Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12
.pdf
Поперечные провода также могут использоваться в качестве базовой точки для определения угла наклона
цели при определении дальности. Для создания прицела для бомбометания я могу объединить прибор с
двойным отражателем, расположенным под зеркалом 22 и прикрепленным к аэродинамической трубе, при
этом угол между зеркалами двойного отражателя устанавливается таким образом, чтобы обеспечить
правильный угол бомбометания для прицела. Однако для этой цели я предпочитаю комбинировать прибор с
телескопом с малым увеличением, как описано далее в связи с рис. 6 и 7.
На фиг. 3-5, где показаны виды индикатора курса, корпус гироплана 1 установлен на цапфах 2 и 3 в
горизонтальном карданном кольце 23, показанном в разрезе на фиг. 5 (2i-5), причем последнее установлено
на двух цапфах 24 и 25, так что гироплан может свободно поворачивать свою ось в любом направлении.
Гироскоп также находится в нейтральном равновесии на осях цапфы. Гравитационное регулирование
осуществляется с помощью двух уровней 4-5-7 и 4'5L271, каждый из которых состоит из двух вертикальных
чашек 4 и 5, соединенных трубкой 7 и содержащих вязкую жидкость. Уровень 4-5 установлен на проволочном
каркасе 26, который шарнирно закреплен на двух небольших цапфах 27 и 28 на корпусе гироскопа. Уровень
41--5 аналогичным образом шарнирно установлен на двух цапфах 29 и 30. Две оси вращения уровней
проходят через центр подвеса гирообъектива, и когда уровни находятся в горизонтальном положении, каждый
из них находится в нейтральном равновесии на своих цапфах. Таким образом, гравитационное регулирование
уровня обусловлено лишь перетеканием жидкости с одной стороны на другую, и поэтому система находится в
неустойчивом равновесии на своих цапфах.
Уровень 4-P удерживается относительно гирообъекта струей воздуха, выходящей из сопла 31 на корпусе
гирообъекта, которая проходит через желоб 32, прикрепленный к сосуду 4 уровня.
На фиг. 3а показан фрагмент желоба, на котором видно, что струя, выходящая из сопла 31, проходит через
желоб 32 в форме бункера, а затем разделяется на треугольной лопасти 33, прикрепленной к бункеру. Если
желоб перемещается вверх или вниз относительно сопла 31, то больше воздуха отклоняется вверх или вниз
соответственно, и сила, действующая на желоб, стремится удерживать его соосно со струей. Из плана на рис.
4 видно, что желоб 32 не находится на центральной линии, поэтому вертикальные силы, действующие на
желоб из-за струи воздуха, создают неравномерные вертикальные силы на цапфах 27 и 28 и, следовательно,
создают момент на гироскопе, который я назову восстанавливающим моментом. Если гироскоп наклоняется
так, что уровень 4-P оказывается наклонен к горизонтали, поток жидкости смещается в одну сторону, скажем,
в сторону уровня 4, и дополнительный груз в уровне 4 поддерживается вертикальной силой, действующей на
желоб 32, благодаря воздушной струе.
Дополнительный вес в пункте 4 не создает прямой силы, действующей на гироскоп, а только
восстанавливающую силу, которая сконструирована таким образом, что заставляет гироскоп возвращаться в
вертикальное положение. Второй уровень управляется аналогичным образом: струя, выходящая из сопла 34
и проходящая через желоб 35, направляется в него. Когда ось гирофокуса отклоняется от вертикали, она
прецессирует прямо назад к вертикали, и если вертикали меняют свое положение в пространстве, как это
всегда происходит из-за вращения Земли, ось гирофокуса никогда не достигает вертикали, а всегда отстает
от нее на величину, пропорциональную угловой скорости вертикали в пространстве, т.е. на W cosine A, если W
— угловая скорость Земли, а A — широта. Таким образом, ось гирокомпаса всегда наклонена на 90 градусов к
западу на величину, пропорциональную косинусу широты, если не приняты дополнительные меры для
приведения оси в вертикальное положение.
Я определяю и измеряю этот наклон оси гирообъектива на 95 градусов, предпочтительно увеличивая его
оптическим способом. Один из удобных методов показан на рис. 3, 4 и 5. Диафрагма 36 с небольшим
отверстием в центре поддерживается кронштейном 37, от которого отходит рама 26, вырезающая уровень
4-S, так что диафрагма перемещается вместе с уровнем.
