Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12912
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_383163.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=383163&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB383163A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 27 апреля 1937 года. 383,163 Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): 4 апреля 7932 г., № 9650/32, Принятие полных заявок: ноябрь. 70, 1932, ПОЛНАЯ
СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшения в производстве орехов.
Мы, корпорация United-Carr Fastener Corporation, должным образом организованная и действующая в
соответствии с законами штата Массачусетс, Соединенных Штатов Америки, расположенная по адресу:
Эймс-стрит, 31, Кембридж, округ Миддлсекс, штат Массачусетс, вышеупомянутые, правопреемники AiRTiniun
W.
Кимбелл, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу: 30, Чейз-стрит, Ньютон-Центр,
Миддлсекс, Массачусетс, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляет о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении.
Данное изобретение относится к усовершенствованиям гаечных и винтовых крепежных элементов для
соединения деталей с отверстиями.
Согласно изобретению, гайка, предпочтительно изготовленная из листового металла, имеет опорный фланец,
способный прилегать к одному из соединяемых элементов, и трубчатый стержень, проходящий от него через
отверстие в элементе и снабженный внутренней резьбой. Эта резьба имеет достаточно широкую плоскую
поверхность по всей своей длине на внутренней поверхности стержня и в остальном представляет собой
обычную V-образную резьбу с высоким шагом 230, но нарезана лишь частично в толщину стенки стержня,
оставляя таким образом незарезанную часть, толщину которой больше, чем при нарезке резьбы обычным
способом. Винтовая часть крепления имеет головку, которая упирается во второй из закрепляемых
элементов, и резьбовой стержень, проходящий через отверстие в указанном элементе и ввинчивающийся в
зацепление со стержнем гайки, благодаря чему два элемента прочно скреплены между собой.
Для полного понимания изобретения будет описан его предпочтительный вариант осуществления со ссылкой
на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 — разрез части установки, демонстрирующий использование
изобретения; фиг. 2 — вид сбоку усовершенствованного гаечного элемента; и фиг. 3 — увеличенный
поперечный разрез усовершенствованного гаечного элемента, на котором показана часть крепежного винта
55 в проекции.
Как показано на рисунке, гайка выпрессована из цельного куска листового металла и имеет базовый фланец
1, от которого отходит полый стержень 2. Для предотвращения вращения гайки при ее креплении к части
установки могут быть предусмотрены любые подходящие средства, однако мы показали ряд конусообразных
выступов 3 для этой цели. Конусообразные выступы 3 выпрессовываются из материала основания и
располагаются на некотором расстоянии от его периферии, так что гайка может быть изготовлена из заготовки
минимального размера.
Ранее использовались гайки общего типа 70, упомянутые выше, в которых стержни имели внутреннюю резьбу
обычного V-образного типа для взаимодействия с резьбовым стержнем крепежного винта. Было установлено,
что в гайках, в которых стержень имеет значительную длину и изготовлен из материала основания, обычная
V-образная резьба проходит почти насквозь через стенку стержня, так что он ослабевает до такой степени,
что стержень ломается при приложении к нему значительного осевого напряжения. Поскольку толщину стенки
стержня нельзя увеличить по ряду очевидных причин, мы предлагаем укрепить стержень, уменьшив
расстояние, на которое резьба врезается в стержень, как показано на рис. 3. Мы обнаружили, что можем
нарезать резьбу 4 внутри хвостовика 2, которая будет проходить не более чем на половину толщины стенки
хвостовика, используя метчик такого размера, при котором в стенку хвостовика будет нарезана лишь
примерно половина глубины стандартной V-образной резьбы, как показано на рис. 3.
Поэтому мы предусмотрели резьбу с плоской поверхностью значительной ширины на внутренней стороне
стержня 2, которая предназначена для взаимодействия со стандартной V-образной резьбой JiO0 на стержне 5
крепежного винта 6. При необходимости стержень 5 винта может быть снабжен резьбой, имеющей ту же
форму, что и резьба 4, образованная на стержне 2 гайки. 105 В результате изобретения мы получили гайку
1-Zb C-5, которая приспособлена для соединения с резьбой любой высоты. Эта конструкция работает со
стандартным винтом, но обеспечивает прочность против осевых напряжений, имея стержень с резьбой, как
описано выше, что может привести к срыву резьбы. Также необходимо, чтобы оставалось достаточно
нерезьбового материала, и чтобы плоская верхняя часть резьбы 4b между наружной поверхностью стержня и
нижней частью резьбы 4b была примерно равна высоте резьбы. Это обеспечивает прочную резьбу и помогает
предотвратить ее обрыв или полное повреждение. Мы не хотим, чтобы стержень 2 подвергался значительным
напряжениям, ограниченным указанными размерами, и чтобы эти напряжения воздействовали на стержень
через описанные элементы, поскольку они могут!
