Tankový směrový gyroskop

Kurskreisel neboli směrový gyroskop zde instalovaný v tanku Panzer III, zdroj: Flickr.com, upraveno

Značná část německých tanků byla za druhé světové války vybavena jedním velmi zajímavým přístrojem, a sice tzv. směrovým gyroskopem (německy Kurskreisel). Ze začátku byly touto navigační pomůckou opatřovány zejména velitelské tanky, později však i tanky bojové a u pozdních typů jako Panther či Tiger šlo už v podstatě o standardní vybavení. Zmíněné zařízení bývá v literatuře poměrně často označováno také jako gyrokompas, což však není přesné. "Čistokrevný" gyrokompas totiž, stejně jako běžný magnetický kompas, ukazuje směr podle světových stran (jeho "střelka" směřuje na sever). Směrový gyroskop sice využívá stejný princip jako gyrokompas, nemá však ukazovat světové strany, nýbrž pouze určitý zvolený směr (azimut chcete-li) a případné odchýlení od něj. Pojďme to ale jako obvykle vzít pěkně od Adama.

Proč vlastně tankistům nestačil obyčejný kapesní kompas a potřebovali něco speciálního? Klasický kompas, který asi všichni známe, využívá ke svému fungování zemské magnetické pole. Jeho magnetická střelka vždy ukazuje směrem k severnímu magnetickému pólu Země. Tanky (a jiná obrněná technika) jsou však vyrobené ze železa, které patří mezi tzv. feromagnetické materiály, tj. materiály, které vykazují spontánní magnetizaci a tím pádem narušují funkci magnetického kompasu. Zkrátka běžný kompas zavřený uvnitř velké železné krabice nemusí fungovat správně. Rušivá síla samotného kovového těla tanku je dokonce tak velká, že pokud chtěl tankista použít běžný magnetický kompas, musel se s ním od svého tanku vzdálit nejméně na 20 metrů (tak to říká např. manuál pro posádky tanků Panther)!

Pro určování směru na palubě tanku byl tedy magnetický kompas zcela nevhodný. Naštěstí byl již od poloviny 19. století znám ještě jiný princip pro určování severu, a právě na jeho základě sestrojil německý vynálezce Hermann Anschütz-Kaempfe v roce 1906 první prakticky použitelný kompas zvaný gyrokompas. Toto zařízení nevyužívá k nalezení severu magnetické pole Země, ale její otáčení kolem zemské osy. Díky tomu také gyrokompas neukazuje směrem k severnímu magnetickému pólu, ale k severnímu geografickému pólu, tedy k místu, kde zemská osa protíná zemský povrch (Mimochodem tyto dva póly rozhodně nejsou shodné. V roce 2013 byly od sebe oba póly vzdálené 800 km a tato vzdálenost dále roste s tím, jak se magnetický pól posouvá.).

směrový gyroskop na palubě tanku Tiger (nalevo od řidiče), zdroj: Flickr.com, upraveno

Takový kompas byl pro armádu doslova požehnáním, protože jej bylo možno instalovat do válečných lodí, ponorek, obrněných automobilů a později samozřejmě také do tanků. Gyrokompas však má i své nevýhody. Předně potřebuje nějaký zdroj energie, protože v jeho nitru je setrvačník, který se musí velmi rychle otáčet (obvykle desítky tisíc otáček za minutu). Gyrokompas rovněž ve srovnání s magnetickým kompasem pomaleji reaguje na změny směru a rychlosti pohybu, čili je nutno buď odchylky dopočítávat, nebo prostě chvíli počkat, než se gyrokompas zase srovná. Při navigaci na delší vzdálenosti (tedy zejména na moři) a při relativně malé rychlosti pohybu (tanky) to však nehraje až takovou roli.

Jak bylo řečeno hned v úvodu, v německých tancích nebyly instalovány skutečné gyrokompasy, ale směrové gyroskopy. Tyto přístroje sice pracují na stejném principu (tedy využívají otáčení Země), svému uživateli však mají ukazovat něco jiného, než kde je sever. Typickým použitím v tanku je určení směru postupu, nebo nějakého cíle a tím pádem jednotné řízení pohybu více vozidel, např. čety tanků. Tento způsob navigace dával samozřejmě smysl zejména v širé otevřené krajině bez cest a jasných orientačních bodů. V hustě zalidněných oblastech protkaných silnicemi to samozřejmě nebylo nutné. V ruských stepích nebo africké poušti se však taková pomůcka hodila. Směrový gyroskop tedy sloužil primárně řidiči tanku a byl proto také umístěn u jeho stanoviště.

