ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Прецессия. Основные свойства гироскопа из "Гироскопические системы " Мх и Му внешних сил и гироскопических моментов и —НО,у, развиваемых гироскопом в установившемся движении. [c.76] Такое движение гиромаятника называется вынужденной регулярной прецессией. [c.77] В отличие от свободной регулярной прецессии, представляющей собой движение гироскопа по инерции, вынужденная регулярная прецессия представляет собой вынужденное движение гиромаятника, возникающее под действием момента Мх внешних сил. [c.77] В процессе прецессионного движения устанавливается динамическое равновесие моментов М% внешних сил и гироскопического — HQy, действующих на внутреннюю рамку карданова подвеса. [c.78] Уравнение (II.33) выражает собой динамическое равновесие моментов в смысле Д Аламбера. [c.78] Из уравнений (II.30) следует, что скорости прецессии 2 и Оу гироскопа определяются моментами внешних сил Мх и Му, действующими на гироскоп. Если момент внешних сил равен нулю Мх = Му = 0, то и скорость прецессии гироскопа также равна нулю 2 . = 2у = 0. По прекращении действия момента внешних сил ось z ротора гироскопа мгновенно останавливается (нутационное движение не учитываем). [c.78] Таким образом, прецессионное движение гироскопа является движением без инерции. [c.78] Скорости прецессии гироскопа 2х и 2у, нагруженного моментом внешних сил, тем меньше, чем больше кинетический момент Н гироскопа, т. е. для данного ротора гироскопа — чем больше угловая скорость 2г собственного его вращения. [c.78] Все это объясняет эффективную неподатливость гироскопа по отношению к действующим на него моментам внешних сил и особую способность гироскопа сохранять направление оси г быстровращающегося ротора неизменным в абсолютном пространстве. [c.78] Однако способность быстровращающегося гироскопа сохранять направление оси 2 его ротора неизменным в абсолютном пространстве проявляется не только у гироскопов. Если представить себе, что угловая скорость 2 собственного вращения гироскопа, подвешенного на идеальной (без трения) опоре, совмещенной с центром тяжести ротора, равна нулю, то и в этом случае ось г ротора негироскопического твердого тела, неподвижная в начале движения, остается неподвижной и сохраняет неизменное направление в абсолютном пространстве при движении точки опоры. Следовательно, в принципе и негироскопическое (йг = 0) твердое тело может служить указателем заданного направления в абсолютном пространстве. Однако практически не представляется возможным создать идеальную опору без трения, а также точно совместить центр тяжести С (см. рис. 11.8) ротора с точкой О его опоры. При этом на негироскопическое твердое тело будут действовать моменты внешних сил, отклоняющие ось 2 его ротора от заданного направления пространстве. [c.79] В целях I более наглядного сравнения способности оси 2 быстровращающегося ротора гироскопа и оси 2 твердого негироскопического тела сохранять заданное направление в абсолютном пространстве, рассмотрим двингения гироскопа и твердого тела, нагруженного моментом внешних сил. Представим гироскоп (рис. 11.9), движение которого около неподвижной точки для наглядности осуществляется с помощью карданова подвеса с невесомыми рамками, нагруженный моментом Мх = Рг внешних сил, где Р — вес груза, подвешенного на шнуре, перекинутом через ролик, а г — радиус ролика. [c.79] Пусть задано, что ось 2 ротора гироскопа за время, равное одной минуте, имела бы минимальное отклонение от выбранного направления в абсолютном пространстве. При этом на гироскоп в течение 30 сек действует момент М% внешних сил (таким моментом в практике эксплуатации гироскопов обычно бывает момент трения в опорах карданова подвеса, инерционные моменты, возникающие в полете с ускорением, моменты тяжения токоподводов и др.). [c.79] В течение же последующих 30 сек отклонения оси z ротора гироскопа от заданного направления в пространстве не произойдет, так как прецессия гироскопа представляет собой безынерционное движение. [c.82] Таким образом, ось z ротора быстровращающе-гося гироскопа при заданных условиях отклонится от заданного направления в пространстве на угол, в сто тысяч раз меньший, чем угол отклонения оси z ротора негироскопического твердого тела. Настоящий пример характеризует эффективную неподатливость оси Z быстровращающегося гироскопа по отношению к действующему на него моменту внешних сил. Интересно заметить, что установившаяся прецессия гироскопа, так же как и движение материальной точки под действием центральной силы, является движением, не требующим затраты энергии. Например, при установившемся движении спутника Земли (рис. 11.10) по круговой орбите скорость V движения спутника перпендикулярна силе G притяжения спутника к Земле и работа, совершаемая силой G при полете спутника, = = GV os (GV) = о, так как os (GV) = 0. [c.82] Рассмотрим движение сферического гироскопа 1, движущегося в сопротивляющейся среде, вращение которого вокруг оси 2 поддерживается двигателем 3, установленным на корпусе 5 прибора (рис. II.И). [c.83] Момент Мд, развиваемый двигателем, поддерживающим собственную угловую скорость вращения гироскопа, раскладываем на оси X, у, Z Резаля. [c.84] Если подобный гироскоп использовать для определения заданного направления в абсолютном пространстве, то для уменьшения собственной скорости его прецессии момент с 2г сопротивления вращению гироскопа, равный моменту Мд, следует по возможности уменьшать. [c.85] Если корпус гироскопа (см. рис. 11.11) поворачивается в пространстве, то ось 2 гироскопа следит за осью двигателя, приводящего гироскоп во вращение, и сферический гироскоп уже не является свободным. [c.85] Вернуться к основной статье