можно использовать разные винты. Хотя контакт между поверхностями резьбы гайки и стержнем гайки и
поверхностями не столь значителен, в некоторой степени это зависит от использования 75-го контакта.
Указанные пропорции резьбы стержня винта, резьбы 4 и толщины гайки (рис. 3), как если бы была
предусмотрена резьбовая часть стенки стержня i5a - полная V-образная резьба в стержне 2, были
опробованы и оказались практичными, и 80 гайка, - тем не менее, мы обнаружили, что гайки такой конструкции
широко используются и оказываются очень удовлетворительными. Длина стержня 2 гайки, как показано на
чертежах, является более чем историчным показателем.
достаточное для обеспечения зацепления. Теперь, когда подробно описаны резьбы и установлено, каким
образом они выдерживают любые нормальные осевые напряжения, которые могут привести к срыву резьбы с
стержня, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_383164.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=383164&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB383164A
[]
ПАТЕНТ
SP E I 1 ATIO \
СПЕЦИФИКАЦИЯ- L
Дата принятия Конвенции (США): 2 января 1932 г., дата применения Конвенции (в Соединенном Королевстве):
5 апреля 1932 г. № 9750 1 32, Принято к публикации: ноябрь. 10, 1932, ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, относящиеся к гироскопическим компасам или связанные с ними.
1,
РФЕГИКСАЛЬД ЭВЕРЛАТТ ГИЛЛМОР, проживающий по адресу: Ред Брук Роуд, Грейт Нек, Лонг-Айленд,
Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, ранее проживавший по адресу: Ист 89-я улица, 17, Нью-Йорк,
Соединенные Штаты Америки, гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляет о характере
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к гироскопическим компасам.
Точность гирокомпасов во многом зависит от соотношения между направляющей силой гироскопического
элемента и трением подвески этого элемента. Сила трения в значительной степени зависит от количества и
характеристик подшипников, участвующих в подвеске чувствительного элемента. Надежность компаса также
в значительной степени зависит от подшипников подвески, то есть от точек контакта между гироскопическим
элементом и окружающим (фиктивным) элементом.
Целью настоящего изобретения является повышение точности и надежности гироскопического компаса за
счет создания максимально простой системы подвески, полностью исключающей какой-либо механический
контакт между чувствительным гироскопическим элементом и нечувствительным опорным или фиктивным
элементом.
Согласно изобретению, предлагается гироскопический компас, включающий шар, способный вращаться
вокруг практически горизонтальной оси, причем этот шар поддерживается при вращении на воздушной
подушке, что обеспечивает свободу поворота в любом направлении, и включающий
гравитационно-чувствительное устройство, соединенное с этим шаром для придания ему свойств,
позволяющих определять меридианы.
Предпочтительно, чтобы устройство, реагирующее на гравитацию, располагалось внутри указанного шара и
было приспособлено для гашения его колебаний. Также предпочтительно предусмотрена чашеобразная
опора для поддержки мяча на самоорганизующейся воздушной пленке, а также бесконтактная система для
удержания указанной чашеобразной опоры в заданном положении относительно оси вращения мяча.
В предпочтительной конструкции, которая особенно подходит для использования на судне, шаровой элемент
полностью автономен в том, что касается (1) средств для его привода, (3) средств для его перемещения по
меридиану и (3) средств для демпфирования. Средства для перемещения по меридиану и демпфирования,
хотя и установлены в шаре, не вращаются вместе с ним и, следовательно, не подвержены воздействию
центробежной силы. Таким образом, средства достижения меридианного поиска и демпфирования становятся
независимыми от точности системы слежения, центробежной силы и изменений скорости вращения.
Настоящее изобретение также обладает рядом других преимуществ, в частности, оно предлагает очень
простое решение проблем (1) предотвращения так называемых баллистических и демпфирующих колебаний,
(а) корректировки шарового элемента таким образом, чтобы он всегда располагался на истинном меридиане,
независимо от скорости и курса судна, на котором он установлен. Для полного понимания изобретения, оно
будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Рисунок 1 представляет собой схематическое изображение одного из вариантов гирокомпаса, воплощающего
изобретение; Рисунок 2 представляет собой увеличенный фрагмент электромагнита и направляющей для
измерения реакции статора, а также показывает пневматически управляемый центрирующий штифт для
фиксации дужки при запуске; Рисунок 3 представляет собой увеличенный вид, показывающий способ подачи
проводов к статору; Рисунок 4 представляет собой план поперечного сечения компаса, показанного на
Рисунке 1, — сечение выполнено по линии 4-4 на Рисунке 60.
