Гирогоризонт

Рис. 6.11.2. Принцип действия гирогоризонта

Другим важным применением гироскопов являются различные гироскопические навигационные приборы гирогоризонт, гирокомпас и т. д. Создание искусственного горизонта является одной из важнейших [c.457]

Экипажи обычно не могут иметь длительное время большое ускорение одного направления. Наиболее неблагоприятный в этом отношении случай — это набор скорости, который может длиться значительное время и вызвать хотя и не очень большие, но все же заметные отклонения оси гироскопа. Ускорения при поворотах длятся короткое время, а при качке они меняют направление, и отклонения оси гироскопа под влиянием этих переменных ускорений в результате усреднения оказываются незначительными. Таким образом, гироскопический маятник с большим периодом прецессии может служить искусственным горизонтом. Такие гирогоризонты сейчас широко применяются на морских судах для астрономических наблюдений, на самолетах при слепом полете и для различных специальных целей. [c.457]

Гироскопы широко применяются в навигационных приборах гироскопические компасы, гирогоризонты, указатели поворотов и т. д. [c.264]

Таким образом, в конце XIX в. произошло зарождение гироскопической техники были созданы или находились в разработке первые гироскопические приборы — гирогоризонт, гироскоп направления, гироскопический компас. На очереди находились и другие важные применения гироскопа. [c.143]

Рис. 11. Гирогоризонт Сперри с воздуходувной коррекцией

В 1927 г. Сперри создал оригинальный гирогоризонт (рис. 12), в котором ротор гироскопа, выполненный в виде стального шара, приводился во вращение магнитным полем и поддерживался тонким слоем воздуха, заключенного между нижней частью шара и бронзовой опорной чашей. Подобное устройство гироскопа обладало весьма ценными достоинствами и в дальнейшем использовалось в других приборах. [c.157]

В работе определено систематическое уклонение гирогоризонта относительно географического трехгранника, не участвующего в рысканьи корабля, и показано, что в этом случае оно равно нулю, а колебания приборной вертикали относительно ее среднего положения малы при надлежащем выборе параметров коррекции. [c.163]

К гироскопическим навигационным приборам относятся гирокомпас, гирогоризонт, указатель поворотов и др. Принципы устройства этих приборов весьма разнообразны, но в основе их также лежат рассмотренные выше свойства гироскопа. [c.407]

Аналогичным образом устроен и гирогоризонт — прибор, позволяющий пилоту поддерживать свой самолет в горизонтальном положении, когда естественный горизонт не виден. В гирогоризонте ротор гироскопа вращается вокруг вертикальной оси, сохраняющей свое направление при наклонах самолета. [c.432]

Значительные достижения в области теории гироскопов принадлежат Б. В. Булгакову. Им рассматривались задачи о вынужденной прецессии гироскопа, о движении гироскопа в сопротивляющейся среде, о движении гирогоризонта с маятниковой воздуходувной коррекцией. Им создана теория морского гирогоризонта с несимметричным кардановым подвесом и теория накопления баллистических девиаций гироскопических устройств, в частности, гироскопического компаса. [c.246]

Искусственные горизонты, гирогоризонты и индикаторы поворотов и виражей. Их [c.109]

Работа маятниковой коррекции в пневматических гирогоризонтах осуществляется следующим образом. Предположим, что под действием какой-либо силы главная ось гироскопа г—г отклонилась влевО от своего вертикального положения на угол а, и заняла положение г —г (фиг. 397). [c.482]

Пример 6.11.2. Гиромаятником называется гироскоп с тремя степенями свободы, центр масс которого принадлежит оси фигуры (случай Лагранжа-Пуассона, см. 6.8). Такой гироскоп служит основным чувствительным элементом гирогоризонта — прибора, предназначенного для надежного определения вертикали или перпендикулярной к ней горизонтальной плоскости. Гиромаятник движется, как быстро закрученный волчок Лагранжа. Ось фигуры подчиняется закону псевдоре-гулярной прецессии (теорема 6.8.4). Угловая скорость прецессии гр направлена вдоль вертикального вектора ез. По теореме об изменении кинетического момента получим (рис. 6.11.2) [c.499]

Пример I. У с т о 11 I II D о с т ь движения г и р о г о-р и а о 11 т компас а. Чувстпптсльпый элемент гирогоризонт-компаса состоит из двух идентичных гироскоиов 1 и 2, установленных D сфере и соединенных между собой (рис. 7.4). А. )0. Ишлнн-скпй в своей работе (22J показал, что если на гироскопы подавать управляющий момент [c.222]

