36.Гироскопические приборы. Авиагоризонт
Гироскопические датчики. Гироскопом называют вращающееся вокруг оси симметрии с большой угловой скоростью тело вращения (ротор), одна из точек которого неподвижна. Ось z симметрии ротора 1 (рис 1) называют осью фигуры или осью ротора гироскопа.
В большинстве гироскопических приборов для обеспечения свободы вращения ротора гироскопа вокруг неподвижной точки применяют карданов подвес, который состоит из двух рамок 2 и 3. Ротор 1 гироскопа с большой угловой скоростью y вращается вокруг оси y1относительно внутренней рамки 2, которая может поворачиваться вокруг оси z относительно рамки 3, а последняя - вокруг оси x относительно неподвижной подставки 4.
Карданов подвес обеспечивает ротору гироскопа свободу вращения относительно трех осей (x, y1 и z). Поэтому гироскоп, установленный в кардановом подвесе, называют гироскопом с тремя степенями свободы. Если центр масс гироскопа совпадает с точкой пресечения осей карданова подвеса, то такой гироскоп называется астатическим.
z x y
Рис.1. Гироскоп в кардановом подвесе:
1 – ротор гироскопа; 2 – внутренняя рамка гироскопа; 3 – наружная рамка гироскопа; 4 – подставка; y – собственная угловая скорость вращения ротора гироскопа; x - вектор переносной угловой скорости.
В теоретической механике при изучении законов движения гироскопа различают свободное и вынужденное движение гироскопа; свободное движение гироскопа, называемое нутацией, представляет собой движение по инерции, когда моменты внешних сил не действуют на гироскоп. Движение гироскопа, нагруженного моментом внешних сил, представляет собой совокупность вынужденного и свободного движения. Вынужденное движение гироскопа называется прецессией.
Наиболее важными бортовыми гироскопическими приборами являются авиагоризонты, указатели поворота, гирополукомпасы, а также выключатели коррекции.
Авиагоризонты
В настоящее время применяются авиагоризонты типа АГК-47Б, АГБ-2, АГБ-3, АГР-72, АГР-144 и дистанционные авиагоризонты типа АГД-1. Авиагоризонт АГД-1 (рис.3) является наиболее распространенным.
Авиагоризонт АГД-1 состоит из: 1, 14, 16-двигатель-генератор; 2, 5, 23-коммутаторы; 3, 5, 10 - рамки; 4, 24 — электродвигатели; 7, 12, 13, 17 — сельсины; 8, 9 — реле; 11 — индуктивный датчик; 15 — катушка; IS — шестерня; 19, 22 — индексы; 20 — шкала; 21 — кремальера; 25 - жидкостной маятниковый переключатель; 26 — контакты выключателя коррекции; 27 — жидкостной выключатель.
Благодаря тому, что система индикации авиагоризонта АГД-1 связана с гироскопом электрически, индикация продольных углов самолета получается естественной: верхняя часть шкалы углов тангажа указателя окрашена в голубой цвет, а нижняя — в коричневый. Пилот видит на авиагоризонте взаимное расположение самолета, земли и неба таким, каким оно является в действительности.
Расположение гироагрегата авиагоризонта АГД-1 вблизи центра масс летательного аппарата обеспечивает хорошую устойчивость и точность гировертикали.
При включении авиагоризонта АГД-1 загорается сигнальная лампа на лицевой стороне прибора, которая должна погаснуть не позже чем через 15 с. Через 1—1,5 мин после включения авиагоризонт должен правильно показывать стояночные углы тангажа и крена самолета.
Следует помнить, что при взлете гировертикаль авиагоризонта АГД-1 накапливает погрешность выдачи сигналов тангажа со скоростью до 1° за кажую минуту взлета. После разворота летательного аппарата на 90° эта погрешность по углу тангажа переходит в погрешность по углу крена.
При разворотах летательного аппарата коррекция авиагоризонта (от маятникового переключателя) отключается по сигналам от выключателя коррекции.
В полете необходимо периодически контролировать правильность работы авиагоризонта по дублирующему авиагоризонту и другим пилотажным приборам. Контроль показаний углов крена ведется по указателю скольжения и указателю поворота (если крен отсутствует, то шарик указателя скольжения находится в центре и стрелка указателя поворота — на нулевом делении шкалы). Правильность показаний углов тангажа контролируется по вариометру, указателю скорости и высоты полета.
При неправильных показаниях авиагоризонта необходимо установить режим прямолинейного горизонтального полета по дублирующим приборам и кратковременно нажать кнопку автоматического арретирования. Арретир устанавливает плоскость следящей рамки параллельно основанию гироагрегата, а главную ось гироскопа нормально к этому основанию.
После окончания процесса арретирования происходит автоматическое арретирование гироскопа. Если через 15 секунд авиагоризонт не будет давать правильных показаний, его следует выключить и дальнейшее пилотирование, производить по дублирующим приборам.
Пользоваться кнопкой арретирования при углах тангажа более ±4° нельзя, так как иначе после арретирования будет выключена продольная коррекция гироскопа.