65:
Рисунок 5 представляет собой альтернативную форму центратора для взаимодействия со статорным валом;
Рисунок 6 представляет собой увеличенный поперечный разрез, показывающий средства для крепления
эксцентрикового кольца на корректирующем устройстве; Рисунок 7 представляет собой увеличенный вид
модифицированной формы корректирующей ручки и рычага, показывающий способ снятия ручки 105; Рисунок
383,164. Рисунок 8 представляет собой альтернативную форму компаса, включающую средства для привода
постоянного тока и средства для осуществления поиска меридиана и демпфирования, которые не зависят от
квадрантного движения и, следовательно, исключают необходимость стабилизации компаса в его карданном
подвесе; Рисунки с 9 по 15 включительно показывают различные альтернативные варианты расположения
шарика, подшипника скольжения и реактивного подшипника; Рисунок 16 представляет собой схему
электропроводки, показывающую цепи для автоматического управления поддерживающей воздушной
пленкой; Рисунок 17 представляет собой деталь циферблата установки широты; Рисунок 18 представляет
собой схематический вид, выполненный под прямым углом к рисунку 13; рисунок 19 — детальный вид снизу
модифицированной формы соединения между дужкой гироскопа и подвесной опорой; рисунок 20 — боковой
вид той же конструкции; и рисунок 21 — боковой вид другой модифицированной формы соединения между
дужкой и подвесной опорой, также схематически показанной на рисунках 9 и 14.
Обращаясь теперь к рисунку 1, шарик вращается в чашке 2, но отделен от этого зажима воздушной пленкой,
которая может подаваться из внешнего источника или создаваться вращением шарика. Чашка 2 крепится на
раме 4 в фантоме или последующей конструкции 5.
- 35 Фантом, в свою очередь, поддерживается стержнем 6 в пауке 7. В верхней части стержня расположена
карта компаса № 8.
Шарик приводится в движение трехфазным переменным током.
статор 9, который установлен на валу 10.
Этот вал проходит через торцевые пластины 11, а шариковые подшипники 12, расположенные между валом и
торцевыми пластинами 11, обеспечивают минимальное трение между шариковой структурой и валом статора.
К концам вала статора прикреплены демпфирующие бутылки 13, соединенные трубой 14 малого диаметра. К
валу также прикреплен гравитационный элемент или град 15. В состав балансировочной скобы также входят
16 балансировочных грузов. Может быть использована любая подходящая бесконтактная система с
бесшумным воздействием и без приложения крутящего момента. Для этой цели к дужке также может быть
прикреплен якорь 17 из мягкого железа, который взаимодействует с трансформатором или индуктивностями
18 и, таким образом, через ламповый усилитель (не показан) служит для управления азимутальным
двигателем 19 таким образом, чтобы азимутальный двигатель заставлял конструкцию фантома следовать
всем азимутальным движениям оси гироскопического шара.
Как видно, гироскопический или чувствительный элемент, как показано на рисунке 1, -65 включает в себя
шарик, статор, вал статора, дужку, демпфирующие бутылки и арматуру из мягкого железа для управления
слежением.
h- Подвешивание шарика на воздушной пленке h обеспечивает ему свободу вращения вокруг оси вращения,
вертикальной оси и поперечной горизонтальной оси.
При подаче на статор трехфазного переменного тока он будет создавать крутящий момент на шарике вокруг
оси, совпадающей с валом статора. Возникнет соответствующий реактивный момент, стремящийся вращать
статор. Эта реакция воспринимается скобой, закрепленной на концах вала статора. В форме, показанной на
рисунке 1, реакция 80-ваттной скобы, в свою очередь, воспринимается реакционным магнитом 20, который
взаимодействует с n-дорожкой 21. Ширина направляющей, с которой взаимодействует этот L-электромагнит,
равна ширине полюсного наконечника электромагнита. Поверхность направляющей концентрична
поверхности шарика, и поэтому электромагнит никоим образом не препятствует перемещению шарика вокруг
горизонтальной оси, перпендикулярной оси вращения.
Кроме того, когда ось шара практически горизонтальна, электромагнит не препятствует перемещению шара
вокруг вертикальной оси. Однако вблизи оси вращения 9 любое движение дужки будет стремиться увеличить
воздушный зазор 1 между полюсным наконечником электромагнита и направляющей, с которой он
взаимодействует, и, следовательно, электромагнит 100 предотвратит такое вращательное движение и будет
удерживать дужку в практически вертикальной плоскости.