Объектив с коротким фокусным расстоянием в оправе 38 аналогичным образом поддерживается
кронштейном 39 на уровне 41'-5. Двойная отражательная призма 40 жестко закреплена на корпусе гироскопа 1
с помощью опоры 41. Диафрагма 36 освещается небольшой лампой в абажуре 42, закрепленном на
кронштейне 43 от стойки 41. Лампа питается током (11') от того же источника, который приводит в действие
гироскоп. Карточка компаса 44 прикреплена к корпусу гирообъектива на штифте 45, так что ее можно
поворачивать вокруг этого штифта вручную. К корпусу гироплана 115 также прикреплена направляющая 46.
Изображение диафрагмы 36 формируется линзой 38 на компасе ecrd 44, а положение светового пятна на
карте и его расстояние от центра карты указывают соответственно направление и величину наклона оси
гироскопа.
При отсутствии какого-либо поступательного движения гирообъектива относительно Земли световое пятно
всегда будет располагаться на 125° западнее центра карты. Таким образом, повернув карточку так, чтобы
световое пятно совпало с западной отметкой (160,906), можно определить стороны света. Расстояние
светового пятна от центра карточки пропорционально косинусу широты, и линию восток-запад можно
градуировать в градусах широты при стандартной скорости вращения ротора.
Прибор можно использовать в качестве компаса на борту судов или самолетов, повернув компасную карту 44
вокруг центрального штифта 45 до тех пор, пока линия компаса 46 не окажется на острие компаса,
соответствующем курсу, которому необходимо следовать. Затем судно или летательный аппарат
направляется таким образом, чтобы световое пятно всегда оставалось направленным на западную точку.
Этот метод эффективен до тех пор, пока скорость корабля невелика по сравнению с периферийной скоростью
земной поверхности, обусловленной вращением вокруг оси. На широте 60° периферийная скорость движения
земной поверхности составляет около 450 узлов, поэтому скорость 7,5 узлов вдоль меридиана в направлении
севера или юга отклонит световое пятно на один градус в южном или северном направлении соответственно.
Для правильного прохождения курса световое пятно необходимо располагать на расстоянии одной точки к югу
или северу от запада на каждые 22,5 узла составляющей скорости к северу или югу соответственно.
Несмотря на то, что гироскоп наклонен, я предпочитаю оставлять оптический блок вертикальным, а плату —
горизонтальной, чего легко добиться, немного изменив конструкцию, показанную на рис. 3 и 4.
На фиг. 6 и 7 показаны вид сбоку и план расположения гироскопа с уровнями, регулируемыми воздушными
струями, аналогичного во всех отношениях фиг. 3 и 4 и пронумерованного так же, но включающего
маломощный телескоп для прицеливания при сбросе бомб, причем изображение на поперечных проводах
телескопа представляет собой точку на земле, расположенную вертикально ниже гироскопа. Я опишу только
оптические характеристики, поскольку расположение уровней уже было описано.
Объектив телескопа с коротким фокусным расстоянием установлен в оправе 50, которая крепится к корпусу
гирообъектива с помощью кронштейна 51. Прямоугольная призма 52 с двойным отражением жестко
прикреплена к раме 26, на которой установлен уровень 4-5, а сетка 53 или поперечные проволоки телескопа
закреплены на кронштейне, прикрепленном к уровню 41_1. Таким образом, если один уровень наклоняется,
призма перемещается, а если другой уровень наклоняется, перемещается сетка, причем эти движения
перпендикулярны друг другу. Изображение земли под собой формируется линзой 50 на сетке 53 после
двойного отражения в призме 52. Остальная часть телескопа состоит из обычной комбинации линз,
характерной для перископов, в которых желательны широкое поле зрения, малое увеличение и значительная
длина трубы. 65 Трубка разделена на две части. Деталь, жестко прикрепленная к корпусу гироскопа с
помощью стойки 57, содержит отражающую призму 54 и линзу 56, причем лучи, выходящие из линзы 56,
параллельны друг другу. Часть 70 58 содержит отражающую призму 59 и остальные линзы перископа.
Трубка 58 шарнирно закреплена на цапфах 60 на отдельных карданных подвесах, прикрепленных к самолету,
и не является частью гироплана 75. Наблюдатель может перемещать его на карданном подвесе, чтобы
поймать луч, выходящий из линзы 56, и поскольку этот луч параллелен, возможна значительная свобода
относительного перемещения двух 80-мм трубок 55 и 58 без влияния на четкость изображения.