Německý tankový gyroskop byl uložen ve vnějším bakelitovém pouzdře s průhledným okénkem a několika ovládacími prvky. V okénku byly vidět dvě vodorovné stupnice značené od 1 do 12 (tedy princip hodinového ciferníku). Horní stupnice s černým podkladem a bílými číslicemi sloužila jako stupnice řídící (německy Befehlsrose = tedy doslova příkazová růžice). Tato stupnice nebyla přímo spojena s mechanismem gyroskopu a nastavovala se jen a pouze ručně, a to pomocí horního ovládacího kolečka. Dolní stupnice zvaná Folgenrose (tedy něco jako podřízená růžice) měla žluté až světle oranžové pozadí a černé číslice. Tato stupnice již byla spojena s gyroskopem, takže pokud byl gyroskop zapnutý a růžice odemčená (viz níže), otáčela se do stran podle toho, jak tank měnil směr jízdy. Na pravém boku bakelitového pouzdra byl dále přepínač s polohami označenými písmeny A a E (A = ausschalten = vypnout, E = einschalten = zapnout).

německý tankový směrový gyroskop v celé své kráse, na horní tmavé stupnici se napevno nastavoval azimut pro cíl pochodu, na dolní stupnici se nastavil výchozí azimut odpovídající poloze tanku a řidič následně manévrovat tak, aby na dolní stupnici dostal stejnou hodnotu, jako byla ta cílová na horní stupnici, zdroj: internet, Public domain, upraveno

Na čelní stěně přístroje hned pod okénkem bylo velké ovládací kolečko, kterým se dala ručně přenastavit pozice dolní podřízené růžice. Nejprve bylo třeba kolečko zmáčknout, čímž došlo k uzamčení dolní růžice v aktuální poloze (byla tedy fakticky odpojena od gyroskopu). V malém průhledném políčku napravo se v tu chvíli objevil nápis Fest. Otáčením ovládacího kolečka pak bylo možno nastavit dolní růžici do jakékoliv pozice. K odemčení růžice (tedy jejímu opětovnému spojení s gyroskopem) stačilo zmáčknout tlačítko umístěné dole na pravém boku přístroje. Nápis Fest v políčku napravo se v tu chvíli změnil na Frei a spodní růžice se opět mohla volně pohybovat. Ve spodní části vstupoval do bakelitového pouzdra napájecí kabel.

A jak se s popsaným zařízením pracovalo v praxi? Ze všeho nejdřív bylo třeba všechny dotčené tanky srovnat stejným směrem. Pokud byly soustředěny na jednom místě, nebyl to žádný problém. Horší už to bylo, pokud se stroje nalézaly rozptýlené na větší ploše s rozestupy řádově ve stovkách metrů. Pak bylo třeba určit nějaký vhodný bod, ke kterému se všechny tanky natočily čelem (např. vycházející slunce) nebo musela každá z posádek srovnat své vozidlo sama pomocí klasického magnetického kompasu. Také v dalším kroku hrál hlavní roli magnetický kompas a mapa.

Velitel skupiny se postavil stejným směrem jako jeho tanky (v dostatečné vzdálenosti od nich), pomocí kompasu určil sever a potom si na mapě našel svoji aktuální pozici a vytýčil směr postupu k cíli. Nyní bylo třeba jednotlivé směry určené na mapě převést na čísla, která šla zadat do gyroskopu (tedy určit azimut). Typicky se přitom postupovalo tak, že severu byla přiřazena hodnota 12 a od tohoto směru se pak jako na číselníku hodin odvozovaly číslice pro další dva směry, tj. pro směr, kterým aktuálně mířily přídě stojících tanků a směr k cíli pochodu. Není to srozumitelné? Snad pomůže TOTO schéma.

tank Panther, napravo od řidiče je vidět prázdný držák pro směrový gyroskop, zdroj: Flickr.com, upraveno

