Гироскоп устойчивость быстрых вращений

Для того чтобы обеспечить пуле и снаряду устойчивость в полете, ствол винтовки и орудия снабжают винтовой нарезкой. Тогда при выходе из ствола пуля и снаряд получают быстрое вращение вокруг продольной осп и приобретают свойства быстро вращающегося гироскопа, обеспечивающие их устойчивость в полете. [c.253]

Приближенная теория гироскопических явлений позволяет дать элементарное объяснение движению тяжелого гироскопа (волчка). Сообщим (рис. 387) симметричному однородному телу вращения быстрое вращение вокруг его оси. Допустим, что эта ось, будучи в исследуемом положении вертикальна, может вращаться вокруг неподвижной точки О. Если бы гироскоп пе вращался, то имелось бы неустойчивое положение равновесия. Быстрое вращение сообщает гироскопу свойство устойчивости. В самом деле, дадим оси толчок в направлении, перпендикулярном к плоскости рисунка, приложив к ней в течение весьма малого промежутка времени силу F. Следствием этого, если оставаться в рамках элементарной теории, будет перемещение оси материальной симметрии тела (т. е. вектора К) на некоторый угол в направлении момента силы F относительно неподвижной точки О, т. е. в направлении, перпендикулярном к F (новое положение оси указано на рис. 387 штриховой линией). [c.371]

Резюмируя предыдущее исследование, мы можем сказать, что среди равномерных вращений тяжелого гироскопа вокруг гироскопической оси, расположенной вертикально, с центром тяжести выше закрепленной точки, быстрые вращения ( A2 2) будут устойчивыми. [c.144]

Из этого неравенства следует, что если обе степени свободы при р = О неустойчивы, то неустойчивое положение можно превратить в устойчивое (в смысле устойчивости по первому приближению), если придать Р достаточно большое значение. Неустойчивое положение становится устойчивым, если гироскопу сообщить достаточно быстрое вращение. [c.181]

Он обратно пропорционален угловой скорости собственного вращения (момент М может иметь произвольные направления, и поэтому угол поворота оси не обязательно лежит в горизонтальной плоскости). Чем больше , тем меньше йф и, следовательно, тем устойчивее ось вращения (труднее кратковременной силе отклонить ее от первоначального положения). Однако длительное действие даже небольшого момента может вызвать отклонение оси (в результате прецессии) на значительный угол. Этим свойством быстро вращающегося волчка (гироскопа) пользуются в навигационных приборах (гироскопический компас, искусственный гироскопический горизонт). [c.258]

Всем известна детская игрушка волчок (юла). Сообщив волчку быстрое вращение вокруг оси, каждый еще в детстве наблюдал необычную устойчивость волчка, стоящего па остром конце своей оси Запустив волчок на лист картона, мы можем подбросить волчок. Волчок во время полета сохраняет направление своей оси и, падая острием на картон, продолжает устойчиво стоять, пока он обладает достаточной скоростью вращения вокруг своей оси (рис. 182). Все эти явления объясняются законами изменения момента количества движения (формула (65.8)), о чем мы скажем Ниже, анализируя законы движения гироскопов. Гироскопом называется симметричное относительно оси вращения тело (обычно диск), совершающее быстрое движение вокруг своей оси. Для выяснения основных законов вращения гироскопа желательно закрепить его [c.239]

Вот в чем заключается устойчивость быстро вращающихся гироскопов и вот почему для демонстрации вращения Земли необходимо пользоваться гироскопами, делающими значительное число оборотов в секунду. [c.222]

Движение волчков отличается от движения гироскопов тем, что в общем случае они не имеют ни одной неподвижной точки. Теория движения волчка достаточно сложна и в курсе общей физики подробно не рассматривается. Следует отметить, что на движение волчка важное влияние оказывает сила трения в точке его соприкосновения с поверхностью, на которой он вращается. Быстро закрученный волчок стремится вращаться в таком положении, чтобы его центр масс находился как можно выше. В случае яйцеобразного волчка вращение на боку неустойчиво, и волчок поднимается, продолжая устойчивое вращение на более остром конце до тех пор, пока его угловая скорость не снизится ниже некоторой критической величины, после чего он упадет. [c.29]

Благодаря быстрому вращению гироскопа изменение положения его оси под действием заданных внешних сил происходит ие только в другом направлении, но и гораздо медленнее, чем в случае, если бы гироскоп не вращался. Иначе говоря, для того чтобы вызвать столь же быстрые изменения положения оси, нужрш в случае вращающегося гироскопа приложить гораздо большие силы, чем в случае, когда он не вращается. Вместе с тем прецессия гироскопа происходит, только пока действует внешний момент, и прекра1цается сразу же, как только этот момент исчезает. Поэтому, если внешние силы действуют на гироскоп пепродолжитсльпое время, то ось его не успеет за.метно изменить свое положение и после прекращения действия сил остановится в новом положении, близком к исходному. Именно все эти особенности поведения оси гироскопа и имеют в виду, когда говорят, что ось гироскопа обладает устойчивостью , что она стремится сохранить свое положение в пространстве и т. д. [c.454]