Для выяснения принципа действия гирогоризонта мы рассмотрим поведение гироскопического маятника в экипаже, обладающем ускорением. Пока экипаж не обладает ускорением, гироскопический маятник, ось которого расположена вертикально, сохраняет неизменным свое положение. Если возникло ускорение экипажа, то в системе отсчета, связанной с экипажем, появляются силы инерции. Их действие можно учесть как некоторое эквивалентное изменение направления силы тяжести. Направление оси гироскопического маятника уже не будет совпадать с направлением силы тяжести, и гироскоп начнет прецессировать. Но приведенную длину гироскопического маятника можно сделать очень большой (порядка сотни километров ), так что период прецессии будет составлять десятки минут. Если ускорение длится короткое время, то ось гироскопа вследствие медлеиности движения не успеет уйти далеко от направления вертикали, которое она занимала прежде. Поэтому кратковременные ускорения вообще заметно не отклоняют оси гирогоризонта от вертикали. [c.457]

Аналогично будет вести себя не вполне свободный гироскоп под влиянием вращения Земли (рис. 249). Если ось его мо кет вращаться только в горизонтальной плоскости данного места, то под влиянием угловой скорости вращения Земли ш она установится в направлении проекции w на горизонтальную плоскость, т. е. в направлении меридиана данного места, причем вектор момента импульса будет иметь направление на север. Таким обра юм, не вполне свободный гироскоп в комбинации с устройством, удерживающим его в горизонтальной плоскости (ианример, с гирогоризонтом), может служить компасом. [c.459]

К таким приборам, например, относятся гировертикаль и гирогоризонт, применяемые на баллистических ракетах вертикант и горизонт. [c.118]

Ось гироскопа, действительно, сохраняет свое положение в пространстве, но это достигается лишь тогда, когда на маховик гироскопа, его ось и другие чувствительные элементы не оказывается никаких возмущающих силовых воздействий. Создание такого гироскопа, а на его базе многочисленных гироскопических приборов — гирокомпасов, гирогоризонтов, указателей отклонений, гироориентиров, автопилотов и др.— дело трудное и интересное. Создание таких систем знаменовало собой целую эпоху в истории приборостроения, сделало возможной инерциальяую навигацию. Без них немыслимы полеты самолетов и космических систем, плавание современных кораблей и т. п. [c.142]

Из рассмотренного видно, что одним из главных направлений, по которому шло совершенствование гироскопического компаса, было сокращение его девиаций повышением точности удержания системы в горизонтальной плоскости. Решение этой принципиальной задачи — создание с помощью маятника и гироскопа достаточно точно горизонтируемой базы — было необходимо не только для хорошей работы гироскопического компаса, но имело важное самостоятельное прикладное значение. Поэтому еще во второй половине XIX в. было затрачено немало труда на практическое осуществление приборов такого назначения. Наиболее удачной была разработанная Г. Фле-рие конструкция гирогоризонта, служившего дополнением к секстанту и позволявшего определять местоположение корабля по светилу в отсутствие видимости горизонта. За нее Флерие был удостоен удвоенной премии Париж- [c.154]

Гирогоризонт Флерие обладал серьезными принципиальными недостатками. Ротор в нем, разгоняемый воздушной турбиной, во время пользования прибором вращался на выбеге , что сокращало возможную длительность наблюдения. С другой стороны, требовалось значительное время для снятия показаний прибора. В 1915 г, Г. Аншютц предложил новый гирогоризонт (рис. 10), в котором перечисленные недостатки были частично устранены. Основой его также был гиромаятник. Однако ротор, заключенный в камеру, вращался непрерывно и приводился в движение асинхронным двигателем. Камера здесь помещена в карданов подвес, внутренняя ось которого расположена несколько выше центра масс системы камера—ротор , а внешняя ось — еще выше.. Такое расположение осей имело целью сократить период собственных колебаний системы и в то же время добиться того, чтобы вынужденные колебания ее вокруг внешней оси оставались достаточно малыми. Внутреннюю ось во время наблюдений ставили в вертикальную плоскость, содержащую светило, высоту которого измеряют. Прибор был снабжен кольцевым успокоителем и специальным грузиком, который можно было расно- [c.155]

Рис. 10. Гирогоризонт Ан-шютца с непересекающимися осями карданова подвеса р — вертикальная плоскость, содержащая светило)

