Гироскоп с тремя степенями свободы

Гироскоп с двумя степенями свободы. Гироскопический эффект. Рассмотрим гироскоп с ротором 3, закрепленным только в одном кольце 2, которое может вращаться по отношению к основанию / вокруг оси Ох (рис. 336). Такой гироскоп имеет по отношению к основанию две степени свободы (поворот вокруг оси Ог и вместе с кольцом 2 — вокруг оси Ох) и его свойства существенно отличаются от свойств гироскопа с тремя степенями свободы. Например, если толкнуть коЛьцо 2, то оно [c.337]

ГИРОСКОП С ТРЕМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ [c.246]

Гироскопом с тремя степенями свободы называется гироскоп, движение которого ограничено только наличием одной неподвижной точки. [c.246]

В 91 рассмотрено движение гироскопа с тремя степенями свободы в случае, когда сила тяжести не оказывает влияние на движение гироскопа. Рассмотрим теперь гироскоп, центр тяжести которого не совпадает с точкой опоры. Примером такого гироскопа может служить волчок, опирающийся на неподвижную поверхность острием О, которым оканчивается его ось симметрии (рис. 207). [c.248]

В 91 для гироскопа с тремя степенями свободы установлено, что под действием приложенной силы его ось поворачивается D плоскости, перпендикулярной к силе. Предположим, что на гироскоп, изображенный па рис. 208, а, б, действует в течение малого промежутка времени т сила, имеющая направление скорости и. При наличии трех степеней свободы ось гироскопа DE повернулась бы в плоскости рамы вокруг точки С по направлению вращения часовой стрелки. Опоры гироскопа с двумя степенями свободы этого перемещения не допускают. При этом они испытывают давление в виде пары сил (Рл", Рв" ), стремящейся повернуть плоскость рамы по направлению вращения часовой стрелки, а рама гироскопа в результате действия приложенной силы начинает и продолжает вращаться вокруг оси АВ, как указано на рис. 207, а. [c.252]

Решение. Так как неподвижной является только точка В, то вращающееся колесо представляет собой гироскоп с тремя степенями свободы. Положим, что колесо вращается вокруг оси ВС против направления вращения часовой стрелки, если смотреть от точки С к точке В. Кинетический момент гироскопа относительно точки В имеет направление, указанное на рнс. 209, б, и модуль [c.253]

Какими физическими свойствами обладает быстро вращающийся гироскоп с тремя степенями свободы [c.257]

Какой эффект производит действие одной и той же силы, приложенной к оси неподвижного и быстро вращающегося гироскопа с тремя степенями свободы [c.257]

Гироскоп с тремя степенями свободы. [c.511]

Гироскопический эффект - Рассмотрим некоторые особенности движения гироскопа. Пусть быстровращающийся ротор установлен в кардановом подвесе (рис. 203). Он может вращаться с большой угловой скоростью со вокруг оси OOi, в то время как эта ось вместе с рамой / может поворачиваться вокруг оси и вместе с рамой // вокруг оси NN . Это гироскоп с тремя степенями свободы-Он имеет одну неподвижную точку С (центр масс). [c.353]

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]

В гироскопе с двумя степенями свободы (рис. 3.122), получаемом из гироскопа с тремя степенями свободы (см. рис. 3.119) путем закрепления наружного кольца 3, у которого ротор вращается с угловой скоростью й относительно главной оси X, при вращении корпуса относительно оси г с угловой скоростью (О возникает гироскопический момент Мг, который будет поворачивать ротор вместе [c.361]

В гироскопе с тремя степенями свободы (см. рис. 3.119) ротор не изменяет своего положения при вращении основания относительно любой оси (если пренебречь трением в опорах). [c.361]

