ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ ЛА

ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ Л [c.125]

Известно, что наиболее рациональным с точки зрения энергопотребления является принцип ориентации, в основу которого положен нелинейный закон управления по углу и угловой скорости так, лак это делается в нелинейных системах ориентации обычных КА [1, 26]. Если при исследовании таких систем обычных аппаратов имеется возможность рассматривать каналы ориентации независимо друг от друга, то при изучении поведения систем ориентации КА, стабилизированных вращением, из-за сильных гироскопических перекрестных связей такая возможность отсутствует. [c.243]

Второе издание книги в отличие от указанных работ и первого издания [9] дополнено описанием конструктивных схем маховиков с переменным моментом инерции, гироскопических демпфирующих устройств, а также двумя главами, посвященныМ И системам стаби-.лизации угловой скорости собственного вращения и системам. ориентации и стабилизации космических аппаратов, стабилизированных вращением. [c.4]

На рис. В.1 представлена обобщенная структурная схема системы автоматического управления летательным аппаратом (ЛА), включающая в себя в качестве чувствительных элементов системы ориентации, навигации и бортовые гироскопические устройства, предназначенные для управления радиолокационными, телеметрическими, оптическими и тепловыми приборами наведения эти приборы и устройства в процессе наведения также формируют сигналы для автоматического управления ЛА. При этом базовыми элементами являются гироскопические стабилизаторы и приборы. [c.3]

Система ориентации получает информацию о положении космического аппарата от чувствительных датчиков оптических, ощущающих свет Солнца, Земли, Луны, планет, звезд инфракрасных, улавливающих тепловое излучение как дневной, так и ночной стороны Земли магнитных, измеряющих напряженность хорошо известного земного магнитного поля гироскопических, хранящих в силу механических законов память о неизменном направлении в пространстве (не путать с гироскопическими силовыми стабилизаторами). [c.87]

Системы гироскопической стабилизации различных видов применяются в навигационных устройствах и системах управления кораблей и летательных аппаратов, а также в системах ориентации антенн, телескопов и других приборов, установленных на движущихся объектах. В связи с тем что необходимая точность подобных устройств непрерывно повышается, растут и требования по точности, предъявляемые к системам гироскопической стабилизации. [c.5]

В наиболее тяжелых динамических и вибрационных условиях находятся гироскопические датчики, установленные на летательных аппаратах, работающих в режимах больших ускорений и состояния невесомости. В то же время их точность должна быть очень высокой. Так, например, к гироскопическому датчику, используемому в системе ориентации баллистической ракеты, предъявляются следующие требования [c.4]

Данному идеализированному случаю соответствует система двух механических тел, имеющих только гироскопические связи. Следовательно, вращающийся жидкий наполнитель как самостоятельный гироскоп может иметь произвольную ориентацию вектора относительно вектора кинетического момента космического аппарата JT. Однако реальная жидкость обладает текучестью, поэтому в действительности вектор будет стремиться совпасть с вектором Л, так как Н [c.96]

Магнитная система управления собственной скоростью вращения спутника не имеет принципиальных отличий, с точки зрения технического исполнения, от рассмотренных ранее. Однако магнитный диполь системы взаимодействует с магнитным полем Земли таким образом, что скорость вращения спутника может изменяться до 5 об/мин за сутки. Эта система обеспечивает также возможность изменения скорости вращения спутника при орбитальном полете от требуемого номинального значения /12 об/мин до любого другого необходимого значения, но менее 100 об/мин, включая и нулевую угловую скорость. В последнем случае корпус спутника все еще сохраняет свою ориентацию благодаря гироскопической устойчивости, обеспечиваемой маховиком. [c.123]

Несколько своеобразны принципы управления угловым положением КА, стабилизированного вращением. Как и естественные небесные тела, космический аппарат, обладая гироскопической устойчивостью, в состоянии длительное время сохранять заданную ориентацию. Это открывает возможности формирования управляю- щих команд на Земле и передачу их на исполнительные органы, установленные на вращающемся аппарате. Таким образом, замкнутая система автоматического регулирования существует, но ее усилитель-преобразователь связан с другими элементами по командной радиолинии. [c.16]

Простейшим гироскопическим стабилизатором является астатический гироскоп, нашедший применение в различных приборах систем ориентации, а также при стабилизации спутников в орбитальной системе координат. Книга начинается с рассмотрения принци- [c.3]