Искусственные горизонты, в основе которых был гиромаятник, обладали одним общим недостатком момент силы тяжести, возникавший при отклонении гиромаятника от вертикали, вынуждал гироскоп прецессировать таким образом, что вершина его двигалась не к положению равновесия, как это желательно, а в перпендикулярном направлении. Лишь добавочные силы сопротивления, естественно нрисутствуюп ие или искусственно вводимые, вызывали, кроме этого тангенциального движения вершины гироскопа, еще и ее радиальное движение — к положению равновесия. Э. Сперри впервые предложил гирогоризонт (рис. 11), в котором при отклонении искусственной вертикали от истинной возникал момент, вынуждавший приборную вертикаль двигаться в направлении истинной вертикали но кратчайшему пути. Такой способ управления гироскопом гирогоризонта, впоследствии названный радиальной коррекцией, достигался с помощью маятниковых заслонок, регулировавших истечение воздуха из камеры гироскопа. Прибор этот, разработанный с большой выдумкой, нашел широкое применение в авиации. [c.157]

Рис. 12. Схема гирогоризонта с шаровым ротором в газодинамическом подвесе (кардано-вы подвесы статора двигателя, следящего кольца и маятника не показаны)

Значительные работы в теории гироскопов принадлежат Б. В. Булгакову. Остановимся здесь лишь на тех его работах, которые относятся к гирогоризонтам и щрокомпасам. [c.160]

В 1937 г. Б. В, Булгаков и С. С. Тихменев опубликовали статью , в которой детально исследуются погрешности гирогоризонта с воздуходувной коррекцией. Авторы вводят в рассмотрение нелинейность момента коррекции, сухое трение на осях карданова подвеса. С учетом всех этих факторов строятся траектории движения вершины гироскопа и находятся его скрростная и баллистическая девиации. Для последней отыскивается наибольшее возможное ее значение при заданной максимальной скорости самолета и прямолинейном его движении. [c.160]

В том же году Б. В. Булгакав публикует еще одну статью по гироскопии . Она посвящена теории упомянутого выше морского гирогоризонта Аншютца с непересекающимися осями карданова подвеса. Изучая вынужденные и свободные колебания прибора, автор получает результаты, позволяющие выбирать параметры нрибора и оценивать его точность. [c.160]

В 1939 г. появилась в свет монография Б. В. Булгакова Прикладная теория гироскопов В этой содержательной книге изучается широкий круг гироскопических приборов того времени гирогоризоптов, астатических гироскопов, однороторных и многороторных компасов, непосредственных гироскопических стабилизаторов. В ней излагается также общая теория движения симметричного гироскопа. В разделах, касающихся гиромаятников и гирогоризонтов, помимо вопросов, рассмотренных автором и другими исследователями ранее, решается ряд новых задач. Показано, что при наличии сопротивления среды нутация гироскопического маятника затухает быстрее прецессии. Детально разработана теория гирогоризонтов с квазиупругой радиальной коррекцией, включая вопрос об их баллистических девиациях. Изучены баллистические девиации гирокомпаса при наличии гидравлического успокоителя и получены их выражения в виде определенных интегралов, что заведомо избавляет от неточности, допущенной в свое время Геккелером. При изучении баллистических девиаций различных гирогоризонтов и гирокомпасов применяется общий метод находится движение основания, при котором девиация будет наибольшей. Эта монография Булгакова, переизданная в 1955 г., и по сей день является настольной книгой гироскопистов. [c.161]

В 1940 г. А. Ю. Ишлинский обратился к вдследованию влияния качки и маневрирования корабля на поведение гировертикали с шаровым ротором в газодинамическом подвесе. Задача здесь осложнена тем, что на ротор действуют аэродинамические и электродинамические силы, распределение которых в то время еще было изучено слабо. Использованный в работе метод позволил обойти это затруднение. Составив в рамках прецессионной теории уравнения движения гироскопа относительно географического трехгранника в предположении действия произвольных сил и использовав результаты испытания прибора на неподвижном относительно Земли основании, автор сначала решает обратную задачу динамики и отыскивает по известному движению ротора моменты сил, действию которых он подвержен в реальном приборе. Поскольку заведомо известно, что эти моменты зависят при медленных движениях опорной чаши и статора двигателя лишь от положения относительно их ротора, удается перейти к решению прямой задачи динамики и предсказать поведение прибора на качке и при маневрировании корабля. Это исследование позволило правильно подойти к выбору параметров гирогоризонта и высказать предложения, улучшающие его. Продемонстрированный в ней метод сочетания эксперимента с теоретическим рассмотрением механики прибора положил начало углубленному изучению действующих в шаровом гироскопе сил и возможностей его совершенствования. [c.162]