Мощность струй, регулирующих уровни, регулируется таким образом, чтобы наклон уровня относительно
гироскопа был равен 85 градусам наклона оси гироскопа относительно вертикали. Когда это условие
выполняется, изображение в центре поперечных проводов всегда совпадает с точкой на земле,
расположенной вертикально ниже гироскопа, независимо от того, вертикальна ли ось гироскопа на 90
градусов или нет.
На рисунках 8 и 9 показаны фасады и план альтернативного расположения указателей курса, отличного от
описанного на рисунках 3 и 4, в котором используется только один уровень. 95 Контрольные чашки 4 и 5
соединены трубкой 7, имеющей круглую форму в плане. Эта трубка прикреплена к двум кронштейнам 62 и 63,
которые вращаются на двух небольших цапфах 64 и 65, прикрепленных к U-образной раме 100 61. Эта
филамента крепится к вилке 67, которая вращается на шарикоподшипниках на полом шпинделе 66, жестко
прикрепленном к корпусу гиро, соосно с ротором гиро.
Таким образом, уровень может свободно вращаться вокруг вертикального шпинделя 66. Струя воздуха,
выходящая из шпинделя 66, образована соединением его верхнего конца трубкой или каналом в корпусе
гиромотора с внутренней частью корпуса вблизи периферии ротора. 110 Эта струя регулирует уровень,
проходя через желоб 68 в форме бункера, который прикреплен к уровню с помощью проволочной рамы 69.
После выхода из желоба 69 струя воздуха снова попадает в один из двух изогнутых желобов 70 и 71, схема
которых показана на рис. 8а, а боковой вид — на рис. 8б. Из этого видно, что воздух, выходящий из этих
желобов, выходит горизонтально и параллельно кронштейну 61, поскольку эти желоба жестко прикреплены к
кронштейну 61 и втулкам 67 проволочными рамами 72 и 73 и, следовательно, вращаются вместе с уровнем
вокруг шпинделя 66. Струя, проходящая через желоб 68 (125), регулирует уровень и при этом отклоняется,
распределяясь равномерно между двумя желобами 70 и 71.
Наполнение любого из этих желобов избыточным воздухом создает пару сил на гиромоторе, вызывая его
прецессию и тем самым аннулируя наклон гиромотора. Уровень естественным образом вращается вокруг оси
66 так, что чашки находятся в плоскости наклона оси гироскопа при условии, что наклон достаточен, и
поскольку гироскоп наклоняется на запад из-за вращения оси, уровень находится на востоке и западе, если
гироскоп не совершает поступательных движений относительно Земли. Таким образом, кольцевая карточка
компаса может быть прикреплена к кольцевой трубке 7 или к верхней части чашек 4 и a для указания
направления компаса. Точность установки уровня зависит от наклона уровня относительно гироскопа, а также
от наклона гироскопа относительно вертикали. Последнее можно увеличить, не увеличивая первое,
разместив небольшой груз с восточной стороны уровня; первое же ограничивается управлением воздушной
струей.
В гирокомпасе с горизонтальной осью вращения ротора, в котором реализовано управление уровнем, ценную
информацию о случайных отклонениях компаса в море можно получить из точных измерений изменения
наклона уровня относительно гирокомпаса. Когда этот наклон постоянен, его величина также позволяет
определить широту, если известна составляющая скорости вдоль меридиана. Или, наоборот, если известна
широта, то наклон позволяет определить скорость вдоль меридиана. На рис. 10 показан оптический метод,
который я могу использовать для точного измерения этого наклона. Я прикрепляю зеркало 74 к уровню 4-5,
который вращается на центрах 7 на выступах 76, выступающих вниз из корпуса гироскопа 1, и еще одно
зеркало 75 к продолжению одного из выступов 76. Я использую коллиматор 77 и телескоп 78, коллиматор
которого имеет шкалу в фокальной плоскости, и считываю положение перекрестия телескопа по изображению
шкалы, образованному после двойного отражения в зеркалах 74 и 75. Телескоп и коллиматор удобно
закреплены на раме 79, которая вращается вокруг центральной оси 80, прикрепленной к биноклю, так что
телескоп может следовать за азимутальным движением компаса относительно корабля.
В качестве альтернативы я могу измерить тот же наклон любым из описанных выше оптических методов.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
Соседние файлы в папке патенты