 54 はユトランド沖海戦でビーティー提督の旗艦であったHMSライオンの写真です。この艦には戦争初期にスペリー社製のジャイロコンパスが装備されていました。ユトランド沖海戦中、ライオンの1 つの区画にあった 2 つのマスターコンパスの真下にある弾薬庫で火災が発生しました。非常に高温になったため、電線の鉛の被覆が溶け、ジャイロコンパスの 1 つは部品が溶けるまで加熱されました。この同じ熱にもかかわらず、もう 1 つのコンパスは戦闘中ずっと機能しました。ユトランド沖海戦に参加した艦艇のうち、駆逐艦を除くほぼすべての艦艇がジャイロコンパスを装備していました。ライオンのジャイロコンパスが火災で破壊された場合を除き、すべてのコンパスが戦闘中ずっと完璧に機能しました。
何百台ものスペリー ジャイロコンパスは、激しい砲火と悪条件下での多くの戦闘や遭遇を経験したベテランです。
パワーボートは、小型で、高性能で、信頼性が高く、快適です。
- RM S ベルゲンスフィヨルド。41. RMS アキタニア。42. SS レナペ。43. SS コノート。44. ヨット リンドニア。
スペリージャイロコンパスを搭載した船。
アフリカの川では巨大なダグアウトが使われています。
- USSペンシルバニア—© E. Muller, Jr. 46. USSブッシュ。47. HMSインヴィンシブル—© Underwood & Underwood。48. RFラ・マルセレーズ—© Underwood & Underwood。49. HM潜水艦E-11—© Underwood & Underwood。
スペリージャイロコンパスを搭載した船。
グレート・コリアーズは世界の海軍のために石炭を輸送しています。
- コンゴ号（HIMS Kongo）—© Underwood & Underwood. 51. コンテ・ディ・カヴール号（HMS Conte di Cavour）—© Underwood & Underwood. 52. デラウェア号（USS Delaware）—ジャイロコンパスを搭載した最初の船。53. クイーン・エリザベス号（HMS Queen Elizabeth）—© Western Newspaper Union. 54. ライオン号（HMS Lion）—© Underwood & Underwood.
スペリージャイロコンパスを搭載した船。
スピードのある氷上ボートはスリリングな冬のスポーツを提供します。
電報
内陸部：SPERIGYCO、ビクトリア州、ロンドン。
海外：SPERIGYCO、ロンドン。
電話番号：7398 VICTORIA。
スペリー・ジャイロスコープ・カンパニー L TD。
ニューヨーク ‐ ロンドン ‐ ミラノ ‐ パリ ‐ ペトログラード ‐ 東京 ‐ コペンハーゲン ストックホルム ‐ アーグ
15, ビクトリアストリート,
ロンドン、南西
1916年8月1日。
B-3909。
スペリー・ジャイロスコープ社
ニューヨーク。
皆様、
7月20日付けで、我が社が海軍本部長官より以下の表彰状を受け取ったことをお知らせできて大変嬉しく思います。
「私は、戦争勃発以来、貴社が海軍本部に提供してきた貴重な援助、そして貴社に託された重要な任務を非常に迅速かつ効率的に遂行したことに対する貴社の感謝の意を表明するものとします。」
なお、これは英国海軍本部が過去 15 年間で初めて民間企業に出した勧告であり、37 名もの政府関係者の同意が必要であったことを付け加えておきます。
敬具
スペリージャイロスコープカンパニー株式会社
判読できない署名
取締役社長。
転写者のメモ
原文の綴りと文法は概ね維持されます。図解は段落内から段落間へ移動されます。
21ページ。「スペリー・ジャイロコンパス装置」の見出しの下の2番目と3番目のリスト項目が、誤って「3.」と「2.」の順に表示されていました。これらのラベルは修正されました。
*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「スペリー・ジャイロコンパス」の終了 ***
《完》