Момент гироскопический системы

Для поворота оси z ротора гироскопа одноосного гиростабилизатора или платформы двух- или трехосного гиростабилизатора в каком-либо заданном направлении или для обеспечения слежения за целью с помощью головки самонаведения, установленной на платформе гиростабилизатора, гироскопической системой управляют с помощью моментных датчиков, расположенных на осях ее прецессии. На рис. РВ.1 и РВ.З представлен силовой одноосный гиростабилизатор, движением оси z ротора гироскопа которого управляют моментным датчиком 3. Рассмотрим движение одноосного силового гиростабилизатора, нагруженного постоянным моментом М%, действующим вокруг оси X его прецессии. [c.317]

Распространение на гироскопические системы аргументации названных ученых показывает, что достаточное условие устойчивости, даже если пренебречь диссипативными силами, заключается в том, чтобы величина VК или в известных случаях величина V—достигала минимума. До этого момента мы имеем совпадение с приближенной теорией, основанной на линейных уравнениях ( 99). Но по аналитической теории условие минимума уже не существенно, и мы можем иметь периодические решения, повидимому, обнаруживающие устойчивость, даже если рассматриваемая функция обращается в максимум. [c.252]

В настоящей статье для решения краевой задачи, описывающей поведение упругой гироскопической системы с распределенными и сосредоточенными массами, используется метод, развитый в [1]. Средние квадратические отклонения параметров системы, а также корреляционные моменты [2] предполагаются достаточно малыми и известными величинами. Гироскопический эффект распределенной массы считается пренебрежимо малым. Рассматривается линейная краевая задача, однако предполагаемое решение без труда распространяется и на квазилинейную краевую задачу с квазилинейными граничными условиями. [c.22]

Среди упругих гироскопических систем, к которым приводятся динамические модели многих быстроходных машин, особое место занимают роторы высокоскоростных ультрацентрифуг. Отличительная черта их конструкции состоит в применении весьма гибкого вертикального вала на упруго податливых опорах с тяжелыми сосредоточенными массами на верхнем или нижнем консольно свешивающемся конце. Встречаются также типы ультрацентрифуг, у которых эти массы устанавливаются одновременно на обоих концах, верхнем и нижнем. Такая конструкция обладает сильными гироскопическими свойствами и, кроме того, из-за большого веса роторов ее динамика может испытывать заметное влияние сил тяжести, в поле которых совершается ее движение. В этих условиях на упругие гироскопические системы такого вида помимо обычных инерционных сип и моментов, связанных с упругими деформациями валов и опор, действуют силы инерций и их моменты, возникаюш ие при движении ротора как гиромаятника [c.32]

Рассмотрим собственные колебания в ноле сил тяжести упругой гироскопической системы, динамическая модель которой изображена на рис. 1. Гибкий вертикальный вал в каждой из своих частей, верхней и нижней, имеющий разное, но постоянное сечение, в средней своей части несет цилиндрический хвостовик. Нижний его конец, образующий точку подвеса, шарнирно опёрт жестко относительно поперечных перемещений и упруго относительно угловых. На хвостовике, масса которого т , а экваториальный и полярный моменты инерции соответственно и Сц, расположены два ряда упругих связей равной жесткости с о (кГ/см). Выше точки подвеса на валу находится одна и ниже ее — две упруго податливые опоры одинаковой жесткости с (кГ/см). Реакции этих опор пропорциональны перемещениям, отсчитываемым от вер- [c.33]

Такой метод определения инерционных и демпфирующих моментов применительно к гироскопическим системам при составлении дифференциальных уравнений движения гироскопов в кардановом подвесе предложен автором в 1955 г. [14]. [c.25]

