Тема; ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ГІРОСКОП - Студопедія

ЛЕКЦІЯ №1

I. Визначення поняття "гіроскоп"

У перекладі з грецької олово "гіроскоп" означає "покажчик обертання". Тому під гіроскопом можна розуміти будь-який пристрій, заснований на будь-якому явищі, який може бути використаний для виявлення та вимірювання обертання в інерційному просторі. Під інерційним простором ми розумітимемо сонячну систему.

У загальній динаміці твердого тіла гіроскопом називається тіло довільної форми, що робить обертання навколо нерухомої точки.

Однак у техніці, у тому числі в навігаційних гіроскопічних приладах, під гіроскопом розуміється пристрій, що складається з динамічно симетричного ротора, що швидко обертається, і системи опор, які забезпечують обертання ротора навколо нерухомої точки, що лежить на його осі симетрії.

Динамічно симетричним називається ротор, у якого моменти інерції щодо осей У та Z гіроскопа мають однакову величину.

Швидкообертальним називається такий ротор, у якого кутова швидкість власного обертання навколо осі симетрії у багато разів більша за кутову швидкість обертання навколо іншої його осі. При цьому під власним обертанням гіроскопа розуміється кутова швидкість обертання ротора навколо осі симетрії.

Для з'ясування поняття "гіроскоп" скористаємось лабораторним гіроскопом у кардановому підвісі рис.1. Лабораторний гіроскоп складається з ротора, внутрішньої рамки, зовнішньої рамки 3, вертикального кільця (оправи підвісу) та основи.

Ротор гіроскопа являє собою масивний диск, який жорстко укріплений на осі, що входить у два діаметрально протилежні підшипники внутрішньої рамки ця вісь називаєтьсяголовною віссюгіроскопа і позначаєтьсяX. Таким чином, навколоосі X відбувається власне обертання ротора гіроскопа Цапфи внутрішньої рамки входять у підшипники зовнішньої рамки, визначаючивісьУ гіроскопа. Навколо цієї осі ротор може повертатися разом із внутрішньою рамкою. Цапфи зовнішньої рамки входять у підшипники вертикального кільця (оправи підвісу), укріпленого на підставі. У вертикальному кільці ротор може повертатися разом із внутрішньою та зовнішніми рамками навколо вертикальної осі Z гіроскопа.

Осі X, У та Z як би жорстко пов'язані з точкою підвісу гіроскопа (0), утворюючи систему координат0XYZ,нерухому щодо гіроскопа рис. 2. На рис. 2 зображена права система координат, (який будемо користуватися надалі). В системі координат OXYZ осі У та Z називаютьсяекваторіальними осямигіроскопа; вісь У. лежить в одній горизонтальній площині з головною віссю X, перпендикулярно до останньої. Перпендикулярно до площини ХОУ лежить вісь Z гіроскопа.

Теоретично гіроскопа розглядаються лише поворотні руху гіроскопа щодо точки перетину осей ХУZ, званої точкою підвісу гіроскопа (0).

Якщо гіроскоп може обертатися одночасно навколо трьох осей Х, У, Z, то він називаєтьсягіроскопом з трьома ступенями свободи. Якщо гіроскоп позбавлений можливості обертатися навколо однієї з осей У або Z, такий гіроскоп називаєтьсягіроскопом з двома ступенями свободи. Обмеження свободи обертання гіроскопа досягається пружним або неповним зв'язком по осі або Z . Якщо позбавити гіроскоп можливості обертатися навколо обох осей У і Z, такий гіроскоп називаєтьсягіроскопом з одним ступенем свободи.

Гіроскоп, у якого центр ваги збігається з точкою підвісу, називаєтьсяастатичним, абоврівноваженим.

Вільний гіроскопназивається астатичний гіроскоп, у якого сума моментів всіх зовнішніх сил по будь-якій його осі дорівнює нулю. При цьому під зовнішніми розуміються будь-які сили, які можуть спричинити відшкодування (зміна напряму головної осі Х) у русі гіроскопа, у тому числі сили тертя, реакції, інерції, магнітні сили та ін.

Виготовити вільний гіроскоп практично неможливо. Тому в прикладній теорії гіроскопа під вільним гіроскопом розуміється астатичний гіроскоп, у якого сума моментів всіх зовнішніх сил по будь-якій його осі практично зведена до мінімуму.

Розрізняють два основні типи гіроскопів:

- гіроскопи з двома ступенями свободи;

- гіроскопи з трьома двома ступенями свободи, які у свою чергу поділяються на астатичні та позиційні.

Позиційний гіроскопце неврівноважений гіроскоп має вибірковість по відношенню до деякого напрямку.

При відхиленні осі позиційного гіроскопа від цього напряму виникає сила, яка прагне повернути вісь гіроскопа у вихідне положення.

Для надання позиційних властивостей застосовують два способи:

- усунення центру тяжкості гіроскопа щодо точки підвісу;

- Застосування маятникової системи корекції.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:

Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно

---