Рассмотрим астатический гироскоп с тремя степенями свободы (см. рис. 3.119), ротор которого вращается с угловой скоростью О. Ранее было показано, что положение главной оси такого гироскопа не изменяется при различных движениях основания. В астатическом гироскопе с тремя степенями свободы главная ось гироскопа не обладает избирательностью направления, она одинаково устойчиво сохраняет любое направление, которое ей было придано или какое она по тем или иным причинам приняла. Вместе с тем установлено, что положение главной оси зависит от внешних сил, образующих момент относительно оси вращения одного из колец гироскопа (момент внешних сил может создаваться неуравновешенностью колец, действием пружин и т. п.). Наличие такого момента вызывает движение главной оси — прецессию. Установим взаимосвязь между движением главной оси гироскопа и внешними силами, создающими момент относительно оси вращения одного из колец, например, внутреннего 2. Так как в опорах подвеса колец возникают моменты сил-трения, являющиеся моментами относительно их осей вращения, то получить в чистом виде загружение одного кольца внешними силами нельзя и это усложняет задачу, так как моменты трения, в свою очередь, вызывают прецессию. Поэтому вначале пренебрегаем трением в опорах подвеса колец гироскопа. Момент внешних сил, действующих на кольцо 2, примем равным М, а вектор его М— совпадающим с осью у (см. рис. 3.119). Под действием этого момента внутреннее кольцо, а следовательно и ротор гироскопа, начнут поворачиваться в направлении действия момента М, что приведет к возникновению гироскопического момента Мг, равного по величине и противоположного по направлению М. Под действием гироскопического момента Мг ротор гироскопа I вместе с внутренним 2 и наружным 3 кольцами будет поворачиваться относительно оси наружного кольца г с угловой скоростью прецессии оо, величина которой может быть найдена по зависимости [c.362]

Из анализа движения гироскопа и выражения для его угловой скорости (3.143) можно заключить, что в гироскопе с тремя степенями свободы, на одно из колец которого действуют внешние силы, создающие моменты относительно его оси подвеса, возникает прецессионное движение вокруг оси вращения второго кольца. Скорость прецессии при этом прямо пропорциональна моменту внешних сил, действующих относительно оси вращения кольца, и обратно пропорциональна моменту инерции ротора, его угловой скорости и синусу угла между кольцами подвеса. Для большинства гироскопических приборов, использующих гироскоп с тремя степенями свободы, [c.362]

Свойство гироскопа с тремя степенями свободы прецессировать используется в счетных интегрирующих приборах, у которых скорость прецессии пропорциональна интегрируемой величине, а угол поворота наружной рамки гироскопа — интегралу за время интегрирования. [c.363]

Опоры. В гироскопе с тремя степенями свободы (см. рис. 3.119) опоры А В называются главными опорами, а опоры С, Д, Е и Р — опорами подвеса. Главные опоры обеспечивают вращение со значительно большими угловыми скоростями, нежели опоры подвеса. Моменты сил трения в опорах подвеса оказывают большое влияние на работу гироскопа и должны быть значительно меньше, чем моменты в главных опорах. В качестве главных опор применяются в основном шарикоподшипники трех самых высоких классов точности [c.364]

К оси уравновешенного гироскопа с тремя степенями свободы (фиг. 110) в кардановом подвесе приложена сила Р на расстоянии Л от О [c.409]

Фиг, 110 Гироскоп с тремя степенями свободы, [c.399]

На рис. 11.3 дана схема гироскопа с тремя степенями свободы. Ротор I гироскопа помещается в карданном подвесе, состоящем из внутренней 2 и внешней 3 рамок. Ось внешней рамки может вращаться относительно корпуса 4 (или основания) прибора. [c.535]

СТАБИЛИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КЛА ГИРОСКОПИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИМ СОБОЙ ДВА СПАРЕННЫХ ГИРОСКОПА С ТРЕМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ [c.115]

Гироскоп с тремя степенями свободы. Гироскопом назьшается симметричное твердое тело, угловая скорость со вращения которого вокруг оси симметрии значительно превосходит по модулю угловую скорость oj вращения самой оси симметрии [c.530]

Основное свойство гироскопа с тремя степенями свободы в случае, когда главный момент ти внешних сил относительно неподвижной точки [c.532]