По причинам, хорошо известным специалистам в данной области, гироскопический элемент с маятниковым
управлением, подобный показанному на рисунке 1, будет подвержен влиянию движений в пределах одного
квадранта. Поэтому предпочтительнее стабилизировать компас такого типа в одной плоскости. Было бы
достаточно стабилизировать только дужку компаса, но предпочтительнее стабилизировать весь компас,
поскольку это имеет важное преимущество, помимо предотвращения так называемой квадрантной или
межкардинальной ошибки. Это дополнительное преимущество в 115 единиц обусловлено предотвращением
так называемой ошибки карданного подвеса. Во всех стандартных гироскопических компасах ускорения в
межкардинальной плоскости вызывают отклонение номинальной вертикали конструкции компаса j20 от
истинной вертикали в межкардинальной плоскости, и это отклонение приводит к вращательному движению
вокруг вертикали компаса, указывая таким образом на изменение курса, когда никакого изменения курса не
произошло. Возникающие при этом ошибки гипбала, вероятно, не превышают 112 градусов, и, поскольку они
постоянно исправляются путем поворота в противоположном направлении, они несущественны с точки
зрения навигации. 130 383,164
Однако при использовании компаса с системами управления орудием ошибка карданного подвеса может
привести к ошибке в наведении оружия в момент выстрела.
Для стабилизации компаса в карданном подвесе используется шаровой гироскоп. На рисунке 1 этот
шаровидный гироскоп показан в точке 22. Шарик вращается в чашке 23 на воздушной подушке, которая может
подаваться из внешнего источника, за счет вращения шарика или и тем, и другим одновременно. К концу
шарика прикреплен подшипник 25, который взаимодействует с изогнутой дорожкой или пазом 26 в чашке.
Шарик приводится в движение статором 27, который также служит для автоматического центрирования оси
шарика без колебаний.
Опыт показал, что при условии равномерного изготовления поверхностей шара и чашки и при условии, что вес
шара не превышает давления порядка пяти фунтов на квадратный дюйм проекции горизонтальной площади,
вращение шара создаст между шаром и чашкой достаточно плотную и толстую воздушную пленку,
предотвращающую любой контакт между шаром и чашкой даже при воздействии ускоряющих давлений,
превышающих 2g. По-видимому, это поддерживающее действие воздуха обусловлено прилипанием молекул
воздуха к поверхности чашки и шара.
Принцип работы этого стабилизирующего устройства следующий: ось, вокруг которой требуется
стабилизирующее воздействие, — это карданная ось компаса, ориентированная с севера на юг.
Предположим, что ускорение и давление вокруг этой оси возникают из-за качки судна, на котором
установлено устройство. Давление будет передаваться на вращающийся шарик через дорожку 26 и
подшипник 25. Вследствие быстрого вращения шарика, давление будет оказываться под сильным давлением,
и шарик будет прецессировать вокруг оси, перпендикулярной плоскости бумаги, в результате чего подшипник
25 будет перемещаться вдоль прорезной дорожки 26 в плоскости бумаги. Если вес и скорость шара должным
образом соотнесены с фактором маятника массы компаса, то прецессия будет медленной, и вращение
корабля изменит направление задолго до того, как пеленг 25 достигнет конца траектории 26. При движении
шарика в плоскости листа бумаги он не оказывает стабилизирующего воздействия, поэтому компас может
свободно качаться, и подшипник 25 просто свободно перемещается к одному или другому концу
направляющей 26.
Если при каких-либо обстоятельствах потребуется стабилизация по обеим горизонтальным осям, можно
установить еще один шаровой стабилизатор ниже показанного, но с прецессионной направляющей,
перпендикулярной направляющей 26.
Одним из преимуществ этого типа стабилизатора является его простота и отсутствие изнашивающихся
деталей. Фактически, единственной изнашиваемой деталью является «маленький шариковый подшипник, и
эта деталь 7aG не несет никакой нагрузки, за исключением случаев, когда она оказывает стабилизирующее
воздействие на чашку».
Даже в этом случае износ незначителен, поскольку маятниковый вентилятор компаса можно уменьшить до
очень малого значения, так что 75.
Требуется лишь, так сказать, стабилизирующее прикосновение, чтобы удерживать массу компаса в пределах
1 градуса от вертикали при воздействии ускоряющих нагрузок, возникающих из-за крена или тангажа
80-футового судна.
Еще одним важным преимуществом этого метода стабилизации является автоматическое централизующее
действие статора.
Чтобы это понять, необходимо рассмотреть пункт 85.
рассмотрите действие ординарной формы гироскопического стабилизатора, в котором осуществляется
стабилизация.
