- •Часть 1
- •1. Основные сведения из теории гироскопа 5
- •Введение
- •1. Основные сведения из теории гироскопа
- •1.1. Движение абсолютно твердого тела вокруг неподвижной точки
- •1.2. Уравнения движения гироскопа
- •1.3. Основные свойства движения гироскопа
- •1.4. Гироскопический момент. Принцип д’Aламбера для гироскопа
- •1.5. Уравнения движения гироскопа в кардановом подвесе
- •1.6. Уравнения движения гироскопа во вращающейся системе коор-
- •1.7. Гироскоп как звено системы автоматического регулирования
- •2. Назначение гироскопических устройств и их основные типы
- •2.1. Задачи, решаемые гироскопическими устройствами
- •2.2. Основные элементы гироскопических приборов и устройств
- •2.3. Выходная информация акселерометра
- •2.4. Типы гироскопических устройств
- •3) Курсовертикали.
- •4) Гиростабилизаторы.
- •3. Гирогоризонты
- •3.1. Гирогоризонт и гировертикант
- •3.2. Невозмущаемый маятник
- •3.3. Гиромаятник. Гирогоризонт с коррекцией
- •3.4. Гирогоризонт с шулеровской коррекцией
- •4. Указатели курса и курсовертикали
- •4.1. Гироскоп Фуко 1-го рода
- •4.2. Маятниковый гирокомпас
- •4.3. Гирополукомпас
- •4.4. Курсовертикали
- •5. Гиростабилизаторы
- •5.1. Одно- и двухосные гиростабилизаторы
- •5.2. Трехосный гиростабилизатор
- •5.3. Понятие о гирокомпасировании
- •6. Измерители угловой скорости
- •6.1. Гиротахометр
- •6.2. Вибрационный роторный гироскоп
- •6.3. Гиротрон
- •7. Интеграторы угловой скорости
- •7.1. Гироскопический интегратор угловой скорости. Поплавковый интегри-
- •7.2. Динамически настраиваемый гироскоп
- •7.3. Волновой твердотельный гироскоп
- •8. Измерители параметров поступательного движения
- •8.1. Гироскопический интегратор линейных ускорений
- •8.2. Негироскопические измерители линейных ускорений
- •9. Оптические гироскопы
- •9.1. Принцип работы оптических гироскопов
- •9.2. Лазерный датчик угловой скорости
- •9.3. Волоконный оптический гироскоп
- •10. Гироскопические приборы и устройства космических летательных аппаратов
- •10.1. Особенности задач управления космическими летательными аппаратами
- •10.2. Гироорбитант
- •10.3. Гиродин
- •11. Опоры гироскопических приборов
- •11.1. Основные требования к опорам и их типы
- •11.2. Газо- и гидростатическая опоры
- •11.3. Электростатическая опора (подвес)
- •4 И корпус 5.
- •11.4. Магнитная опора. Криогенный гироскоп
- •Вопросы
2.4. Типы гироскопических устройств
По своему назначению наиболее широко используемые гироскопические устройства можно разделить на следующие типы.
1) Гировертикали (гирогоризонты).
Предназначены для построения плоскости горизонта в точке начала движения объек- та или плоскости текущего (местного) горизонта и измерения относительно нее ориента- ции объекта: углов тангажа и крена - для летательных аппаратов, дифферента и угла бор- товой качки - для судов.
2) Гироскопы курса (гироскопы направления, гирокомпасы).
Предназначены для построения и (или) сохранения азимутального направления и измерения угла, характеризующего азимутальную ориентацию объекта относительно это- го направления (угла курса).
3) Курсовертикали.
Предназначены для одновременного решения задач гировертикали и гироскопа курса.
4) Гиростабилизаторы.
Предназначены для стабилизации какой-либо нагрузки относительно одного, двух или трех направлений. Соответственно различают одно-, двух- и трехосные гиростабилиза- торы.
5) Датчики угловой скорости и интеграторы угловой скорости.
Измерители угловой скорости предназначены для формирования данных о состав- ляющей абсолютной угловой скорости объекта в направлении оси чувствительности при- бора. Назначение интеграторов угловой скорости - измерение интеграла от упомянутой составляющей угловой скорости. (Заметим, что этот интеграл, очевидно, не есть угол поворота объекта вокруг оси чувствительности прибора, поскольку этот угол при под- вижной оси чувствительности лишен смысла).
6) Измерители кажущегося ускорения и гироинтеграторы линейных ускорений.
Измерители кажущегося ускорения предназначены для получения информации о со- ставляющей вектора кажущегося ускорения объекта в направлении оси чувстви- тельности прибора. (Один из такого типа измерителей, построенный на негироскопиче- ских эффектах, - акселерометр - рассмотрен выше). Гироинтеграторы линейных ускоре- ний предназначены для измерения интеграла от указанной выше величины, т.е. для изме- рения составляющей приращения кажущейся скорости.
7) Силовые гироскопы.
Предназначены для создания моментов, прикладываемых к объекту. Используются в космических летательных аппаратах.
Следует отметить, что приведенное выше разделение гироскопических устройств на типы является одним из возможных. Оно не лишено определенной условности, посколь- ку, в частности, некоторые из устройств одного типа могут решать задачи гироскопиче- ских устройств другого типа.
Например, одноосный гиростабилизатор может успешно использоваться в качестве интегратора угловой скорости; трехосный гиростабилизатор с установленными на нем акселерометрами, как правило, предназначен и для решения задач курсовертикали и т.д.
Кроме гироскопических устройств того или иного типа их задачи, как отмечалось во введении, могут решать и другие устройства, построенные не на гироскопических, а на иных физических явлениях (оптических, пьезоэффекте и т.д.). Поскольку эти устройства создавались для подмены гироскопических, они также рассмотрены ниже.