11.4. Магнитная опора. Криогенный гироскоп
В магнитной опоре поддерживающими силами являются магнитные силы. Раз- работаны опоры на постоянных магнитах, электромагнитные опоры с резонансной це- пью, активные магнитные опоры. Пример радиальной опоры на постоянных кольце- вых магнитах 1, 2 схематично представлен на рис.54.
Принцип работы электромагнитной опоры с ре- зонансной цепью идентичен описанному примени- тельно к электростатической опоре: с помощью резонансной цепи автоматически регулируются за- зоры между нагрузкой (сделанной из феррита) и электромагнитами. При увеличении зазора умень- шается индуктивность в цепи, т.е. системы "на- грузка-электромагнит". Вследствие этого увеличи- вается ток в контуре, который поступает в электро- магнит и приводит к увеличению магнитной силы. Последняя, действуя на нагрузку, обеспечивает уменьшение зазора.
Наконец, в активных магнитных опорах контур регулирования тока в электромагнитах содержит датчик перемещений нагрузки. Этот тип опоры обладает наибольшей нагрузочной способностью.
Как и электростатическая, магнитная опора может быть трехкомпонентной. Такая опора, выполняющая функцию подвеса, и используется в разрабатываемых конструкци- ях гироприборов. Схема одного из таких приборов изображена на рис.55. Она вклю-
чает сделанный из феррита шар 1 - ротор гироскопа, восьмиполюсную систему элек- тромагнитов 2, электропривод разгона 3, датчик угла 4 и датчик момента 5. В гироскопе используется резонансная цепь регулирования.
Следует отметить, что магнитные опоры находят применение в промышленности, в гироскопической же отрасли они пока используется ограниченно. В настоящее время ведутся исследования по созданию криогенного гироскопа - гироскопа, в кото- ром поддержание ротора обеспечивается силами взаимодействия магнитного поля со сверхпроводником.
В исследованиях по созданию трехстепенно- го криогенного гироскопа рассматривается схема прибора, подобная изображенной на рис.55. При этом ротор 1 - полый (для уменьшения веса) и сверхпроводящий шар, изготовленный из нио- бия - металла с наиболее высокой критической
температурой перехода в состояние сверхпроводимости. Внешнее магнитное поле, от- талкиваясь от которого ротор-шар занимает положение устойчивого равновесия, созда- ется сверхпроводящими электромагнитами 2. Такой прибор, очевидно, сводит затраты энергии к минимуму: достаточно лишь возбудить ток в обмотках электромагнитов и ра- зогнать ротор. Ток после этого будет циркулировать в сверхпроводнике в течение достаточно долгого времени.
В заключение следует отметить, что работы по созданию криогенного гироскопа на-
ходятся пока в исследовательской стадии.
Литература
1. Анучин О.Н. Основы теории построения гироскопических приборов. Текст лекций,
части 1,2. ЛВС ЦНИИ «Электроприбор» - сайт http://education.ed.
2. Бороздин В.Н. Гироскопические приборы и устройства систем управления. - М.:
Машиностроение, 1990.
3. Брозгуль Л.И. Динамически настраиваемые гироскопы. М.: Машиностроение, 1989
4. Бычков С.И., Лукьянов Д.П., Бакаляр А.И. Лазерный гироскоп. - М.: Советское ра-
дио, 1975.
5. Гироскопические системы, т.1-3 / Под ред. Д.С. Пельпора. - М.: Высшая школа,
1971.
6. Раушенбах Б.В., Токарь Е. Н. Управление ориентацией космических аппаратов. -
М.: Наука , 1974.
7. Евстифеев М.И. Состояние разработок и перспективы развития микромеханических гироскопов/ Сб. докладов II научн.-техн. конф. молодых ученых, СПб.,ЦНИИ «Электро- прибор», 2000.
8. Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп. - М.: Наука,
1985.
9. Шереметьев А.Г. Волоконный оптический гироскоп. М.: Радио и связь, 1987.
10. Малеев П.И. Новые типы гироскопов. - Л.: Судостроение, 1971.
11. Ривкин С.С. Теория гироскопических устройств, т.1,2. – Л.: Судпромгиз, 1962.
12. Челпанов И.Б. Гироскопы: тексты лекций. – СПб: ЦНИИ «Электроприбор» -
сайт http://education.ed.