ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Гироскопические приборы системы стабитизацни из "Основы техники ракетного полета " Гпроскопия — это широкая и развитая область современной прецизионной техники. Это — пе только общая теория, связанная с анализом самых тонких инструментальных погрешностей, которые в других областях техники совершенно не принимаются во внимание, но и высококультурная современная технология. [c.371] Всем известно, что гироскоп представляет собой точно сбалансированный маховик, вращаюшийся с большой угловой скоростью. Обычно этот маховик называют ротором, а под гироскопом в технической терминологии понимается устройство, включающее не только ротор, но и систему его подвески. Своеобразие Г10ведения гироскопа проявляется пе только в том, что ои может устойчиво сохранять неизменным направление оси ротора, ио и в необычном непослушании, когда предпринимается попытка изменить это направление. Эта необычность, однако, носит только внешний характер, и гироскоп, как и всякое твердое тело, подчиняется обычным законам механики. [c.371] Рассмотрим ротор, установленный в кардановом подвесе (рис. 8.7). Будем считать, что ротор вращается с весьма большой скоростью относительно своей оси. Пусть это будет ось г. Введем еще две, перпендикулярные ей оси х и у, которые, не участвуя во вращательном движении ротора с угловой скоростью Q, остаются тем не менее перпендикулярными оси г, если она по какой-то причине будет медленно менять свою ориентацию в пространстве. [c.371] Вследствие малости ДЯ векторы Я и Я отличаются друг от друга только по направлению, почти не отличаясь но модулю. Таким образом, мы видим, что в результате действия момента М вектор момента количества движения Я за время Д/, не изменяясь по модулю, повернулся на угол АН/СО. относительно оси у. Значит, на тот же угол повернулся и ротор, поскольку вектор момента количества движения Я и вектор Q практически совпадают с его осью. [c.372] Поведение гироскопа действительно оказалось необычным. Момент прикладывается относительно одной оси, а гироскоп поворачивается относительно другой поперечной оси. Такое движение называется прецессионным. [c.372] ] отор в кардановом подвесе. [c.372] Правило, которому подчиняется поведение гироскопа под действием внешних моментов, можно сформулировать следующим образом. [c.372] Значит, если мы хотим повернуть ось ротора относительно какой-то поперечной оси, то не нужно предпринимать лобовых действий. Надо, сообразуясь с правилом прецессии, приложить момент относительно другой поперечной оси, и тогда гироскоп подч1И1Нтся нашему желанию. [c.373] Теперь посмотрим, что же может дать гироскоп для решения практических задач управления. [c.373] Прецессионные свойства вращаю-шегося ротора в различных условиях проявляются по-разному. В зависимости от схемы подвески гироскоп может нести функции как датчика углов, так и угловых скоростей. Гироскопический принцип может использоваться также для измерения скорости полета ракеты. И наконец, с помощью гироскопов создаются стабилизированные платформы, обеспечивающие необходимые условия для работы других командно-измерительных приборов. На этих вопросах мы и остановимся в той мере, в какой это необходимо для уяснения принципов управления баллистическими ракетами. [c.373] Ротор гироскопа, представленного на рис. 8.7, имеет три степени свободы. Поэтому такой гироскоп называется трехстепенным. [c.373] Внутренней рамке карданова подвеса вовсе не обязательно быть рамкой в буквальном смысле. Эта деталь выполняется в виде замкнутой коробки, оснащенной многополюсной обмотко и играет роль статора, а ротор гироскопа принимает на себя функции короткозамкнутого ротора электродвигателя. Для увеличения числа оборотов используется переменное напряжение повышенной частоты в пределах 500—1000 Гц. Внутренняя полость коробки герметизируется, и в ней создается пониженное давление воздуха или инертного газа. [c.374] На выходе осей подвески необходимо разместить датчики сигнала, свидетельствующие об угловых отклонениях ракеты. [c.374] В основном применяются два типа датчиков — контактные (потенциометрические), питаемые постоянным напряжением (рис. 8.9), и бесконтактные (индукционные), работающие в холостом трансформаторном режиме на усилитель (рис. 8.10). Потенциометрический датчик дает на выходе напряжение, пропорциональное углу поворота токовъемника. Амплитуда выходного напряжения индукционного датчика при малых смещениях якоря также пропорциональна углу, а при больших углах — синусу угла поворота якоря. [c.374] Датчики сигнала, как и все элементы гироскопических приборов, также относятся к числу наиболее точно изготовляемых и имеющих минимальное трение в узлах. Входное напряжение должно быть строго фиксированным, а обмотка потенциометрического датчика выполняется из тончайшего провода, чтобы уменьшить витковую нечувствительность, т. е. снизить скачок выходного напряжения при переходе токосъемника с витка на виток. [c.376] Чтобы перед стартом установить ось гироскопа в заданном направлении, в конструкции должны быть предусмотрены силовые элементы, вызывающие прецессию. Это — обычно электромагнитные устройства, аналогичные бесконтактному датчику, но работающие в режиме нагрузки. Они создают моменты относительно осей подвеса и включены в схему в соответствии с правилом прецессии. Датчиком сигнала ири установке гироскопа служит маятник, задающий стартовую вертикаль. Ориентация ротора относительно второй оси часто осуществляется с помощью компенсационной схемы по условию нулевого сигнала на выходном датчике сигнала. [c.376] Основной показатель качества трехстепенного гироскопа — это точность. Она выражается отклонением оси ротора от заданного направления в единицу времени и для современных приборов в условиях испытания на неподвижном стенде измеряется едииицами угловых минут в час. В реальных условиях полета точность гироскопических приборов снижается. И тем не менее она вполне достаточна, чтобы можно было положиться на гироскоп в течение относительно непродолжительного времени управляемого полета ракеты. [c.376] При длительном полете нужна периодическая коррекция гироскопа. В гиромагнитных компасах, применяемых в авиации, предусматривается магнитная коррекция. Для самолетных гировертикалей применяется маятниковая коррекция. Но это — уже особая тема. [c.376] Вернуться к основной статье