Гироскоп закреплен таким образом, что обладает прецессионной свободой вокруг предварительно
определенной оси. Трение вокруг стабилизированной оси, а также трение вокруг прецессионной оси,
неизбежно будет больше в одном направлении вращения вокруг этих осей, чем в другом. Таким образом,
стабилизирующий гироскоп децентрируется вокруг своей прецессионной оси и в конечном итоге займет
положение, в котором плоскость вращения гироскопа совпадает с плоскостью, в которой его необходимо
стабилизировать, и, следовательно, гироскоп станет неэффективным стабилизатором. Для предотвращения
такой децентрализации необходимо использовать централизующие пружины, но тем, кто знаком с данной
областью техники, будет очевидно, что единственный способ, которым централизующие пружины 105 могут
обеспечить централизацию, заключается в том, чтобы сначала сместить стабилизированную массу вокруг
стабилизированной оси, тем самым задействовав эффект гравитации, действующий на стабилизированную
массу, и тем самым заставив гироскоп 11( вернуться в свое центральное положение.
При использовании для стабилизации гироскопического компаса эти колебания стабилизированной массы
приведут к возникновению колебательных ошибок.
В настоящем изобретении, если ось вращения стабилизирующей сферы под действием неравенств трения
отклоняется от своего нормального вертикального положения, то составляющая крутящего момента статора
будет действовать на сферу таким образом, что ось вращения сферы будет прецессировать непосредственно
на ось статора без колебаний.
Таким образом, ось вращения сферы непрерывно и автоматически центрируется.
до вертикали без колебаний.
Еще одно преимущество этого типа стабилизатора обусловлено отсутствием прецессионного трения. Как
хорошо известно тем, кто знаком с данной областью, сложность 130 A: 383,164 теоретического
совершенствования стабилизации зависит от полноты устранения прецессионного трения.
Интервал времени, в течение которого он сопротивляется возмущающей силе, зависит от соотношения
гироскопического момента и возмущающей силы. Отклонения от теоретически идеального сопротивления
возмущающей силе обусловлены прецессионным трением и прецессионной инерцией. При рассмотрении
вопроса стабилизации в условиях малых и медленно действующих возмущений, рассматриваемых в
настоящее время, основным препятствием для идеальной стабилизации является прецессионное трение.
В представленном здесь стабилизаторе единственным прецессионным трением является трение,
возникающее при качении подшипника 25 по направляющей 26.
Шаровой стабилизатор предпочтительно должен быть расположен на вспомогательном или отслеживающем
элементе компаса таким образом, чтобы всегда обеспечивать стабилизацию относительно колебательных
движений компаса в плоскости восток-запад. Стабилизация в плоскости EVW должна быть достаточной лишь
для предотвращения колебательных движений компаса в этой плоскости, тогда как стабилизация в плоскости
север-юг должна полностью противодействовать всем ускоряющим воздействиям в этой плоскости.
-30 В качестве альтернативного способа стабилизации карданной массы компаса используется
экваториальный воздушный поток, который отбрасывается от меридианного шара в результате его быстрого
вращения.35 Экспериментально и путем наблюдений было установлено, что любая быстро вращающаяся
сфера захватывает частицы воздуха на своих полюсах, заставляя их центробежным действием
перемещаться по своей поверхности и отбрасывая их тангенциально к экватору. Частицы экваториального
воздуха, непосредственно прилегающие к поверхности шара, движутся почти с той же скоростью, что и
периферийная скорость шара на его экваторе. Таким образом, разместив лопатки в этом экваториальном
воздушном потоке и закрепив их на некоторой части карданной массы компаса, можно использовать этот
быстро движущийся воздушный поток для предотвращения отклонений карданной массы компаса вокруг
горизонтальной оси, перпендикулярной оси вращения шара. Соответственно отклоняя воздушные потоки от
шара, можно избежать любых нежелательных эффектов, возникающих от воздушных потоков, выходящих из
лопаток.
Введение лопаток в экваториальный воздушный поток от шара, по-видимому, не вызывает никакой реакции
на шаре. Это логично и может быть сопоставлено с тем фактом, что пуля, выпущенная из оружия, может быть
отклонена стальной пластиной на расстоянии, не вызывая никакой реакции со стороны оружия.
- При включении компаса, показанного на рисунке 1, могут быть использованы средства, позволяющие
обеспечить ему очень короткий период поиска меридиана. Это достигается с помощью фиксирующего или
центрирующего штифта 28, который автоматически управляется воздухом, подаваемым в цилиндр 29,
приводящий в движение поршень 30 до 7G, в котором закреплен штифт. Работа этого центрирующего штифта
фиксирует дужку вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оси вращения, тем самым придавая
гироскопической конструкции маятниковость всей конструкции компаса 75 в ее карданных подвесах 31. После
того, как штифт зафиксируется на меридиане, его отпускают.