Кинематическая схема гироскопической системы V-крен , расположенной в корпусе 11 КЛА, представлена на рис. 5.1. Роторы гироскопов помещены в кожухах / и 2 (роторы на рис. 5.1 не показаны) и вращаются вокруг осей Oz и Ог" с большими угловыми скоростями и Qz - Кожухи 1 и 2 закреплены внутри цилиндрических поплавковых камер 3 и 4, вращающихся вокруг осей 0 х и О2Х" их прецессии. Поплавковые камеры 3 и 4 помещены в цилиндрические полости 5 и 6 корпусов гироскопов и взвешены в специальной жидкости. При вращении поплавковых камер вокруг осей 0 х и О2Х" прецессии гироскопов вследствие большой вязкости жидкости, при малых зазорах между цилиндрическими поверхностями поплавка и корпуса прибора, возникают значительные диссипативные моменты, величина которых пропорциональна угловым скоростям вращения поплавков вокруг этих осей. Вокруг осей Oix и О2Л " также действуют моменты, развиваемые спиральными пружинами 7 и S. Для создания гравитационного момента, дейст- [c.91]

Исследование переходных процессов, в течение которых оси роторов совершают быстрые конические движения — нутации, и решение вопросов устойчивости гироскопических систем требуют учета кинетических моментов всех тел, входящих в состав гироскопической системы. Соответствующие уравнения движения являются уравнениями нутационной теории гироскопов. Нутационная теория гироскопов развивалась наряду с прецессионной, хотя и несколько в меньшей степени. Влияние моментов инерции оказывается иногда существенным даже для гирокомпасов. Так, в своей монографии Б. В. Булгаков указывает, что при учете моментов инерции период собственных колебаний однороторного гирокомпаса с возрастанием собственного кинетического момента гироскопа сначала убывает, достигает минимального значения, а затем начинает расти. Если же моменты инерции поплавка не принимать во внимание, то с [c.249]

Уравнения движения. Изменение со временем момента количества движения системы равно, как известно, вращающему моменту, действующему на систему. Механический момент, действующий на магнитный момент ц со стороны магнитного поля В, равен векторному произведению )и X тогда уравнение движения для момента ( гироскопическое уравнение ) можно записать в виде [c.597]

К стабилизирующим моментам кроме моментов исполнительных двигателей или других исполнительных устройств могут относиться также моменты гироскопической реакции гироскопов, установленных на платформе. Системы, в которых моменты гироскопической реакции непосредственно воздействуют на стабилизируемую платформу, представляют собой силовые гироскопические стабилизаторы [3, 5, 18, 34, 36, 38, 42]. [c.11]

Системы стабилизации, в которых стабилизирующие моменты создаются только исполнительными двигателями или другими исполнительными устройствами, а моменты гироскопической реакции гироскопов не используются для непосредственной компенсации моментов, возмущающих платформу, будем называть системами косвенной стабилизации. Гироскопические элементы в системах косвенной стабилизации могут использоваться лишь для выявления отклонений платформы от заданного положения и для формирования управляющих сигналов. [c.11]

Электрические двигатели применяются для приводов косвенно стабилизируемых платформ, а также для создания разгрузочных моментов в системах гироскопической стабилизации, В этих случаях двигатель обычно соединяется с платформой посредством [c.80]

В системах косвенной стабилизации возмущающие моменты, воздействующие на стабилизируемый объект, компенсируются только моментами исполнительных двигателей. Моменты гироскопической реакции гироскопов в компенсации этих возмущений не участвуют. Гироскопические элементы в данном случае могут использоваться лишь для построения неподвижной системы коор- [c.105]

Отклонение гироскопической системы от заданного положения может быть вызвано главным образом моментами сил трения и моментами, которые возникают при перемещении ее центра тяжести вдоль осей XX, УУ. Смещение центра тяжести гироскопа вдоль осей XX, УУ, II в радиальном посевом направлениях может быть вызвано радиальными и осевыми зазорами в главных опорах и опорах подвеса, деформацией карданных колец, неточностью изготовления деталей гироскопа и т. д. [c.52]

Влияние гироскопических сил на свободные колебания твердого тела с четырьмя степенями свободы. Для составления дифференциальных уравнений малых колебаний твердого тела при наличии гироскопических сил следует применять теорему о движении центра инерции системы материальных точек вместе с теоремой об изменении главного момента количеств движения системы материальных точек в относительном движении по отношению к центру инерции. [c.624]

Lq, 1 —момент количества движения системы материальных точек относительно центра О, оси Ох Л) — гироскопический момент —главный момент внешних сил относительно центра О, оси Ох т, М — масса точки, системы точек [c.286]

