Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Принцип действия гирокомпаса





Определение азимута ориентирного направления при по­мощи гирокомпаса сводится к определению гироскопическим спо­собом положения истинного меридиана и вычислению азимута ориентирного направления.

Направление истинного меридиана с помощью гирокомпаса находится по наблюдениям колебаний чувствительного элемента. Чувствительный элемент (ЧЭ) (рис. 5, а) представляет собой гиро­маятник, т.е. гироскоп, у которого центр тяжести С находится ниже точки подвеса. В маятниковых гирокомпасах главная ось XX гироскопа совершает гармонические колебания относитель­но плоскости меридиана. Это явление обусловлено следующими свойствами гироскопа:

– главная ось гироскопа XX стремится сохранить неизмен­ным свое положение в мировом пространстве;

– если к оси xx приложить пару сил FF (рис. 5, б), то ось гироскопа под действием момента этой пары сил будет поворачи­ваться (прецессировать) в плоскости Р,перпендикулярной к плос­кости N. Направление прецессии будет совпадать с направлением силы F, повернутой на 90° в направлении вращения ротора гиро­скопа.

 


 

Рис. 5. Чувствительный элемент (а) и прецессирование оси гироскопа (б)

 

Пусть в начальный момент времени ось гироскопа горизон­тальна и расположена в плоскости экватора, т.е. ориентирована в направлении “восток-запад” (рис. 6, положение I). В этот момент линия, проходящая через точку подвеса D и центр тяжести С ЧЭ, совпадает с вертикалью места, т.е. реакция подвеса Q и сила тяжести Р находятся на одной прямой и направлены в противоположные стороны, т.е. не обра­зуют момента.

 

Рис. 6. Принцип действия маятникового гироскопа

Вследствие суточного вра­щения Земля через некоторый промежу­ток времени повернется на определенный угол. Ось гироскопа по первому свой­ству (свойству стабилизации) останется параллельной своему первоначальному положению и займет положение II. В этом случае силы Р и Q образуют момент относительно главной оси гиро­скопа XX,который и вызовет прецес­сию ЧЭ вокруг вертикали, так что конец А будет поворачиваться на нас, т.е. к северу, а конец В – к югу.

По мере дальнейшего суточного вра­щения Земли конец А будет подниматься над плоскостью горизонта, а конец В – опускаться. Величина момента пары сил и скорость поворота чувствительного элемента вокруг вертикали будут увеличиваться и достигнут своего максимального значения, когда ось ги­роскопа станет в плоскость меридиана (положение III). В этом положении ко­нец А оси гироскопа будет максималь­но приподнят над горизонтом, а ко­нец В – максимально опущен (вид по стрелке F). По мере дальнейшего вращения Земли ось гироскопа выйдет из плоскости меридиана и займет положение IV. Конец оси гиро­скопа А будет двигаться на запад, а конец В – на восток.

В дальнейшем в связи с вращением Земли концы А и В будут приближаться к плоскости горизонта и, очевидно, наступит такой момент, когда ось гироскопа совпадет с плоскостью горизонта (положение V). В этом положении момент пары сил будет равен нулю, т.е. наступит точка реверсии. По истечении некоторого про­межутка времени (в соответствии с первым свойством гироскопа) ЧЭ займет положение VI.

В этом положении конец А оси гироскопа уже будет опущен под плоскость горизонта, а конец В будет поднят над горизонтом (противоположно положению II), т.е. чувствительный элемент начнет двигаться (прецессировать) в противоположную сторону.

Таким образом, ЧЭ маятникового гирокомпаса будет совершать периодические колебания относительно плоскости меридиана. Пе­риод колебаний зависит от широты и температуры окружающей среды (по мере удаления от экватора период колебаний увеличи­вается).

В общем случае прецессионные колебания ЧЭ ввиду наличия различных сил сопротивления, в особенности поддерживающей жидкости, носят затухающий характер и не являются симметрич­ными относительно плоскости меридиана. В процессе определения азимута эти затухания необходимо учитывать, что и предусмо­трено методиками определения азимута различными гирокомпа­сами.

В гирокомпасах 1Г9 и 1Г11 отсутствует поддерживающая жид­кость, чувствительный элемент подвешен на торсионном подвесе ленточного типа. Для исключения противодействующего момента торсиона на колеба­ния ЧЭ применена следящая система, вследствие чего затухание колебаний ЧЭ сведено к минимуму.

В точках, где наблюдатель воспринимает прекращение движе­ния ЧЭ (остановку), ось гироскопа изменяет направление движе­ния на противоположное. Поэтому эти точки и называются точ­ками реверсии.

Если на гиромаятник не действуют никакие силы сопротивле­ния, то точки реверсии располагаются симметрично относительно плоскости меридиана. В этих условиях для определения направления истинного меридиана достаточно зафиксировать две смежные точки реверсии и взять среднее между ними.

Фиксирование положений точек реверсии осуществляется пу­тем снятия отсчетов по угломерной шкале. Отсчет, соответствую­щий направлению истинного меридиана, находится как среднее арифметическое из отсчетов по точкам реверсии.

Для исключения грубых ошибок и повышения точности сред­ний отсчет, соответствующий направлению истинного меридиана, определяют по трем, а лучше по четырем точкам реверсии.

В гирокомпасе 1Г5 чувствительный элемент плавает в жидкости. Жидкостное тре­ние обусловливает затухание колебаний ЧЭ. Это затухание учи­тывается методикой работы по определению азимута.







Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 1284. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.017 сек.) русская версия | украинская версия