Воздух для поддержки шара при запуске и для фиксации центрирующего штифта 80 подается насосом 32.
Воздух от насоса подается в нижнюю часть чашки по трубе 81, каналу 82 и отверстию 83, а воздух для поршня
30 подается через канал 84. Насос 85 приводится в движение двигателем 33, а управление двигателем
осуществляется автоматическим выключателем с задержкой размыкания 34. Для этой цели можно
использовать любой из ряда стандартных переключателей с задержкой срабатывания, причем переключатель
90, схематически показанный на рисунке 16, обычно находится под напряжением пружины 341, но его
открытие задерживается демпфером 80. Функция выключателя заключается в замыкании цепи двигателя,
когда замкнута цепь ротора компаса, и в поддержании замкнутой цепи двигателя в течение любого периода
времени, на который установлен выключатель, а по истечении этого периода времени — в размыкании
выключателя, что приводит к остановке двигателя и, следовательно, насоса, в результате чего центрирующий
штифт опускается, а одновременно прекращается подача воздуха через шаровой шарнир, что позволяет
корпусу создать собственную поддерживающую воздушную прослойку.
В случае отказа электропитания ротора могут быть предусмотрены также автоматические средства для
восстановления воздушной пленки.
Для этой цели на рисунке 110, 16 показан электромагнит 85, включенный в цепь питания ротора 9. Пока
указанный магнит находится в возбужденном состоянии, он удерживает выключатель 86 в разомкнутом
состоянии, но в случае отключения питания этот выключатель замыкается пружиной 8Т, и насосный
двигатель 33 снова запускается.
Подача тока к фантому и чувствительному элементу осуществляется от опорной конструкции к фантому
посредством контактных колец 36 и взаимодействующих щеток (не показаны). Гибкие подводящие провода 35
передают трехфазный переменный ток от фиктивной конструкции к полому валу, на котором установлен
статор. Тем, кто знаком с этим искусством, хорошо известно, что гироскопические компасы занимают свое
положение не в истинном меридиане, а в меридиане, который является результатом вращения Земли и
движения корабля по поверхности Земли. Следовательно, когда судно, на котором установлен компас, меняет
курс или скорость, компас должен переместиться с одного виртуального меридиана на другой, и, чтобы
избежать колебаний, это перемещение должно происходить с той же скоростью, с которой происходит смена
виртуального меридиана. Скорость изменения меридиана вследствие изменения курса и скорости зависит от
(1) широты и (2) скорости изменения курса или скорости в направлении север-юг.
Следовательно, для предотвращения колебаний компаса он должен обладать баллистической или
маятниковой характеристикой определенного значения для каждой широты. Это потребовало включения в
некоторые усовершенствованные типы компасов баллистической регулировки по широте.
Чтобы избежать необходимости использования регулируемого баллистического датчика и одновременно
упростить средства коррекции гирокомпаса на разницу между истинным и виртуальным меридианами,
применяется метод коррекции, который обеспечивает постоянное нахождение оси компаса на истинном
меридиане. Ранее предлагались способы коррекции чувствительного элемента таким образом, чтобы он
всегда находился на истинном меридиане, но в предыдущих типах компасов это можно было осуществить
только с помощью чрезвычайно сложных устройств, которые работали через карданный подвес и систему
подвески для управления расположением грузов на чувствительном элементе. В шаровом компасе, как
показано на рисунке 1, чувствительный элемент можно скорректировать до истинного меридиана
чрезвычайно простым способом.
На рисунках 1 и 17 показан корректорный циферблат под номером 37, установленный на валу 39.
Этот корректорный диск управляется рифленой головкой 38 посредством зубчатой передачи 81.
82. Корректор 37 имеет градуировку в произвольных числах от 0 до 100.
К конструкции компаса прикреплена таблица (не показана), в которой для каждой широты и скорости судна
указано произвольное значение поправочного коэффициента, которое необходимо установить на
циферблате.
Когда циферблат установлен на это значение, он воздействует через внутреннюю резьбу в валу 39,
устанавливая требуемый эксцентриситет на круговом кулачке 40, который расположен в шпоночных пазах 41
(см. рисунки 1 и 6) на нижней поверхности пластины 411 на конструкции "паука". Поворотный механизм 42,
установленный на направляющей раме, взаимодействует с эксцентриковым кулачком 40 и получает от этого
кулачка соответствующую составляющую поправки 6 для курса судна, показанного компасом (см. также
рисунок 6).
