Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteoroicgie, Februar 1916.
An allen Punkten des Schiffes, wo man den Horizont nicht sehen kann,
muß man zu Instrumenten greifen, die die wahre Vertikale während der Bewegung
registrieren. Im folgenden sollen die Prinzipien angegeben werden, auf
denen diese Apparate beruhen,
Die ersten Instrumente, die zur Messung von Gestirnshöhen bei unsichtiger
Kimm verwandt wurden, beruhten auf den Eigenschaften der Pendel
und der Flüssigkeitsoberflächen. Die Pendel wurden rasch wieder verlassen,
da sie sich für genaue Beobachtungen ungeeignet erwiesen; aber noch lange
gebrauchte man sie zur ungefähren Bestimmung der Größe des Schlingerns.
Die Identität der Eigenschaften des Flüssigkeitsniveaus mit denen der kurzen
Pendel ist offenbar wenig bemerkt worden, da sie noch heute vielfach für Höhenmeßinstrumente
vorgeschlagen werden. Aus dem Bisherigen geht jedoch zur
Genüge hervor, daß die Prinzipien aller dieser Instrumente verfehlt sind und
daß sie nur bei ruhendem Schiff oder bei ganz ruhiger See verwendet werden
können.
Die einzig brauchbaren Instrumente sind Pendel von großer Schwingungsdauer
und sehr rasch rotierende Kreisel. Die Eigenschaften der sehr langsam
schwingenden Pendel sind schon von Daniel Bernouilli!) aufgeklärt und durch
die bekannten Schiffbauingenieure E. Bertin?) und W. Froude*®) zu Registrierapparaten
für das Rollen der Schiffe angewandt worden.
Der Gedanke einer Anwendung des Kreisels ist bedeutend älter. Serson‘“*)
konstruierte 1752 einen Kreisel, dessen oberer Teil eine reflektierende Oberfläche
trug, die am Ende von zwei Minuten horizontal wurde; der Apparat ist später
von Smeaton, dem berühmten Erbauer des dritten Eddystone-Leuchtturmes,
vervollkommnet worden, ohne allgemeine Einführung gefunden zu haben, In
neuerer Zeit benutzte der Admiral Päris®°) dasselbe Prinzip in seinem traceroulis,
einem Instrument zur Registrierung ‘der Schlingerbewegung, mit anscheinend
befriedigendem Erfolge.
Der Gedanke der Verwendung des Kreisels wurde durch die Beobachtung
nahegelegt, daß sich ein Kreisel, der sich auf einer festen Ebene oder in einem
festen Lager dreht, rasch in die Vertikale einstellt; aber auf einer Ebene oder
in einem Lager, die auf einem in Fahrt befindlichen Schiffe aufgestellt sind,
erscheint die Vertikale des Kreisels durch die Schiffsbewegung abgelenkt. Für
Beobachtungen von größerer Genauigkeit, wie die der Gestirnshöhen, müssen
diese ablenkenden Einflüsse, wenn nicht ganz beseitigt, doch beträchtlich abgeschwächt
sein. Die Stabilität eines Kreisels auf See hängt nun ab von der
Geschwindigkeit seiner Präzessionsbewegung; die Kreisel mit schneller und langsamer
Präzession haben dieselben Eigenschaften und Fehler wie die Pendel von
kurzer und langer Schwingungsdauer. Hieraus ergibt sich, daß der Kreisel auf
See die wahre Vertikale nur bei sehr langsamer Präzession geben kann; man
erfüllt diese Bedingung, indem man den Schwerpunkt sehr nahe unter die Spitze
des Kreisels verlegt und ihm ein großes Trägheitsmoment in bezug auf
die Umdrehungsachse und sehr große Winkelgeschwindigkeit um diese Achse
gibt, Bedingungen, die in dem gyroskopischen Horizont von Fleuriais,
der zuerst die Analogie zwischen Pendel und Kreisel erkannt hat, erfüllt sind,
Wir werden hierauf noch zurückkommen und zunächst diese Analogie etwas
näher betrachten.
N D. Bernouilli, Principes hydrostatiques et mecaniques ou memoire sur la meillenre
maniere de diminuer le roulis et le tangage. Recueil des pieces qui ont remporte des prix de
V’academie royale des sciences, T, VIII, 1757. Vgl. Compt. Rend,, Vol. CIH, 11. Octbr. 1886.
2) E. Bertin, Observations de roulis et de tangage faites avec l’oscillographe double. Memoires
des savants Etrangers, Vol. 26, 1879,
3 W. Froude, Apparatus for automatic recording the rolling of a ship in a sea-way. Report
- En P 8 £ pP
of British Association, 1872.
4) Philosophical Transactions, T. 47, 352. 1752. ;
5) Päris, Trace-roulis et trace-vagues. Revue maritime, T. XX, 273. 1867. Comptes Rendus.
LXIV, 5468, 1867.
