Общие сведения о гироскопических приборах, определяющих положение ВС относительно плоскости горизонта.

Т.4 Приборы для определения положения ВС относительно плоскости горизонта.

                                                                                                                                           Л-6 час

 

Общие сведения о гироскопических приборах, определяющих положение ВС относительно плоскости горизонта.

       Гироскоп - это быстро вращающиеся (более 23000 об/мин) массивное симметричное относительно оси вращения тело, подвешенное в карданном подвесе и имеющее более одной степени свободы.

       На рис. Изображен быстро вращающийся  ротор 1, подвешенный в карданном подвесе, который имеет внешнюю 3 и внутреннюю 2 рамки. Ось вращения ротора гироскопа обозначается называется главной осью гироскопа. Свои оси вращения имеют внутренняя и внешняя рамки.

       Рассматриваемый гироскоп имеет три оси вращения - ротор гироскопа может вращаться вокруг своей собственной оси и одновременно вместе с внутренней и внешней рамками - вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, а так же занимать любое положение в пространстве. Следовательно, гироскоп, имеющий три оси вращения, называется гироскопом с тремя степенями свободы. Устройство, которое дает возможность телу вращаться одновременно относительно трех осей, называется карданным подвесом.

У гироскопов с двумя степенями свободы нет внешней рамки.

          

                                                   Трехстепенной гиросоп

 

           

                                                    Двухстепенной гироскоп

 

 

Все большее применение получают сложные системы гироскопической стабилизации, которые помимо измерения углов используются для пространственной стабилизации ряда устройств на борту ВС (антенн, различных пеленгаторов и т.д.). Гироскопы служат базовыми элементами инерциальных систем.

Практическое применение находят так называемые технические гироскопы, угловая скорость W вращения ротора которых во много раз превосходит возможные скорости поворота рамок подвеса.

Если ротор гироскопа приведен во вращение с большой угловой скоростью, гироскоп приобретает особую устойчивость и обладает следующими свойствами:

1. Главная ось гироскопа сохраняет неизменным свое направление в мировом пространстве до тех пор, пока на гироскоп не действует момент внешних сил. Например, при повороте подставки гироскопа главная ось сохраняет неизменным свое направление в пространстве и не поворачивается за подставкой.

2. Если к главной оси гироскопа приложить внешнюю силу, то она отклоняется не в том направлении, в котором действует сила, а в направлении перпендикулярном действию этой силы. Это движение главной оси называется прецессией или прецессионным движением. Прецессионное движение продолжается до тех пор, пока действует момент внешних сил.

3. Безинерционность движения гироскопа. Быстро вращающийся ротор гироскопа не реагирует на

кратковременную приложенную внешнюю силу. Если воздействующая на гироскоп внешняя сила будет прикладываться кратковременно, например в виде ударов по рамке подвеса, то гироскоп практически не будет реагировать на это воздействие.

        Направление прецессии определяется несколькими способами. Наиболее распространенным

способом является правило штопора, для применения которого необходимо усвоить два понятия:

полюс гироскопа и полюс ввинчивания.

       Полюсом гироскопа называется тот конец оси ротора Х, с которого вращение ротора кажется

совершающимся против часовой стрелки. Полюсом ввинчивания называется тот конец У или Z, к которому стремится конец штопора мыслимо ввинчиваемого вдоль оси таким образом, чтобы конец рукоятки, ближайший к внешней силе, шел по направлению этой силы.

       Полюс ввинчивания может быть, найден и другим способом. Полюс ввинчивания находится на том конце оси У или Z, откуда кажется, что внешняя сила стремиться повернуть рамку против часовой стрелки.

 

                                 

                                                              Определение полюса ввинчивания

       Если найдены полюс гироскопа и полюс ввинчивания, то направление прецессионного движения

определяется по правилу штопора, которое формулируется так: полюс гироскопа по кратчайшему

пути движется к полюсу ввинчивания.

       Для определения прецессионного движения гироскопа по правилу штопора необходимо знать

направление действия приложенной к гироскопу внешней силы. При наличии этих данных порядок

определения направления прецессионного движения гироскопа следующий:

- по направлению вращения ротора определяют полюс гироскопа;

- по направлению действия внешней силы определяют полюс ввинчивания;

- пользуясь правилом штопора, определяют направление прецессионного движения гироскопа

                  

                                        Определение направления прецессии