Особенности движения быстро вращающегося волчка связаны не только с появлением дополнительных кориолисовых ускорений. Они зависят также и от системы крепления гироскопа. До сих пор рассматривался гироскоп с тремя степенями свободы. В идеальном случае система крепления его такова, что в ней могут возникать силы реакции, моменты которых равны нулю. [c.71]

Приведенные примеры гироскопов — волчок и гироскоп в кардановом подвесе — представляют примеры гироскопов с тремя степенями свободы, так как для описания их движения необходимо иметь три независимых между собой параметра. Если же, например, у гироскопа в кардановом подвесе закрепить наружное кольцо, то ротор гироскопа будет иметь возможность вращаться только вокруг своей оси симметрии и оси внутреннего кольца, т. е. будет иметь две степени свободы. Такой гироскоп называется гироскопом с двумя степенями свободы. [c.344]

Рассмотрим гироскоп с тремя степенями свободы. Если сумма моментов всех внешних сил, приложенных к гироскопу, относительно неподвижной точки равна нулю, то гироскоп называется свободным (иногда его называют астатическим или уравновешенным). Из этого определения видно, что центр тяжести свободного гироскопа должен совпадать с точкой подвеса его. Если пренебречь массой рамок и трением в осях, то уравновешенный гироскоп, установленный в кардановом подвесе, будет свободным. [c.347]

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]

Положение твердого тела, одна из точек которого неподвижна, можно определить путем задания трех эйлеровых углов ijj, Q и ф. Из этого следует, что тако тело имеет три степени свободы. Гироскоп с тремя степенями свободы, быстро враш,ающийся вокруг сгюей оси, обладает особым ( эизическим свойством — оказывать сопротивление силам, стремящимся сместить его ось. Чтобы обнаружить это свойство, рассмотрим гироскоп, неподвижная точка которого совпадает с его центром тяжести. [c.246]

Быстро вращаюптийся неуравновешенный гироскоп с тремя степенями свободы обладает тем свойством, что при действии на его ось силы эта ось перемещается в направлении, перпендикулярном к направлению приложенной силы (наложение связей, уменьшающих число степеней свободы, лишает гироскоп указанного свойства), и совершает так называемые прецессионные Движения (см. задачи 418 и 419). [c.513]

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]

Другое важное свойство гироскопа, которое нашло широкое применение, — это способность сохранять направление своей оси, если нет приложенного к гироскопу момента внешних сил. Тогда ось гироскопа не прецессирует и сохраняет неизменным свое направление в пространстве. Это свойство уравновешенного гироскопа используют в гирокомпасах, указателях поворота, стабилизирующ.чх устройствах и т. п. Для этой цели применяют гироскопы с тремя степенями свободы, или свободные гироскопы. [c.471]

Рассмотрим уравновешенный гироскоп с тремя степенями свободы. В таком гироскопе неподвижной точкой является центр тяжести, так что внешние силы, действующие на гироскоп, — сила тяжести и реакция закрепленной точки — уравновешп- [c.372]

Прибор Фуко представляет собой гироскоп с тремя степенями свободы, центр тяжести которого совпадает с центром карданова подвеса. Карданов подвес обеспечивает маховичку свободу вращения вокруг неподвижной точки (три степени свободы),. Он состоит из наружного 4 и внутреннего 3 колец. Маховичок 2 вращаею 1 на подшипниках относительно внутреннего кольца 3, что достигается раскручиванием его с помощью шнурка вокруг оси, перпендикулярной плоскости чертежа. Маховичок 2 вместе с внутренним кольцом 3 свободно поворачивается относительно нарущ,-ного кольца 4 вокруг горизонтальной оси X — X, л наружное кольцо 4, подвешенное на нити 1, вместе с внутренним кольцом и маховичком пово -рачивается вокруг вертикальной оси У [c.8]