Сг- — действительные числа. Это означает, что общее решение будет иметь слагаемое, содержащее в виде множителя функцию ехр(г]к )- Пусть т)к > О, тогда найдется сколь угодно близкое к стационарной точке в начальный момент времени решение, удаляющееся в бесконечность при I — оо. Предположим, что т к < 0. Сделаем замену независимой переменной I — —г. Обозначим у дифференцирование по т. Линейная система уравнений с гироскопическими силами примет вид [c.596]

Гироскопический, -ая, -ое, -ие, гироскопический момент (эффект, компас, маятник, прибор, успокоитель качки), гироскопическая стабилизация (сила, система), гироскопическое явление (устройство), гироскопические реакции [c.16]

Бортовые системы, подлежащие стабилизации на заданном направлении в пространстве, обладают большим весом и моментами инерции при этом в условиях интенсивных колебаний летательного аппарата гироскопическая стабилизация испытывает значительные динамические нагрузки. Требования высокой точности стабилизации бортовых систем на заданном направлении в пространстве и тяжелые условия их эксплуатации привели к созданию гироскопических стабилизаторов. [c.5]

Гироскоп в кардановом подвесе при действии на него моментов внешних сил развивает гироскопический момент, уравновешивающий момент внешних сил. В силовых гиростабилизаторах момент внешних сил уравновешивается не только гироскопическими моментами, но также и моментом, развиваемым двигателем разгрузочного устройства или двигателем следящей системы, повышаю- [c.11]

Формула (11) определяет величину гироскопического момента для симметричных гироскопов, которые находят применение в гироскопических приборах и системах. [c.29]

Уравнения (VI.11) полностью совпадают с уравнениями (VI.4), полученными с использованием обобщенных уравнений Эйлера. При составлении уравнений движения сложных гироскопических систем при помощи обобщенных уравнений Эйлера оказывается необходимым для согласования дифференциальных уравнений движения отдельных элементов системы определять моменты реакций связей между элементами с использованием принципа Д Аламбера (такие примеры даются в гл. VII). [c.126]

Гироскопический момент. Вначале рассмотрим гироскоп с одной степенью свободы (рис. 3.121), получаемый из гироскопа с тремя степенями свободы путем жесткого закрепления внутреннего 2 и наружного 3 колец с неподвижным корпусом (см. рис. 3.119). Проведем оси прямоугольной системы координат так, чтобы начало координат совпало с центром масс ротора, а ось х с осью вращения (в этом случае она называется главной осью вращения), и будем предполагать, что ротор полностью уравновешен. Сообщим ротору вращение с угловой скоростью П относительно оси х. В связи с пол- [c.360]

Сообщим теперь системе с вращающимся ротором вместе с основанием дополнительное вращение со скоростью м относительно оси, перпендикулярной к оси х, например, относительно оси г. В этом случае ротор будет совершать сложное вращение и элементарные массы его будут приобретать ускорение Кориолиса, а в них, следовательно, будут возникать силы инерции. Действие этих сил сводится к паре сил и образует гироскопический момент Мг, вектор которого перпендикулярен к плоскости векторов П и м. Гироскопический момент стремится повернуть ось вращения гироскопа X так, чтобы вектор основного вращения й кратчайшим путем совместился с вектором (О. Величина гироскопического момента для рассматриваемого случая движений может быть найдена из выражения [c.360]

Система отсчета для тела вращения. После этих предварительных замечаний обратимся к телу вращения вокруг оси z, имеющему по отношению к этой оси гироскопическую структуру, что обязательно будет иметь место, если симметрия относительно оси z будет не только геометрической, но также и материальной предположим, что тело может свободно двигаться, опираясь на горизонтальную плоскость я. Если О есть точка, в которой в некоторый момент происходит соприкосновение между телом и опорной плоскостью, а G есть центр тяжести твердого тела, необходимо лежащий на оси симметрии z, то плоскость меридиана Oz, проходящая через точку соприкосновения, обязательно будет вертикальной, как плоскость, перпендикулярная к касательной в точке О к параллели твердого тела, лежащей в плоскости п. [c.210]