Když skončil zaměření nahlásil velitel posádkám svých tanků dvě čísla neboli dva směry: tzv. Grundrichtung (tj. aktuální směr stojících tanků) a tzv. Marschrichtung (tj. směr pochodu, tedy směr k cíli). Řidič každého z tanků pak provedl následující kroky. Zapnul gyroskop (přepnutím bočního přepínače do polohy E) a počkal, až dosáhne provozních otáček a srovná se na sever (to poznal tak, že došlo k ustálení dolní růžice na nějaké hodnotě). Poté dolní růžici (tj. Folgenrose) uzamknul (odpojil ji od gyroskopu) a pomocí předního kolečka na ní nastavil číslo odpovídající aktuálnímu směru stojícího tanku (tj. Grundrichtung), které mu nahlásil velitel skupiny. Následně na horní řídící růžici (tj. Befehlsrose) nastavil velitelem nahlášené číslo odpovídající směru k cíli pochodu (tj. Marschrichtung). Potom řidič spodní růžici odemkl pomocí tlačítka dole na pravém boku přístroje a tím ji znovu připojil ke gyroskopu (v malém políčku vpravo se namísto Fest objevilo Frei). Nyní již bylo vše připraveno. Gyroskop byl srovnán na sever stejně jako magnetický kompas velitele, na dolní stupnici byl nastaven momentální azimut stojícího tanku, na horní stupnici byl nastaven azimut cíle. Když teď řidič vyrazil vpřed a začal zatáčet, spodní stupnice se odpovídajícím způsobem otáčela. Pak již řidiči stačilo, aby natočil tank do směru, kdy horní i dolní stupnice ukazují shodné číslo a věděl, že nyní jede směrem k určenému cíli (směr jízdy odpovídá nastavenému Marschrichtung).

Pokud bylo třeba udělat během přesunu přestávku, musel řidič před vypnutím motoru (a tím pádem i napájení gyroskopu) uzamknout spodní stupnici v její aktuální poloze. Poté co opět nastartoval a gyroskop se dostal do provozních otáček, nesměl řidič zapomenout stupnici znovu odemknout. Pokud se rozjel, aniž by toto udělal, došlo k vyosení. Jinými slovy gyroskop změnil svoji polohu podle skutečného směru jízdy tanku, ale uzamčená stupnice zůstávala pořád ve stejné poloze. V takovém případě bohužel nebylo cesty zpět a tank musel provést novou orientaci a vytýčení správného směru postupu. Nestačilo jen stupnici honem odemknout a připojit ke gyroskopu, neboť v tu chvíli už stupnice ukazovala nesprávnou hodnotu a již nebylo, jak to napravit.

Poslední prvek směrového gyroskopu, který zmíníme, je červené světýlko umístěné na čelní stěně přístroje nalevo od okénka se stupnicemi. Podle některých autorů tato kontrolka indikovala, že přístroj je v provozu, nebo že jede na plné provozní otáčky (náběh gyroskopu do otáček totiž nebyl okamžitý). Člověk by laicky čekal, že takové světýlko bude mít ale zelenou barvu. Červená je spíše barva výstrahy a tomu by odpovídal popis uváděný zase v jiných pramenech. Podle nich se mělo toto výstražné světýlko rozsvítit ve chvíli, kdy došlo k vyosení stupnice a gyroskopu, tedy typicky ve výše popsaném případě, kdy řidič po přestávce nastartoval motor, zapnul gyroskop a vyjel, aniž by odemknul dolní stupnici. Takové varování bylo jistě na místě, neboť pokud by si řidič svoji chybu neuvědomil a jel podle gyroskopu dál, jel by špatným směrem.

stránka z manuálu pro posádky tanků Panther, která vysvětluje používání směrového gyroskopu, zdroj: internet, volné dílo, upraveno

Směrový gyroskop se stal předmětem zájmu také spojeneckých zpravodajců. V září 1942 vyšel v magazínu Tactical and Technical Trends článek, pojednávající o tomto přístroji ukořistěném z tanku Panzer II v Libyi. Spojenci o něm nesprávně referovali jako o gyrokompasu a také jejich popis některých ovládacích prvků přístroje neodpovídal skutečnému účelu. Vyzvedli však prvotřídní kvalitu a řemeslné zpracování tohoto zařízení a jeho zcela bezúdržbový a přitom spolehlivý chod.

ÚVOD

TROCHU HISTORIE

GYROSKOP NENÍ KOMPAS

POPIS PŘÍSTROJE

POUŽITÍ V PRAXI

 

 

přejímání textů ze stránek Panzernet.net bez písemného souhlasu provozovatele je zakázáno; Ochrana soukromí; Copyright; Zdroje