Определение углов тангажа и крена с помощью гировертикали

Гировертикаль, установленная на ЛА, позволяет определить уг­ловое положение ЛА относительно горизонтальной плоскости. Положе­ние ЛА по отношению к плоскости горизонта можно определить двумя углами.

Возьмем системы координат и с общим началом, расположенным в центре массы ЛА (рис. 5.4). Ось У системы направим вертикально вверх по главной оси гироскопа (рис. 5.5). Оси х и у, расположенные горизонтально, фиксируют положение го­ризонтальной плоскости. Вертикальную плоскость ориентируем так, чтобы она проходила через продольную ось ЛА. Очевидно, что ось х будет совпадать с горизонтальной проекцией продольной оси ЛА. Систему координат называют стабилизированной (относи­тельно горизонта) системой координат.

Оси системы координат (рис. 5.5) направим по про­дольной (строительной) оси (), нормальной к оси () и попереч­ной (боковой) оси () ЛА. Систему координат называ­ют связанной системой координат. Вертикальную плоскость (рис. 5.5), проходящую через продольную ось ЛА, будем называть плоскостью приборного курса. (В рассматриваемом случае координат­ная плоскость совпадает с плоскостью приборного курса ЛА.)

Гировертикаль установим на ЛА таким образом, чтобы ось внеш­ней рамки подвеса гироскопа совпадала с осью х₁ системы координат и, следовательно, с продольной осью ЛА, а ось внут­ренней рамки - с горизонтальной осью z системы координат (рис. 5.5)

Рис.5.4.Углы тангажа и крена Рис.5.5.Кинематическая схема гировертикали

Допустим, что в исходном положении оси совпадают с осями и внешняя рамка подвеса гироскопа располагается горизонтально (на рис. 5.5 показана пунктирной линией).

Летательный аппарат, являющийся основанием гировертикали, можно привести в произвольное положение относительно горизонталь­ной плоскости Охz двумя последовательными поворотами. Первый по­ворот основания гировертикали (на угол ) выполним вокруг оси внутренней рамки подвеса, т.е. вокруг оси z. Внутренняя рамка подвеса гировертикали, удерживаемая гироскопом, сохранит прежнее положение, а внешняя рамка повернется вместе с основанием гировер­тикали и займет положение, показанное на рис. 5.5 сплошной лини­ей. Второй поворот основания гировертикали (на угол ) выполним вокруг оси внешней рамки подвеса, т.е. вокруг оси х₁. При этом внешняя рамка, удерживаемая гироскопом, сохранит прежнее положе­ние.

Угол наклона продольной оси x₁ относительно горизонта на­зывают углом тангажа ЛА, угол между плоскостью симметрии и плоскостью приборного курса - углом крена ЛА. Угол тангажа и изменяется в пределах , а угол крена - в пределах ±180°.

Угол равен дополнению до 90° угла между плоскостями внеш­ней и внутренней рамок подвеса гироскопа. Угол равен повороту основания гироскопа относительно внешней рамки подвеса. Углы и , определяющие положение основания гировертикали относительно горизонтальной плоскости, можно определить по шкалам или снять с помощью каких-либо датчиков, например, потенциометрических или ин­дуктивных, помещенных на осях рамок подвеса гировертикали.