Вопросы

1. Кинематические и динамические уравнения Эйлера.

2. Уравнения движения гироскопа в осях Резаля.

3. Движение свободного гироскопа и его устойчивость.

4. Прецессия и нутация гироскопа.

5. Укороченные (прецессионные) уравнения движения гироскопа.

6. Гироскопический момент.

7. Влияние масс колец карданова подвеса и вязкого трения в осях подвеса на движение гироскопа.

8. Учет переносного движения основания гироскопа

9. Видимый уход гироскопа.

10. Передаточные функции трехстепенного свободного гироскопа.

11. Уходы гироскопа.

12. Сущность шулеровской настройки.

13. Гиромаятник.

14. Гироскоп Фуко 1-го рода.

15. Гирополукомпас.

16. Одно-, двух- и трехосные гиростабилизаторы.

17. Работа системы стабилизации трехосного гиростабилизатора.

18. Способы начальной ориентации гироплатформы.

19. Гиротахометр.

20. Вибрационный роторный гироскоп.

21. Гиротрон.

22. Гироскопический интегратор угловой скорости.

23. Поплавковый интегрирующий гироскоп.

24. Динамически настраиваемый гироскоп.

25. Волновой твердотельный гироскоп.

26. Гироинтегратор линейных ускорений.

27. Принцип работы оптических гироскопов.

28. Волоконный оптический гироскоп.

29. Лазерный датчик угловой скорости.

30. Гироорбитант.

31. Гиродин.

32. Электростатический, магнитный и криогенный подвесы гироскопа.

Примечание: При ответе на вопросы 13-16,19-26, 28-31 требуется изложить назначе-

ние, схему построения и принцип действия соответствующего устройства.

Задачи

1.Свободный гироскоп в трехстепенном подвесе в начальный момент времени ори- ентирован так, что промежуточная ось подвеса направлена по вертикали места, а ось вращения ротора, будучи перпендикулярной наружной оси подвеса, развернута в западном направлении на угол А. Как изменяются во времени показания датчиков углов, установ- ленных на промежуточной и наружной осях подвеса (решение следует получить в виде дифференциальных уравнений и в конечном виде).

2. Космический аппарат находится вне поля тяготения каких-либо космических объ- ектов и начинает движение с ускорением a=1+2t м/с².На аппарате установлен гироинте- гратор линейных ускорений так, что его ось чувствительности совпадает с направлением оси аппарата и ускорения. Характеристики гироскопа: Н=0,1 Нмс, плечо маятника 1 см, масса 0,1кг. На какой угол развернется подвижная система прибора за время Т ?

3. Гироскоп выполнен в виде шара и имеет кинетический момент Н=10Нмс, а его момент инерции 0,01 кгм². Главные центральные моменты инерции рамок подвеса гиро- скопа: внутренняя(кожух гироскопа)- 0,01 кгм², внешняя – 0,015 кгм² (по каждой из трех осей для каждой рамки). Найти частоту нутационных колебаний.

4. Скорость вынужденной прецессии гироскопа 0,1 с^-1 и направлена она перпенди- кулярно оси гироскопа, его осевой момент инерции 10 Нмс² , скорость вращения 6000 оборотов в мин., расстояние между опорами гироскопа 63см. Определить силу, дейст- вующую на опору (массой гироскопа пренебречь).

5.Выведите соотношения для расчета ухода гироскопа вследствие его разбаланси- ровки при движении объекта, на котором установлен гироскоп с произвольным ускоре- нием. Каким ускорением определяется уход: абсолютным, кажущимся?

6. Показать, что период Шулера равен периоду гипотетического спутника Земли,

летящего по круговой орбите на высоте среднего радиуса Земли.

7.Оценить ошибку гироскопа Фуко 1-го рода с Н=0,1Нмс, обусловленную моментом сухого трения в опоре величиной 10^-5Нм, на широте С.-Петербурга.

8. Оценить, какая допустима осевая разбалансировка гироскопа гирополукомпаса с Н=0,1Нмс и массой 0,5кг, чтобы вызываемый ею уход при использовании ГПК на судне не превосходил 0,01град/час.

9. Разработайте алгоритм обработки информации при решении задачи гирокомпа- сирования, обеспечивающий минимизацию влияния на определение курса инструментальных ошибок трактов (гироскопов, датчиков момента и т.д.).