Названные работы А. Ю. Ишлипского по теории гирогоризонтов позднее вошли в его монографию, опубликованную впервые в 1952 г. Она содержит результаты более чем десятилетних исследований автора и охватыва-164 ет широкий круг вопросов механики, связанных с применением гироскопов. Первые главы монографии посвящены геометрии и кинематике гироскопических систем, а также вопросам ориентации объектов, управляемых гироскопическими приборами. Много внимания уделено изучению новых явлений, связанных с упругостью элементов устройств. В главе, посвященной линейной теории гироскопических систем, кроме общих вопросов и уже упоминавшегося исследования различных гировертикалей, строится еще теория креновыравпивателя и гироскопической рамы. Ряд решаемых автором задач теории гироскопов объединен по тому признаку, что в них существенным является учет нелинейностей в системе. Наконец, в отдельной главе собраны разнообразные исследования, в которых обнаруживаются новые явления, такие, как поклон волчка , ошибки гироскопического интегратора ускорений, ошибки свободного гироскопа на вибрациях. Отметим, что содержащиеся в монографии исследования, как правило, имели целью найти ответ на вопросы теории, возникавшие при создании, испытании и эксплуатации гироскопических устройств, а содержащиеся в ней новые результаты получены в большинстве случаев благодаря тому, что в ходе исследования были выявлены и учтены обстоятельства, ранее считавшиеся несущественными. Стремление к более пристальному изучению механики гироскопических систем путем вскрытия новых факторов в их работе стало характерным для многих исследований последних двадцати лет, образовавших целое направление в прикладной теории гироскопов. [c.164]

Развитие авиационной и ракетной техники выдвинуло ряд новых задач теории относительного движения и теории гироскопов. В наших современных курсах механики и сборниках задач по теоретической механике подавляющее большинство рекомендуемых примеров рассматривается в предположении, что Земля неподвижна и системы координат, связанные с Землей, можно считать инерциаль-ными. Полеты межконтинентальных баллистических ракет, полеты искусственных спутников, полеты к Луне, полеты к планетам солнечной системы требуют более широкого взгляда на явления механического движения. Гироскопические устройства на летательных аппаратах (гирогоризонт, гировертикант, гиростабилизированные платформы, автопилоты) находятся, как правило, в условиях, когда точки подвеса гироскопов совершают неинерциальные движения и механические задачи существенно усложняются. [c.30]

Гироскопы нашли широкое примепепне в морской и авиационной практике, где они служат для определения направления (гирокомпас) и горизонта (гирогоризонт). В этих приборах используются быстровращающиеся симметричные гироскопы с тремя степенями свободы. Три степени свободы обеспечиваются специальным карда новым подвесом (рис. 244). Ротор гироскопа представляет собой тяжелый маховичок, который приводится в движение от мотора и подвешен в двух кольцах, как показано на рис. 244. Наружное кольцо может свободно вращаться в неподвижных подшипниках, а внутреннее — в подшипниках, укрепленных в наружном кольце. Гироскоп, центр-тяжести которого совпадает с неподвижной точкой (точкой пересечения подвижных и неподвижной осей вращения колец и ротора), называется астатическим. Если ротору астатического гироскопа сообщить быстрое вращение соо вокруг собственной оси, то вследствие отсутствия момента внешних сил, вектор момента количества движения этого гироскопа будет сохранять постоянными величину и направление. Если приложить к собственной оси гироскопа некоторую силу Р, то действие этой силы сведется к действию пары сил с моментом [c.431]

Развитие авиационной и ракетной техники выдвинуло ряд новых задач теории относительного движения и теории гироскопов. В наших современных курсах механики и сборниках задач по теоретической механике подавляющее большинство рекомендуемых примеров рассматривается в предположении, что Земля неподвижна и системы координат, связанные с Землей, можно считать инерциальными. Полеты межконтинентальных баллистических ракет, полеты искусственных спутников, полеты к Луне., полеты к планетам солнечной системы требуют более широкого взгляда на явления механического движения. Гироско-лические устройства на летательных аппаратах (гирогоризонт, гировер- [c.11]