Эти достижения послужили основой дальнейшего развития гироскопических систем угловой стабилизации. Однако в случаях, когда необходимо было стабилизировать тело большой массы (самолет, ракету, космический летательный аппарат), предпочтение было отдано системам, в которых возмущающие моменты парируются действием рулевых органов, управляющих силами, внешними по отношению к объекту. За гироскопическими устройствами здесь сохраняется роль измерителя в системе автоматического управления угловым положением объекта. Исключение составляют некоторые космические летательные аппараты, где оказывается целесообразным создавать управляющие моменты сил не только внешними рулевыми органами, но и путем изменения кинетического момента внутренних частей системы — регулированием ориентации либо скорости вращения гироскопов. [c.174]

А. Ю. Ишлинский рассмотрел движение ряда приборов в предположении, что Земля имеет форму шара, ее поле тяготения центрально, а объект перемещается по поверхности. Ориентация чувствительного элемента гироскопического прибора изучается в системе координат центр которой связывается с объектом, одна из осей направляется по геоцентрической вертикали, другая — по вектору абсолютной скорости точки подвеса. [c.248]

Системы аэродинамической стабилизации. На круговых и слабо эллиптических орбитах в диапазоне высот от 250 до 350 кж для ориентации оси симметрии спутника по набегающему потоку, направление которого мало отличается от направления касательной к орбите, можно использовать аэродинамические моменты. Если спутник аэродинамически устойчив, то при нарушении нормальной ориентации возникают восстанавливающие моменты по тангажу и рысканью, стремящиеся совместить продольную ось спутника с вектором скорости набегающего потока. Для устранения неопределенности поворота спутника по крену (вокруг продольной оси) можно, например, поместить в корпусе спутника ротор,, вращающийся с постоянной угловой скоростью вокруг оси, перпендикулярной к оси симметрии спутника. Возникающие при вращении ротора гироскопические моменты будут стремиться выставить ось ротора по нормали к плоскости орбиты. [c.300]

В качестве системы гироскопической стабилизации рассматривается система автоматического регулирования, обеспечивающая на движущемся объекте (корабле, ракете и т. д.) сохранение определенной угловой ориентации некоторого тела относительно системы координат, оси которой определенным образом ориентированы в пространстве. Назовем эту систему координат опорной, или неподвижной. В зависимости от конкретной задачи это может быть, например, инерциальная система координат или система, оси которой направлены по сторонам света и по вертикали места, где находится движущийся объект. [c.9]

Гироскопические системы, служащие для измерения параметров, определяющих кинематику движения ЛА, делят на системы ориентации и навигации. К системам ориентации относят устройства, определяющие кинематику движения ЛА вокруг центра его масс. Гироскопические системы ориентации в соответствии с наибо-.лее распространенной их структурной реализацией делят на устройства, предназначенные для определения курса ЛА — курсовые системы и на устройства для определения углов крена и тангажа — гировертикали. Курсовые гироскопические системы включают в себя гироскопические указатели направления ортодромии, гиромагнитные компасы, гироорбитанты, гирокомпасы, курсовые системы с астрокоррекцией и др. [c.125]

Рис. 8.2. Схема бескарданной (бес-платформенной) гироскопической системы ориентации

Рис. 8.3. Структурная схема счет-но-решаюи его устройства бескарданной гироскопической системы ориентации

Дмитрий Сергеевич Пельпор ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ [c.166]

При пассивной гироскопической стабилизации гироскопы одновременно служат и чувствительными элементами, определяющими отклонение КЛА от заданного направления в пространстве. При активной гироскопической стабилизации ориентация КЛА осуществляется с помощью приборов системы ориентации (гироор-битант, ИКВ, ДУС и др.), устанавливаемых на его борту, а для целей стабилизации и управления движением КЛА используется гиропривод. Особое место занимает активная стабилизация и управление КЛА с помощью маховиков, которую, нельзя называть гироскопической стабилизацией, так как здесь гироскопические моменты, развиваемые маховиками, не только не являются стабилизирующими, но в процессе управления КЛА становятся возмущающими моментами, подавление которых производится с помощью тех же маховиков. [c.5]

Из примера видно, что скорость прецессии силового одноосного гиростабилизатора при угловых колебаниях летательного аппарата, определяемая кинематической теоремой, достигает огромной величины, что и ограничивает непосредственное применение силовых одноосных гиростабилизаторов на летательных аппаратах. Вместе с тем одноосные силовые гироскопические стабилизаторы находят применение (см. гл. 8, разд. 1) в бескарданных системах ориентации летательных аппаратов. [c.49]

