Лекция 6 гироскопы, применяемые в навигационных приборах и системах

Гироскопы, применяемые в навигационных приборах и системах (НПС), выполняются, как правило, в виде гиромоторов.

В зависимости от конструкции гироскопы подразделяются на осевые, шаровые и поплавковые и т.д.

Такое разнообразие конструкций гироскопов объясняется условиями их применения и требуемой точностью работа. Большое распространение в НПС получили электрические гиромоторы на переменном токе. Необходимая скорость вращения ротора такого гироскопа определяется скоростью вращения магнитного поля статора. Большинство электрических гиромоторов переменного тока представляет собой асинхронные двигатели.

Рассмотрим конструкции гироскопов, применяемые в НПС в настоящее время, и перспективных гироскопов, которые (ждут своей практической реализации).

1. Конструкция осевого гироскопа

Осевые гироскопы, выполненные в виде гиромоторов на переменном токе, нашли широкое применение в гирокомпасах (ГК) гироазимутах (ГА), гиромагнитных компасах (ГМК), гиростабилизаторах и т.д.

Гиромотор состоит из следующих основных частей: ротора 1, статора 2 и гирокамеры 3 (рис. 17). Для увеличения момента инерции ротор имеет ободообразную форму. Основная масса ротора размещена в ободе, а следовательно, удалена от оси вращения. Обод ротора соединяется диафрагмой 4 с осью 5. По внутреннему диаметру ротора к его телу крепится короткозамкнутая обмотка типа"беличье колесо"6.

Ось ротора устанавливается в подшипниках, смонтированных в гирокамере. К корпусу гирокамеры крепится статор 2, входящий внутрь ротора 1.

При работе гиромотора в осях подвеса возникают моменты сил трения. Кроме того, возможно смещение центра тяже-

Рис.17 сти гироскопа относительно точки подвеса вследствие неточности балансировки ротора, изменения температурного режима и т.д.

Эти причины вызывают появление "вредных" моментов внешних сил, которые создают прецессию гироскопа, в результате чего его главная ось уходит от своего первоначального направления. Уход главной оси гироскопа от первоначального положения вследствие воздействия "вредных" моментов внешних сил называется дрейфом гироскопа. Следовательно, дрейф является качественным показателем гироскопа. Чем меньше дрейф, тем выше качество гироскопа, и наоборот, дрейф гироскопа отрицательно действует на точность показаний гироскопических приборов. Стремлением повысить точность работы приборов обусловлено создание качественно новых типов гироскопов, основанных на различных принципах и физических явлениях. Разработаны гироскопы поплавкового типа и шаровые гироскопы с аэродинамическим подвесом, которые успешно применяется в навигационных гироскопических приборах.

2. Поплавковый гироскоп

Поплавковый гироскоп состоит из гиромотора 6; помещенного в герметический кожух 2 (рис. 18). Система "гиромотор-кожух" составляет гироузел, плавающий в жидкости, которая заполняет пространство между гироузлом и сферой 3. Центрирование гироузла внутри сферы осуществляется торсионами 1,4 прикрепленными к кольцу 5 и корпусу сферы. Жидкостный п одвес гироузла полностью исключает моменты сил трения в осях подвеса, тем самым уменьшает дрейф гироскопа.

Такие поплавковые гироскопы нашли применение в гироскопических курсоуказателях с косвенным управлением типа Вега и т.п.