Величина статического отклонения Рн в гироскопических системах обычно невелика, и движение гироскопа, нагруженного моментом М% внешних сил, в основном характеризуется первым членом уравнения (11.20), определяю1Цим прецессию гироскопа. [c.73]

Составлениё дифференциальных уравнений движения сложной гироскопической системы с помощью второго метода Лагранжа не требует отыскания моментов реакций связей и, следовательно, глубокого анализа физики явлений, происходящих при движении системы, а сводится к выполнению ряда формальных математических преобразований. [c.126]

Рассмотрим определение сил взаимодействия звеньев на примере карданного подвеса гироскопических систем, учтя при этом силы тсулонова трения, наличие зазоров в сочленениях, обусловливающих возможность перекоса втулок звеньев относительно осей. Карданный подвес находит широкое применение в гироскопических системах и точность и надежность его действия существенно зависят от правильности определения сил взаимодействия звеньев в шарнирных сочленениях. Рассмотрим простейший карданов подвес (рис. 5.5, а). Основание отмечено на рис. 5.5, а номером 0 и штриховкой, сопряженное с ним звено — подвижное кольцо — номером I. С этим последним с помощью вращательных пар последовательно соединены рамка 2 (кольцо) и платформа 3. Введем следующие обозначения F ,j- и — нормальный и касательный составляющие векторы результативных реакций вращательных кинематических пар, причем Fjp,j = fFгде/, —коэффициент трения скольжения или приведенный коэффициент трения качения подшипников, A j — точки соприкосновения втулок и осей при перекосах в шарнирах. Составим уравнения равновесия сил и моментов сил трех элементов подвеса [c.91]

Широкое распространение получил метод коррекции гироскопа путем сравнения его показаний с усредненными показаниями измерителя, регистрирующего отклонение от выбранного направления. Таким измерителем может быть маятник, магнитный компас, радиокомпас, индукционный компас. Корректирующее устройство состоит из измерителя, фиксирующего отклонение гироскопической системы от заданного положения, и исполнительного элемента (датчика момента), создающего момент коррекции необходимой величины и направления. Входной величиной данной системы является угол ф, характеризующий направление, которое должна воспроизводить ось собственного вращения гироскопа. Угол фд, определяющий действительное поло>йение оси собственного вращения гироскопа, является выходной величиной. [c.366]

Системе уравнений (4.12) соответствует структурная схема по-лупассивной гироскопической системы, приведенная на рис. 4.12. Входными величинами в данном случае являются возмущающий дм управляющий моменты Mz, а выходными — углы отклонения и р. [c.89]

Дл л исследования стабилизации спутника (ф = 0) в уравнения движении (1.25) следует добавить моменты (см гл. 5), создаваемые гравитационным полем, а также дифференциальные уравнения (1.25) представить в несколько более общем виде с учетом несимметрии эллипсоида инерции спутника. Исследо-BjHHe подобной гравитационной системы в комбинации с гироскопической системой стабилизации дается в гл. 5. Гравитационные методы стабилизации спутников без гироскопических устройств в настоящей монографии не рассматриваются. [c.16]

Двухгироскопная гравитационно-гироскопическая система типа V-крен предназначена для стабилизации спутника вокруг центра его масс в орбитальной системе координат. Возникающие в центрально-симметричном гравитационном поле Земли или какой-либо иной планеты гравитационные моменты определенным образом ориентируют его относительно направления гравитационного поля Земли (эффект гантелей). При соответствующем выборе соотношения моментов инерции спутника относительно главных осей его инерции достигается пассивная трехосная стабилизация спутника в орбитальной системе координат, называемая его либрацией. (Об образовании восстанавливающего момента вокруг нормальной оси спутника при естественной его стабилизации в орбитальной системе координат см. гл. 1). [c.90]

Следовательно, движение системы устойчиво при любом Н и Наглядное представление о продольном движении спугни-ка, стабилизируемого гравитационно-гироскопической системой типа V-крен , можно получить из рассмотрения простой модели системы (рис. 5.4). Модель системы продольной стабилизации КЛА представляет собой одноосный двухгироскопный стабилизатор с нижней маятниковостью Kz=Gl) и с поплавковыми гироскопами, движение которых ограничено спиральными пружинами с жесткостями Ki и /Сг. При поворотах модели вокруг оси 0Z возникает момент Mz от силы тяжести, равный [c.100]