Исследованию точности гироскопического горизонта, корректируемого при помощи сферического маятника, в условиях нерегулярной качки корабля посвящена работа С. С. Ривкина (1960). В ней определяются математические ожидания и дисперсии углов, определяющих положение сферического маятника, и определяются погрешности в показаниях корректируемого сферическим маятником гирогоризонта. Показано, что ошибки гирогоризонта во много раз меньше ошибок маятника-корректора. [c.255]

Первое направление возникло и развивалось в рамках прикладной теории гироскопов и связано с разработкой таких маятниково-гироско пических навигационных приборов, как гирогоризонты и гирокомпасы. Основные результаты, полученные здесь, были указаны выше. Отметим лишь следующее. [c.257]

Задача коррекции гиростабилизатора встречается, например, в гировертикалях, гирогоризонтах, гироазимутах, гироазимутго-ризонтах и т. п. Задача управления гиростабилизатором возникает в том случае, когда гиростабилизатор применяется в качестве исполнительного элемента, например, при наведении и слежении телескопом за небесными телами, в координаторах цели систем самонаведения ракет и т. п. [c.283]

Гировертикалями или гирогоризонтами называются гироприборы, определяющие вертикаль места или плоскость, ей перпендикулярную (плоскость горизонта). Для устранения отклонений применяются корректирующие устройства (два маятника с потенциометрическими датчиками) Сигналы с потенциометров подаются на датчики, которые создают корректирующие моменты. yuie TByei несколько харак1еристик коррекции пропорциональные, постоянные, смешанные и с гистерезисной петлей Выбор характеристики коррекции зависит oi условии, и которых гироскопический прибор будет работать [c.187]

Таким образом, гирогоризонт связан с парой рулей II—IV, а гировертикант — с парой I—III, и система стабилизации распадается на две подсистемы одна — по тангажу, другая — по крепу и рысканию. [c.393]

Основная идея сводится к тому, чтобы на всем участке выведения выдерживать кажущуюся скорость вблизи номинала. Предположим, что на оси выходного диска гироинтегратора (см. рис. 8.13) установлена рамка потенциометрического датчика, поворачивающаяся по заданной программе от независимого временного механизма так, что угол поворота воспроизводит движение диска 7 при условии выполнения номинального закона для кажущейся скорости. Токосъемное же устройство крепится к диску 7. Конструкция узла практически не отличается от программного устройства, установленного иа гирогоризонте для изменения угла тангажа. Если кажущаяся скорость в полете следует номиналу, токосъемник относительно обмотки потенциометра не смещается, и сигнал на выходе равен нулю. Представим теперь, что двигатель дает тягу, меньшую номинала. Тогда токосъемник в своем движении будет отставать от рамки потенциометра, и возникает сигнал на форсирование двигателя. Подача рабочего тела на турбину увеличится, расход и тяга возрастут, увеличится кажущаяся скорость, увеличится скорость вращения диска 7, и сигнал, снимаемый с потенциометра, станет уменьшаться. Это означает, что кажущаяся скорость ракеты следует заданному номинальному закону изменения. В итоге. момент выключения двигателя Ia не будет сильно отличаться от номинального, и методические ошибки наведения будут уменьшены. [c.428]

Генератор горячих газов 108 Гесса закон 206 Гибкость корпуса 418 Гидразин 230 Гироблок 389 Гировертикант 392 Гирогоризонт 392 Гироскоп 324, 365, 371 [c.487]

Предположим, что на борту КА, осуществляющего полет по квазикруговой орбите, устаноален гироскоп в трехстепенном кардановом подвесе, наружная ось которого параллельна оси ОУд (служащей продолжением радиуса-вектора г) орбитальной системы координат (рис. 12.4). Пусть на наружной оси установлены датчик момента ДМ и датчик угла ДУг. а на внутренней, лежащей в плоскости орбиты, размещен датчик угла ДУ При этом ДМ связан с ДУ схемой рамочной коррекции, обеспечивающей совмещение оси гироскопа с вектором угловой скорости вращения орбитальной системы координат о). Поскольку (о направлен в сторону, противоположную оси 02о рассматриваемой системы, такой гироскоп может играть роль построителя положения плоскости орбиты. Данное обстоятельство послужило основанием для введения термина гироорбита (по аналогии с терминами гирогоризонт, гировертикаль). Другим названием гиро-орбиты, более точно соответствующим ее существу, является. [c.316]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...