Действие гироскопического эффекта обычно связывают с устойчивостью вращающегося волчка. Удивительная устойчивость, сообщаемая волчку быстрым вращением, уже давно привлекала внимание пытливых умов. Еще около 200 лет назад в английском флоте была сделана попытка использовать это свойство быстро вращающегося волчка для создания на корабле устойчивого искусственного горизонта , могущего заменить в туманную погоду ВИДИМЫ11 горизонт. В наше время гироскопические приборы приобретают все большее значение в различных областях техпикрх. В частности, военная и военно-морская техника оснащены целым рядом приборов, основанных на принципе гироскопа, особенно широкое применение гироскоп получил в авиации. [c.128]

Применяя теорему о кинетическом моменте сначала к ротору, затем к системе ротор — внутреннее кольцо и, наконец, к совокупности трех тел, включая и внешнее кольцо, автор составляет полную систему уравнений движения прибора, учитывающую инерцию кардановых колец. Исследуется устойчивость движения при быстром вращении рото )а, а также влияние на движение гироскопа дебаланса и сухого трения в осях подвеса, момент которого считается не зависящим от величин нормальных реакций в опорах. Благодаря методу изображающей точкипвлучаемые результаты приобретаютнаглядность. [c.169]

В последнее время появились исследования, в которых учитываются малые нелинейные члены, обусловленные влиянием инерции подвеса. Первые работы, в которых достаточно точно учитывалась масса кардано-вых колец, связаны с именем Е. Л, Николаи. Наиболее важной является его статья О движении уравновешенного гироскопа в кардановом подвесе (1939). В рассматриваемой задаче имеются три первых интеграла (интеграл кинетического момента всей гиросистемы относительно внешней оси, интеграл кинетического момента для ротора относительно его оси вращения и интеграл энергии). Интегрирование уравнений движения, взятых в форме первых интегралов, приводит к гиперэллиптическим квадратурам. Поэтому, не проводя интегрирования, Е. Л. Николаи подробно исследует возможные траектории конца оси гироскопа в зависимости от параметров системы и начальных условий. Им впервые указано на возможность ухода оси гироскопа. Далее получены условия регулярной прецессии гироскопа и исследуется случай быстро вращающегося гироскопа. Особенно подробно рассматривается вопрос устойчивости движения в случае совпадения или близкого расположения оси гироскопа с осью вращения внешнего кольца. Показано, что в этих случаях значительно снижается степень устойчивости. [c.250]

Первый способ основан на использовании свойств гироскопа сохранять неизманным положение своей оси в пространстве при быстром вращении. Свойство гироскопа широко используется в технике. В артиллерии для сохранения устойчивости снарядов в полете им придают вращательное движение. Для этого в канале ствола орудия делаются нарезы, а на снаряде — ведущий поясок из мягкого металла. Снаряд во время движения по каналу ствола, врезаясь ведущим пояском в нарезы, получает вращательное движение, которое сохраняется и на траектории. Скорость вращения достигает нескольких тысяч и даже десятков тысяч оборотов в минуту. [c.104]

Обыкновенный волчок представляег собой также гироскопический маятник, однако отличающийся тем, что точка опоры у него всегда лежит ниже neirrpa тяжести. Для физического маятника в случае, когда точка опоры лежит ниже центра тяжести, положение равновесия оказывается неустойчивым. Для гироскопического маятника при достаточной скорости вращения гироскопа это положение оказывается устойчивым, и поэтому полчок, пока он вращается достаточно быстро, не падает (здесь уже речь идет не об устойчивости состояния рапновесия, а об устойчивости движения), а прецессирует вокруг вертикали. Более того, наклонно пущенный [c.454]

ГИРОСКОП (от греч/ геио — кружусь, вращаюсь и греч. skopeo — смотрю, наблюдаю) — быстро вращающееся твердое тело, ось которого может изменять свое направление в пространстве. В качестве Г. обычно применяют ротор 1 электродвигателя, статор 2 которого установлен в кар-дановом подвесе, обеспечивающем для ротора три степени свободы и содержащем относительно подвижные рамки (кольца) S п4. Если йентр тяжести Г. совпадает с центром подвеса (т. пересечения осей вращения рамок), то такой Г. наз. астатическим (уравновешенным), в противном случае -г тяжелым. Астатический Г., свободный. от внешних воздействий, устойчиво сохраняет первоначальное положение ёси вращения ротора. При наличии моментов внешних сил относительно центра подвеса происходит прецессия оси ротора. Такими силами являются [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...