Действие гиромагиитного компаса основано на использовании свойств гироскопа с тремя степенями свободы, ось которого корректируется по направлению магнитного меридиана. Для создания направляющей силы используется сила реакции струи воздуха. Чувствительным элементом, удерживающим ось гироскопа в плоскости магнитного меридиана, является магнитная система, состоящая из двух параллельных магнитов 3, укрепленных на вертикальной оси. Коррекционная система расположена на внутренней рамке карданного подвеса, выполненной в виде герметичного кожуха /, внутри которого помещается ротор 2. Магнитная система 3 свободно вращается на вертикальной оси и несет на себе эксцентрик 4, под которым находятся два воздушных сопла 5, выходящих из кожуха /. Линия, соединяющая центры сопел, параллельна оси ротора 2. Ротор 2 приводится во вращение воздушной струей, вытекающей из сопла 6. Небольшая часть воздуха направляется из кожуха 1 в два вертикальных сопла 5 и вытекает из них мимо эксцентрика 4 двумя воздуш- [c.204]

Для тех же целей может быть использован гиропривод (рис. 7.1, а), представляюш,ий собой два спаренных гироскопа с тремя степенями свободы. Такой гиропривод обеспечивает стабилизацию и управление движением КЛА вокруг двух осей стабилизации (например, осей ОХ и 0Z), стабилизация же КЛА вокруг третьей связанной его оси 0Y может быть осуществлена с помощью одноосного гиростабилизатора. При этом активная система пространственной стабилизации и управления КЛА будет содержать только три гироскопа. Активный метод стабилизации и управления КЛА на примере одноосного гиростабилизатора излагается в гл. 2. Здесь же рассмотрим задачу о стабилизации и управлении КЛА вокруг двух связанных его осей ОХ и 0Z с помощью гиропривода, представляющего собой два гироскопа с тремя степенями свободы, спаренных с помощью бугелей и ленточных передач. [c.115]

Схема двухгироскопного привода-гиростабилизатора с бугелями представлена на рис. 7Л, а. Привод-гиростабилизатор представляет собой устройство, состоящее из двух гироскопов с тремя степенями свободы, включающих в себя роторы и кожухи 1 и 2 (роторы гироскопов находятся внутри кожухов и на рис. 7.2 не показаны). Оси кожухов 1 и 2 поворачиваются в опорах наружных рам 3 и 4 и имеют полуоси 5 и 6. Наружные рамы 3 и 4 вместе с полуосями 5 и 6 поворачиваются в подшипниках 7 и 8 относительно корпуса КЛА. Специальные полуоси 9 и 10 кожухов гироскопов с помощью вилок 11 и 12 связаны с бугелями 13 и 14, поворачивающимися на полуосях 15 и 16 в подшипниках 17 и 18 относительно корпуса КЛА. Полуоси 15 и 16 бугелей 13 и 14 связаны с помощью ленточной передачи, состоящей из шкивов 19 и 20 и ленты 23, 24 полуоси 5 6 наружных рам карданова подвеса также связаны с помощью ленточной передачи, состоящей из шкивов 21 и 22 и ленты 24. [c.116]

Наиболее простым и перспективным способом управления в разреженных слоях атмосферы и вне ее пределов является использование реактивных сил, появляющихся при истечении газов из специальных реактивных сопел управления (струйных рулей), устанавливаемых так, чтобы обеспечить при их работе создание управляющих моментов относительно всех трех осей самолета. Подача газов к соплам регулируется летчиком или автопилотом посредством воздействия на обычные рычаги управления. Кроме струйных рулей, могут быть использованы газовые рули, дефлекторные решетки, поворачивающиеся двигатели и другие устройства. Так, например, на экспериментальном гиперзвуковом самолете (ракетоплане) США Норт Америкен Х-15 применена струйная система управления, а система искусственного демпфирования относительно трех осей имеет в качестве чувствительных элементов гироскопы с тремя степенями свободы. [c.42]

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]

Пример 140. Рассмотрим устойчивость равновесия гироскопического манника, представляющего собой гироскоп с тремя степенями свободы, центр яжести которого лежит на оси фигуры на некотором расстоянии от опоры рис, 265). [c.593]

О гироскопических правилах. 1. Поведение гироскопов с тремя степенями свободы объясняется специальныхми правилами. Правило И. Е. Жуковского. [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...