Ручка 38 может быть съемной, чтобы можно было установить крышку 50 на место. Как показано на рисунке 7,
ручка установлена на штоке 70, который входит в полый вал 71 шестерни 81 и удерживается на месте
стопорным штифтом 72.
Движения толкателя 42 обеспечивают боковое перемещение вала 43, установленного на направляющей 44
на крышке 83 70-й рамы для отслеживания. На нижнем конце вала 43 расположен рычаг 45 (см. рисунок 4),
который, в свою очередь, несет якорь 46, примыкающий к боковой стороне корпуса шарика 47. Якорь служит
для того, чтобы закрывать75 или открывать поверхности прямоугольных трехфазных статоров переменного
тока 48 и 49. Каждый из этих статоров намотан в противоположном направлении по отношению к другому, и
поскольку на них подается переменный ток, постоянно возникает пульсация электромагнитного момента,
распространяющаяся от внутренних краев статоров к их внешним краям. «Этот крутящий момент очень мал,
но его достаточно, чтобы создать значительный крутящий момент вокруг вертикальной оси шара под углом 85
градусов». Поскольку статоры намотаны в противоположных направлениях, крутящий момент, создаваемый
одним, равен крутящему моменту, создаваемому другим, и результирующий крутящий момент на шарике был
бы равен нулю, если бы не якорь. Величина крутящего момента, создаваемого любым из статоров на шарике,
может точно регулироваться степенью покрытия полюсных поверхностей статоров якорем 46.
95 Когда якорь находится в положении, показанном на рисунке 4, крутящий момент, создаваемый одним из
статоров на шарике, компенсирует крутящий момент, создаваемый другим. Когда корректор перемещает
якорь над поверхностью статора 48, это приводит к уменьшению крутящего момента этого статора и
увеличению крутящего момента статора 49, и, таким образом, на шарике будет создаваться крутящий момент
в направлении крутящего момента, исходящего от статора 49. 105 При перемещении якоря в
противоположном направлении преобладает статор 48, и крутящий момент, действующий на шарик, меняется
на противоположный.
Крутящий момент, действующий на шарик, точно регулируется, и поэтому корректирующий механизм HlG,
управляющий этим крутящим моментом, может обеспечить точно заданный эффект изменения точки
установления гироскопической системы путем приложения заданного крутящего момента относительно
вертикальной оси. 1j5 При использовании этого метода коррекции предпочтительно применять
гироскопическую систему с очень большим периодом; то есть, вместо периода в 85 минут для широты 45
градусов, 120 который в настоящее время в основном характерен для всех стандартных гирокомпасов,
используется обычный период работы от трех до четырех часов или более. Когда корабль находится в
состоянии покоя, компас обычно находится на истинном меридиане. По мере ускорения судна корректор
поддерживается в заданном положении относительно скорости судна, создавая тем самым крутящий момент
на чувствительном элементе, который вызывает изменение точки установления 13Q1, равное и
противоположное тому, которое было бы вызвано ускорением судна; таким образом, чувствительный элемент
не смещается с истинного меридиана, и, следовательно, баллистические колебания не происходят.
Период колебаний выбран достаточно большим, чтобы при изменении скорости или курса не возникало
существенных колебаний.
Для предотвращения попадания пыли на компас и особенно на воздушную пленку между шаром и чашкой,
весь компас заключен в пыленепроницаемый корпус. Этот корпус состоит из двух плотно прилегающих
крышек 50 и 51. Верхняя крышка имеет куполообразное стеклянное окно 52, позволяющее видеть карту
компаса.
Альтернативная форма компаса, показанная на рисунке 8, позволяет использовать постоянный ток для
перемещения шарика. На рисунке 53 показано неподвижное многополюсное поле, закрепленное на валу
длиной 10 футов, проходящем через торцевые пластины в шаре. К валу прикреплена щеточная конструкция,
несущая щеткодержатели 55 и щетки 56. Щетки взаимодействуют с внутренним коммутатором 57, который
закреплен путем принудительной посадки внутри осевого отверстия в шарике. Внутри осевого отверстия в
шаре также закреплена обмотка якоря 58, клеммы которой припаяны к коллекторным стержням; зажим для
поддержки шара очень похож на зажим в форме компаса, показанный на рисунке 1, но имеет два небольших
отверстия 59. Вращение шара создает давление воздуха на дне чашки, и это давление воздуха всегда имеет
определенную величину, зависящую от скорости вращения шара. Ось, проходящая через торцевые пластины
шара, несет два комплекта бутылок, предназначенных для хранения ртути, масла или других жидкостей.
