МИНИСТЕРСТВО АГРАГНОЙ ПОЛИТИКИ УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА УКРАИНЫ

КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Судовождение»

ЭЛЕКТРОНАВИГАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ

Методические указания

к практическим занятиям

для студентов направления 6. 100300

«Судовождение и энергетика судов»

дневной и заочной форм обучения

Керчь, 2010 г.

Автор: Нагибин И.А. ассистент кафедры «Судовождение» КГМТУ.

Рецензент: Кулистов В.А., ст. преподаватель кафедры «Судовождение» КГМТУ.

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Судовождение» КГМТУ, протокол № 1 от 09.09.2010 г.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к утверждению на заседании методической комиссии МФ КГМТУ, протокол № 1 от 20.10.2010 г.

Методические указания утверждены на заседании Методического совета КГМТУ, протокол № 1 от 15.12.2010 г.

 Керченский государственный морской технологический университет

Темы практических занятий:

1.Практическое изучение на действующем макете, свойств свободного гироскопа и определение направления полюсов.

2. Гироскопическая система

3. Масляный успокоитель

4. Электромагнитное дутье.

5. Электросхема ЧЭ.

Краткое изложение темы.

Основным узлом гирокомпаса (ГК) является герметичная шарообразная гиросфера (ЧЭ).

Внутри ЧЭ размещены нижеследующие принципиально важные устройства:

1. Гироскопическая система

2. Жидкостный успокоитель

3. Катушка электромагнитного дутья

Гиросфера отбалансирована таким образом, что ее цент тяжести относительно геометрического центра, смещен по оси Z вниз на величину порядка 7-ми мм, которая называется метацентрической высотой.

Гиросфера называется ЧЭ потому, что гироскопическая система, обладая известными свойствами свободного гироскопа и имея жесткую положительную маятниковость, чувствует вращение Земли. Сила тяжести маятника, реагируя на вращение Земли, обеспечивает прецессионное движение главной оси за плоскостью меридиана.

Практическое занятие 1

«Практическое изучение на действующем макете свойств свободного гироскопа и определение направлений полюсов»

Часть 1.

1. Ознакомление и изучение 1-го свойства свободного гироскопа.

«Главная ось свободного гироскопа стремится устойчиво сохранять неизменным свое первоначально заданное направление в пространстве»

а) Установить произвольное направление оси гироскопа и включить

макет, во время раскрутки ротора гироскопа поддержать ось в каком-либо направлении до набора оборотов ротором (0.5 – 1 мин).

б) Изменяя положение ориентации основания макета убедиться, что

главная ось гироскопа остается направленной в том направлении, какое было задано первоначально и не меняется при изменении положения основания макета.

2. Изучение 2-го свойства свободного гироскопа.

«Если на гироскоп подействовать внешней силой, создающей момент относительно его центра симметрии, то под действием этого момента главная ось гироскопа будет перемещаться в направлении перпендикулярном действию этой внешней силы. Это перемещение называется прецессией»

а) На ось гироскопа «раскрученного» макета оказать воздействие вертикально направленной внешней силой ( F ), т.е создать сверху или снизу легкое давление пальцем на ось.

Как вариант, можно прикладывать к оси грузики разного веса для более глубокого понимания явления прецессии.

б) Убедиться, что под воздействие внешней силы, главная ось гироскопа начинает прецессировать в том или другом направлении в зависимости от направления приложения внешнего усилия.

При чем, убедиться в тезисе, что при постоянном усилии угловая скорость прецессии постоянна и прецессионное движение безинерционно, т.е движение прекращается сразу по окончании воздействия силы (F).

3. Ознакомление с 3-м свойством гироскопа.

«Кратковременные толчки и удары, передаваемые на главную ось гироскопа не выводят ее и своего первоначального положения., они вызывают только быстрые так называемые нутационные колебания оси около положения равновесия.»

а) По оси «раскрученного» гироскопа нанести внешнее воздействие резким коротким ударом (небольшой силы, чтобы не повредить макет).

б) Визуально убедиться, что под действием короткого удара, ось гироскопа своего первоначального положения не изменила, что подтверждает тезис о 3-м свойстве гироскопа. Наличие амплитуды нутационных колебаний вокруг положения равновесия визуально определить невозможно.

Часть 2.

На конкретном действующем макете определить: направления конца вектора Н, полюса главной оси гироскопа, вектора полюса момента внешних сил (L) и направление прецессии полюса главной оси.

Правила полюсов:

«Полюсом гироскопа (ПГ) называется конец вектора Н из которого вращение ротора гироскопа усматривается против часовой стрелки.»

«Полюсом внешних сил (ПВС) называется воображаемая точка на экваториальных осях, из которых действие внешней силы усматривается против часовой стрелки».

Предположим – направление вращения ротора гироскопа неизвестно, известны только направления действия внешних сил F1 или F2.

а) По правилу полюсов определяем направление вектора полюса внешних сил L1 или L2.

Известно, что ПГ, конец вектора Н, всегда будет прецессировать в строну полюса внешних сил L, т.о. определим направление вектора Н, зная направление вектора Н, по правилу полюсов легко определить направление вращения гироскопа.

Осмысленные в работе свойства свободного гироскопа и правила полюсов, являются основой для правильного понимания теории и практики работы чувствительных элементов гирокомпасов.