Наиболее высокая точность определения углов -ф, у и стабилизации платформы гиростабилизатора на направлении истинной вертикали и заданной ортодромии достигается в системе ориентации, представляюпдей собой пространственный гироскопический стабилизатор с интегральной коррекцией (рис. 8.1). Здесь на платформе пространственного индикаторно-силового гиростабилизатора установлено три прецизионных поплавковых гироскопа ПГь ПГ2, ПГз и три прецизионных акселерометра Ль Л2 и Л3. Сигналы, снимаемые с акселерометров, поступают на первые интегрирующие двигатели И2, а затем на вторые интегрирующие двигатели Из [c.126]

В последнее время получают широкое развитие бескарданные или бесплатформенные системы ориентации и навигации ЛА, которые не имеют карданова подвеса и гиростабилизированной платформы. Чувствительные элементы такой системы акселерометры, гироскопические датчики угловых скоростей или одноосные гиростабилизаторы в этом случае располагают непосредственно на борту ЛА. Тогда н е представляется возможным непосредственно отсчитывать углы курса крена и тангажа. Принцип действия бескардан-ной системы ориентации и навигации заключается в том, что данные, получаемые с акселерометров и гироскопов, определяющих ускорения Wx, Wy и Wz, углы г]), 6, 7 и угловые скорости со , со и сог поворота ЛА вокруг связанных осей, поступают в вычислительное устройство, которое на основании этих данных вычисляет значения углов курса, крена и тангажа и координаты центра масс (ЦМ) ЛА относительно опорной системы координат (например, дальность полета, боковое отклонение и высоту). Бескарданные системы ориентации и навигации строят с использованием трех одноосных силовых гиростабилизаторов и трех акселерометров на базе шести акселерометров, на базе двух электростатических гироскопов, имеющих три степени свободы, и трех акселерометров, с тре- [c.127]

Курсовая система представляет собой часть системы ориентации ЛА. На ЛА наибольшее распространение получили гироскопические указатели направления ортодромии и гиромагнитные компасы, представляюпдие собой основные элементы курсовых систем самолетов, а также гироорбитанты, применяемые на спутниках. [c.129]

В течение всего акт> шного времени существования КА на него действуют возмущающие, управляющие гравигационные и гироскопические моменты от вращающегося маховика. Во время предварительного успокоения и в период коррекции орбиты работает активная система ориентации, которая создает необходимый управляющий момент. [c.147]

Устройство для автономной стабилизации в пространстве измерительных осей акселерометров и реализации необходимого расположения осей с датчиками углов О, гр, Ф в большинстве случаев представляет собой трехосный гиростабилизатор со стабилизированой в пространстве платформой. Ее стабилизационные свойства основаны на использовании инерционных свойств вращающегося твердого тела (или системы тел) сохранять стабильным в пространстве положение своей оси вращения (в частности гироскопы). О гироскопе как физическом теле дает представление известный всем вращающийся волчок. Вращающаяся масса волчка, заключенная в кожух, имеющий цапфы на кожухе перпендикулярно оси вращения волчка (вектору кинетического момента), представляет собой двухстепенный гироблок (ГБ). Установленные на платформе, охваченной карда-новым подвесом, три гироблока с взаимно перпендикулярными осями прецессии (подвеса) гироскопов (и соответственно взаимно перпендикулярными осями стабилизации) стабилизируют платформу в пространстве. Система управления с автономной гироскопической пространственной ориентацией платформ для чувствительных элементов системы наведения получила название инерциальной (рис. 6). [c.32]

Целесообразность выбора нменио этой системы координат в качестве исходной объясняется тем.что программы движения ступени разе едения, как и самой ракегы-носителя, наиболее удобно задавать в виде программных углов гангажа, рыскания и вращения в платформенной гироскопической системе коордннат, имеющей ту же ориентацию осей, что и абсолютная стартовая система координат. [c.440]

При стабилизации (демпфировании колебаний) каналов вращения и рыскания нет необходимости устанавливать две системы спаренных гироскопов, так как эти каналы гироскопически связаны, особенно при орбитальном движении спутника при ориентации одной из его осей на Землю. Демпфирование колебаний КА по всем трем осям можно осуществить при помощи двух гироскопов [22] г V-образным расположением кинетических моментов относительно оси вращения (рис. 4.19). [c.102]