10. Оцените ошибку гирокомпасирования, обусловленную одновременным смеще- нием коэффициентов передачи трактов «сигнал на датчик момента – момент» по обоим каналам горизонтирования на величину 0,1%. Зависит ли эта ошибка от широты места?

11. Оцените относительную ошибку гиротахометра, обусловленную изменением на

1% а) жесткости пружины, б) плеча пружины.

12. Вывести формулу для амплитуды колебаний вибратора гиротрона вокруг оси торсиона.

13. Как повлияет на работу гироскопического интегратора линейных ускорений вредный момент, действующий по а) выходной оси прибора, б) оси подвеса маятника ?

14. Имеется световод длиною L. Какое оптимальное с точки зрения чувствительно- сти ВОГ число витков должен иметь волоконный контур, выполненный в виде катушки, если ее диаметр не должен превышать d,d<<L.

Предметный указатель

Акселерометр 22

- линейный 22

- маятниковый 22

- пьезоакселерометр 57

- струнный 56

Арретир 26

Видимый уход гироскопа 18

Гировертикаль 25

Гирогоризонт 26

Гировертикант 26

Гирогоризонт с коррекцией 31

Гиродин 62

Гирокомпас

- маятниковый 35

Гиромагнитный компас 39

Гиромаятник 31

Гироорбитант 61

Гирополукомпас 37

Гироскоп 4

- астатический 9

- вибрационный роторный 46

- вибрационный стержневой 48

- волоконный оптический 59

- динамически настраиваемый 51

- криогенный 67

- курса (направления) 25

- поплавковый интегрирующий 51

- свободный 9

- волновой твердотельный 53

- Фуко 1-го рода 34

Гироскопический интегратор 50

- линейных ускорений 54

- угловой скорости 50

Гироскопический момент 14

Гиростабилизатор 25

- одноосный 41

- двухосный 42

- трехосный 42

Гиростабилизированная платформа 42

Гиротахометр 45

Гиротрон 48

Датчик

- горизонта (вертикали) 22

- жидкостный маятниковый 22

- маятниковой коррекции 22

- момента 21

- углов 21

- угловой скорости 25

Двухгироскопная централь 39

Девиация 36

Динамические уравнения гироскопа 6

Интеграторы

- линейных ускорений 25, 54

- угловой скорости 25, 50

Канал горизонтирования гироплатформы 40

Кинематические уравнения гироскопа 6

Кинетический момент гироскопа 7

Контрольный элемент 44

Контур

- азимутальной коррекции 26

- горизонтальной коррекции 26

- разгрузки ОГС 41

Курсовертикаль 25

Лазерный датчик угловой скорости 58

Метод гирокомпасирования 44

Навигационная задача 20

Направляющий момент гироскопа 35

Невозмущаемый маятник 29

Нутация 5, 12

- частота 11, 20

Опоры 64

- газостатическая 65

- гидростатическая 65

- магнитная 67

- электростатическая 66

Осевой момент инерции 7

Ось стабилизации 41

Ошибки гироскопических устройств

- баллистические 33

- скоростные 33

Перегрузка 24

Передаточные функции гироскопа 20

Период Шулера 30

Подвес

- карданов 16

- обращенный ротора 8

- - упругий 46

- электростатический 66

Подвижная система ГИЛУ 55

Правило Фуко 14

Преобразователь сигналов ТГС 43

Прецессия 5 ,60

Принцип Д`Аламбера для гироскопа 15

Разгрузка гиродина 63

Реактивный маховик 61

Режим работы ТГС

- инерциальный 43

- шулеровской настройки 43

Ротация 5

Ртутный переключатель 22

Силовой гироскоп 25

Система координат

- местная горизонтальная 28

- резалева 6

Система коррекции

- маятниковой 37

- межрамочной 37, 55

Сложение рамок подвеса 16

Случаи интегрируемости уравнений движения гироскопа

- Эйлера-Пуансо 9

- Лагранжа-Пуассона 11

Теорема Резаля 10

Уравнения движения гироскопа

- во вращающейся системе координат 17

- прецессионные (укороченные) 8

Ускорение

- абсолютное 23

- кажущееся 24

- силы земного притяжения 23

Уход гироскопа 39

Широтная коррекция 38

Шулеровская частота 30

Шулеровский маятник 30

Эйлеровы углы 5

Экваториальный момент инерции 7

Электрическая пружина 23