Гравитационно-гироскопическая система типа V-крен пригодна для стабилизации спутника при действии на него малых возмущающих моментов, низкой точности угловой его стабилизации и нежестких требованиях к качеству переходных процессов. [c.107]

Действие гироскопических сил мы наблюдаем и в опыте с платформой Жуковского. Разбирая закон сохранения момента импульса системы, мы объясняли, что экспериментатор, находящийся на невращающейся платформе и держащий в руках раскрученное колесо, придет во вращение, если он повернет ось крутящегося колеса из горизонтального в вертикальное положение (см. рис. 9.20, б, б). Теперь мы можем объяснить вращение экспериментатора. Как только экспериментатор начнет поворачивать ось колеса в вертикальной плоскости (вокруг горизонтальной оси), возникнут гироскопические силы, стремящиеся повернуть ось колеса вокруг вертикальной оси. Эти силы действуют на руки человека и заставляют его поворачиваться вокруг вертикальной оси. [c.263]

Более эффективное использование момента гироскопических сил достигается в предложенном Э. Сперри активном гироскопическом успокоителе качки (1911). В нем имеется два двухстепенных гироскопа большой силовой и малый — индикаторный. Большой гироскоп подвешен и ориентирован на судне так же, как в успокоителе системы Лликка, но центр масс подвижной системы находится здесь на оси прецессии, а момент на этой оси создается с помощью исполнительного электродвигателя и управляемого тормоза. Малый гироскоп играет роль датчика угловой скорости бортовой качки. Для этого его прецессионные движения стеснены возвратной пружиной и он расположен на судне так, что ось прецессии его перпендикулярна плоскости палубы, а ось ротора в положении равновесия параллельна поперечной оси судна. Малый гироскоп через контактное устройство по оси прецессии управляет большим гироскопом так, что либо накладывает на камеру последнего полный момент сил того или иного знака, развиваемый двигателем, либо посредством электромагнитного тормоза стопорит камеру большого гироскопа относительно судна. [c.172]

Свободный трехстепенной гироскоп. Рассмотрим гироскоп с тремя степенями свободы, закрепленный так, что его центр тяжести неподвижен, а-ось может совершать любой поворот вокруг этого центра (см. рис. 332) таь ой гироскоп называют свободным. Для него, если пренебречь трением в осях подвеса, будет 2шо ( )=0 и / o= onst, т. е. модуль и направление кинетического момента гироскопа постоянны (см. 117). Но так как направления вектора Ко и оси Ог гироскопа все время совпадают, то, следовательно, и ось свободного гироскопа сохраняет неизменное направление в пространстве по отношению к инерциальной (звездной) системе отсчета. Это одно из лажных 2, свойств гироскопа, используемое при конструировании гироскопических приборов. [c.335]

Группы Задачи на вычи-слепие кинетического момента системы (задача 981) Задачи, в которых имеет место сохранение кинетического момента системы (задачи 982-989) Задачи, относящиеся к вращению твердого тела вокруг неподвижной оси Задачи, относящиеся к крутильным колебаниям Задачи на определение гироскопических реакций (задачи 1 029- 1035.1 0391 [c.354]

Р. Влияние гироскопических сил на свободные колебания системы с двумя степенями свободы. При составлении дифференциальных уравнений малых колебаний с учетом гироскопических сил можно применять теорему об изменении главного момента количеств движения относительно неподвижных осей коор,цинат [c.607]

Рассмотрим колебания плоского гироскопического маятника изображенного на рис. 5.25, предполагая, что на кожух гироскопа действует специальный момент, создаваемый с помощью асинхронного мотора [16]. Пусть а — уюл отклонения маятника от вертикального положения, р — угол поворота кожуха, ю — собственная угловая скорость 1 ироскопа. Будем рассматривать малые колебания системы. Тогда кинетическая энергия может быть представлена в виде ) [c.170]