Один из этих наборов, 60 и 61, используется для обеспечения возможности поиска меридианов. Другой
комплект 62.621 используется для обеспечения демпфирования.
В таком компасе ртуть в бутылках 60 и 61 будет перетекать в нижнюю часть гироскопа при его наклоне, и,
следовательно, гироскоп будет вести себя как гирокомпас с большим центром тяжести и вращаться в
направлении, противоположном направлению движения Земли. Однако из-за сужения трубки между двумя
бутылками жидкость не перетекает легко из одной в другую и, следовательно, практически не подвержена
влиянию межзвездной качки судна, на котором установлен компас. Для подавления колебаний такого компаса
также необходимо обратить вспять обычный метод подавления и подавать энергию в систему, а не
абстрагировать ее от нее. С помощью суженной трубы 67 поток масла между бутылками 62-621 выводится из
фазы относительно наклона главного гироскопа, и показания компаса гасятся.
Поскольку ось шара наклонена вращением Земли, отверстия (W3 и 64) труб 65 и 66 расположены рядом с
одним из отверстий 70 в чашке, таким образом, подавая воздух в одну из демпфирующих бутылок 62-621
таким образом, чтобы масло через трубку 671 попадало в бутылку на верхней стороне. 75 На рисунке 5
показана альтернативная форма центратора для удержания вала чувствительного элемента при запуске,
которая может использоваться в дополнение к подаче пускового воздуха через отверстие 80 (83) или вместо
нее. Согласно данной конструкции, на каждом конце вала 10 предусмотрена U-образная клетка 85, обычно не
соприкасающаяся с валом, но установленная на штоке поршня 86 поршня 87. При запуске воздух из насоса 32
подается в цилиндр через отверстие 811, поднимая сепаратор относительно вала 10 на роликовом
подшипнике 88, при этом вал и вместе с ним шарик 1 выходят из зацепления с чашкой 2. Мяч удерживается в
этом положении до тех пор, пока не наберет необходимую скорость, после чего подача воздуха из насоса
прекращается, как описано выше.
Этот центратор также может выполнять другую функцию, а именно, может быть предусмотрен
автоматический механизм для его работы в случае отключения электропитания компаса путем подключения
цилиндра к насосу 32, который автоматически управляется, как описано выше. Это имеет преимущество в
том, что шарик опирается на роликовые подшипники, показанные на центраторе, и предотвращает его
повреждение в результате удара о фантомный элемент. 05 Было разработано несколько альтернативных
вариантов с использованием осевого статора, показанного на рисунке 1. Общее расположение всех этих
элементов аналогично рисунку 1, поэтому при их описании будет достаточно просто схематически показать
шар, дужку, опорный подшипник и фантом, как на рисунках с 9 по 14 включительно.
На всех этих рисунках, а также на рисунке 1, опорный подшипник может представлять собой электромагнит
диаметром 1/5, взаимодействующий с рельсом, как показано на рисунке 3, или роликовый подшипник,
взаимодействующий с рельсом с пазами, как показано на рисунках 19 и 20 под углами 20' и 91'
соответственно. Подшипник может быть установлен на скобе 15' и пазовой направляющей на фантоме 5, как
показано на этих рисунках, или же направляющая 92 (рисунок 21) может быть установлена на скобе 15', а
роликовый подшипник 20 — на фантоме 5. 125 На рисунке 9 в простейшей схематической форме показана
конструкция, в которой реактивный подшипник 20 установлен на макете и взаимодействует с подвесной
скобой 1511. Такая форма comxi 38J3,164 383,164 pass была бы самодемпфирующейся без помощи
демпфирующих бутылок. Эффект затухания можно понять, рассмотрев все силы, действующие на шар, когда
центр компаса наклоняется под действием вращения Земли. Как показано на рисунке 9, ось компаса
направлена на восток, и, следовательно, северный конец наклонен вверх.
Вращение внутреннего мишенного шара показано стрелкой 2. Реакция статора показана стрелкой 1.
Эта реакция статора создает крутящий момент на скобе, который направлен вниз через бумагу в точке, где
опорный подшипник 20 входит в зацепление со скобой.
Следовательно, опорная деталь оказывает давление на скобу, направленное вверх через бумагу. Это
давление имеет две составляющие: одна вокруг оси вращения шарика, которая предотвращает вращение
дужки, и другая вокруг вертикальной оси, перпендикулярной оси вращения, как показано пунктирной стрелкой
3. Вращение вокруг вертикальной оси вызывает прецессию вокруг поперечной горизонтальной оси, стремясь
Соседние файлы в папке патенты