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]

Для построения точной теории гировертикалей и гирокомпасов важно правильно учитывать механику движения маятника. В этом отношении характерны работы С. С. Тихменева (1954) и А. Ю. Ишлинского (1956) о равно- 165 весии физического маятника на подвижном основании. Последний рассматривает ориентацию чувствительного элемента гироскопического прибора в системе координат, начало которой связано с объектом, одна из осей направлена к центру Земли, а другая — но вектору абсолютной скорости объекта. [c.165]

Хотя практическая целесообразность построения однорельсовых дорог со статически неустойчивым вагоном так и осталась недоказанной, а гироскопические успокоители качки судов по указанной выше причине нашли лишь ограниченное применение, в процессе работ по созданию и исследованию этих устройств были накоплены ценные идеи и теоретические результаты. Прежде всего, было показано, что посредством двухстепенного гироскопа можно налагать на стабилизируемое тело моменты сил, удерживающие его вблизи желаемой ориентации. Были выведены линеаризованные уравнения движения такого тела с присоединенным к нему гироскопом, учитывающие инерционность всех масс, и исследованы условия устойчивости системы в линейной постановке. Обнаружено, что отклонение оси ротора одногироскоп-ного устройства от нулевого ее положения обусловливает связь между вра- [c.173]

Стабилизация по крену обеспечивается с помощью установленных на спутнике двух двухстепенных гироскопов. Их суммарный кинетический момент при нормальной ориентации спутника направлен перпендикулярно к плоскости орбиты. Расположение гироскопов таково, что при любом нарушении ориентации спутника возникают восстанавливающие гироскопические моменты по рысканью и крену. Таким образом, в рассматриваемой схеме устойчивость спутника по тангажу обеспечивается аэродинамическим моментом, по крену — гироскопическим моментом, по рысканью — объединенным действием аэродинамического и гироскопического моментов. Спутник с аэрогироскопической системой стабилизации обладает единственным устойчивым положением равновесия. [c.300]

Стабилизация вращением. Для обеспечения неизменной ориентации" некоторой оси спутника в инерционном пространстве часто применяется система стабилизации, использующая гироскопические свойства вращающихся тел. Так, например, известно, что стационарное вращение спутника вокруг осей, соответствующих минимальному и максимальному моментам инерции, устойчиво. При наличии диссипативных моментов устойчивым остается лишь стационарное вращение вокруг оси, сбответ- твующей максимальному моменту инерции спутника. Внешние моменты, обусловленные гравитационным и магнитным полями Земли, сопротивлением атмосферы, световым давлением, приводят к нарушению ориентации стабилизированного вращением спутника. Для сохранения неизменной ориентации спутника на достаточно большом интервале времени влияние внешних моментов необходимо компенсировать с помощью специального активного устройства, которое включается, если отклонение оси вращения спутника от заданного направления превысит допустимую величину. [c.301]

Способ определения своего положения (и исполнительный орган) может строитьтся на использовании внешних воздействий в зависимости от гравитационных, магнитных полей, влияния атмосферы планеты и солнечного давления. В основу может быть заложен принцип гироприборов (гироскопические датчики положения, закрутка аппаратов или специальных роторов). Система может использовать в качестве исполнительных органов малые управляющие реактивные двигатели, работающие на сжатом газе. Информация об ориентации ИСЗ может поступать отдатчиков указанного типа или астродатчиков положения Солнца, планет и звезд. Каждый из принципов обеспечивает определенную точность ориентации, определяющую его использование. [c.190]

Для формирования управления в инерциальной системе (рис, 4.26) используется информация от бортовых инерцнальных измерительных устройств, включающих акселерометры и гироскопические приборы. Кроме того, перед началом работы системы в нее вводится информация о начальных параметрах движения КА. В процессе наведения вектор фактической скорости определяется путем интегрирования составляющих вектора кажущегося ускорения измеряемых акселерометрами, с учетом составляющих расчетного гравитационного ускорения, а вектор положения КА вычисляется как интеграл от полученного таким образом вектора скорости. Новый вектор требуемой скорости вычисляется с того момента времени, который наступит после завершения цикла необходимых вычислений. Таким путем ориентация вектора тяги все время изменяется. Выключение двигателя производится в момент, когда Дитр=0. [c.224]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...