В качестве второго примера рассмотрим динамическую систему с гироскопическим стабилизатором [10, UJ. Конкретным примером такой системы может служить однорельсовый вагон с гироскопической стабилизацией. При отсутствии момента, ускоряющего прецессию кольца гироскопа, такая механическая система не имеет устойчивых режимов. Для получения устойчивых режимов вводят специальный момент[9]. Будем аппроксимировать этот специальный момент (сервомомент) кубической параболой. Уравнения малых колебаний такой механической системы будут (рис. 5.37) [c.200]

Динамика системы материальных точек сначала излагается для случая, когда движение стеснено произвольными дифференциальными связями. Из принципа Даламбера-Лагранжа (общее уравнение динамики) с использованием свойств структуры виртуальных перемещений [68] выводятся общие теоремы динамики об изменении кинетической энергии (живой силы), кинетического момента (момента количеств движения), количества движения. Изучается динамика системы переменного состава [1]. На основе принципа Гаусса наи-меньщего принуждения выводятся уравнения Аппеля в квазикоординатах. Получены также уравнения Воронца и, как их следствие, уравнения Чаплыгина. Установлено, что воздействие неголономных связей включает реакции, имеющие гироскопическую природу [44]. [c.12]

Динамика твердого тела изучается на основе общих теорем об изменении кинетической энергии, кинетического момента и количества движения, а также с помощью основных понятий геометрии масс. Показывается, что аппарат динамики системы материальных точек применим для описания движения твердого тела и систем твердых тел. Проясняется вычислительная экономность использования уравнений Эйлера. Традиционно анализируются случаи Эйлера-Пуансо, Лагранжа-Пуассона, Ковгияевской [24]. В качест)зе примера методики по.чучения частных случаев интегрируемости приводятся случаи Гесса и Бобылева-Стеклова [6]. С целью демонстрации приложения развитых методов к практике даются основы элементарной теории гироскопов [14, 41], достаточные для качественного анализа действия гироскопических приборов. [c.12]

Определить, в KaKoii море па величину угла наклона влияет гироскопический момент колос велосипеда, положив, что он движется со скоростью у = 20 д дг/час по дуге окружности радиуса Я = Ж) -М, масса колеса 2,Г) кг, его радиус / =0,5, радиус инерции 0,3 м, масса всей системы (велосипедист + велосипед) 75 кг, высота ее центра тяжести 1 м. [c.233]

В современной системе гироскопического успокоителя движение оси гироскопа вызывается внешним источником энергии. Маховик гироскопа, установленный так же, как и маховик успокоителя Шлика, приводится во вращение электромотором другой электромотор сообщает оси маховика прецессионное движение в продольной плоскости судна. Это движение регулируется чувствительным малым контрольным гироскопом, регистрирующим наклон судна при качке контрольный гироскоп замыкает в надлежащую сторону ток через реле, обеспечивающее такое движение мотора, ири котором создается момент, противодействующий моменту волн, вызывающих качку. [c.375]

На рис. 391 представлена модель гироскопического однорельсового вагона. Свойство гироскопа сообщать вагону устойчивость объясняется так же, как и в случае успокоителя Шлика при наклоне вагона в какую-либо сторону вокруг продольной оси рама гироскопа повернется вокруг поперечной оси, что сопровождается появлением гироскопического момента, стремящегося выправить вагон — снова установить его в вертикальное положение. В противоположность гироскопу Шлика центр тяжести рамы и маховика должен в рассматриваемом случае находиться над осью вращения рамы (добавочный груз сверху), т. е. система гироскопа и рамы сама по себе неустойчива, как и вагон. [c.375]

Особенно высокие требования по точности и надежности предъявляются к гироскопическим приборам инерциальной системы навигации, поскольку они должны быть нечувавительными к внешним помехам и обеспечивать точное и надежное управление объектом. Очень важным также является требование обеспечения минимального момента трения в опорах карданового подвеса гироскопа. Повышенные требования к точности работы прибора приводят к необходимости применять гироскопы поплавкового типа, а также гироскопы с воздушным подвесом. [c.363]

Если такое твердое тело отнесем к системе Oxyz, ось z которой совпадает с гироскопической осью, и обозначим, как обычно, через А, В, С (главные) моменты инерции твердого тела относительно осей X, у, г, то характеристическое условие гироскопической структуры определится равенством [c.241]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...