1tom - 0427.htm
483
в этом случае вместе с основанием на тот же угод а,, а поплавок совершит поворот вокруг оси х на угол Р, пропорциональный углу а. Бели теперь двигатель бу. дет вращать платформу в обратном направлении до тех пор, пока поплавок не верн╦тся в исходное положение, то одновременно в исходное положение верн╦тся и платформа. Можно непрерывно управлять двигателем так,
Рис. 16, Стабилизация вокруг неподвижной пси посредством пошшвкоьо-го гироскопа: а ≈ гиро-сногт-поплапок; б ≈ усилитель; ч ≈ л.нектродни-гйте.пь; г ≈ платформа; t> ≈ основание-.
чтобы угол попорота поплавка сводился к пулю, тогда платформа окажется стабилизированной. Сочетание двух поплавковых Г. в общем подвесе с аналогично управляемыми электродвигателями приводит к стабилизации фиксированного направления, а тр╦х ≈ к пространств, стабилизации, используемой, в частности, в схемах иперциальмой навигации.
В рассмотренной системе стабилизации Г. играет роль чунствит, элемента, обнаруживающего отклонения объекта от заданного положения, а возвращение в это положение производится электродвигателем, получающим соответствующий сигнал. Подобные системы гиросконич. стабилизации наз. индикаторными (стабилизаторы непрямого действия). Наряду с этим в тех. нике применяются системы т. и. силовой гироскопич, стабилизации (стабилизаторы прямого действия), в
к-рых Г, непосредственно воспринимают па себя усилия, мешающие осуществлению стабилизации, а двигатели играют всшшогат. роль, разгружая частично или полностью Г. н ограничивая тем самым углы их прецессии. Конструктивно такие системы проще инди-
Рис. 17. Силовая гироскопическая рама: о ≈ собственно рама; б ≈ гироскоп; ft ≈ спарник; г ≈ датчик угла поворота гироскопа относительно рамы; д ≈ усилитель сигнала датчика; с ≈ стабили я и р у ю щ и и двигатель; ж ≈ датчик момента.
каторных. Примером может служить одноосная двух-гироскопич. рама (рис. 17); роторы находящихся в раме Г. вращаются в разные стороны. Допустим, что на раму подействует сила, стремящаяся повернуть е╦ вокруг оси х и сообщить угловую скорость (йх. Тогда, по правилу Жуковского, на кожух / начн╦т действовать пара, стремящаяся совместить ось ротора с осью х. В результате Г. начн╦т прецессировать вокруг оси у% с нек-рои угловой скоростью ш└. Кожух 2 по той же причине будет прецессировать вокруг оси уг в противоположную сторону. Углы поворотов кожухов будут при этом одинаковы, т. к. кожухи связаны зубчатым сцеплением. Вследствие этой прецессии на подшипники кожуха 1 подействует новая пара, стремящаяся совмес-
Q
Q.
тить ось ротора с осью уг. Такая же пара будет действовать на подшипники кожуха 2. Моменты этих пар направлены противоположно ых (что следует из правила Жуковского) и стабилизируют раму, т. е. удерживают е╦ от поворота вокруг оси х. Однако если прецессии Г. не будут ограничены, то, как видно из ф-лы (3), при повороте кожухов вокруг осой ylt y% на угол 90° ста. биливация прекратится. Поэтому на оси одного из кожухов имеется датчик, регистрирующий угол поворота кожуха относительно рамы и управляющий двигателем стабилизации. Возникающий у двигателя вращающий момент направлен противоположно момонту, стремящемуся повернуть раму вокруг оси х\\ вследствие этого прецессия Г. прекращается. Рассмотренная рама стабилизирована по отношению к поворотам вокруг оси х. Повернуть раму вокруг любой оси, перпендикулярной х, можно беспрепятственно, по возникающий при этом гироскопич, момент может вызвать значит, давления на подшипники Г. и их кожухов. Сочетание тр╦х таких рам с взаимно перпендикулярными осями приводит к пространств, стабилизации (напр., искусств, спутника).
В силовых гироскопич. системах, в отличие от свободных Г., из-за больших моментов инерции стабилизируемых масс возникают весьма заметные колебат. движения типа нутаций. Должны быть приняты спец. меры для того, чтобы эти колебания были затухающими, иначе в системе возникают автоколебания. В технике применяются и др- гироскопич, приборы, принципы действия к-рых основаны на свойствах Г-
Лит.: Булгаков Б. В., Прикладная теория гироскопов, 3 изд., М., 1971J; Николаи Е. Л., Гироскоп в кардано-вом подвесе, 2 изд., М., 19(54; Малеев ТТ. И., Новые типы гироскопов, Л,, 1971; М а г н у с К,, Гироскоп. Теория и прим^н<-нир, пер. с НРМ., М-, 1074; И ш л и н с к и и А. Ю., Ориентация, гироскопы и инерциальнан навигация, М., 197В; его ж е, Мехякина относительного движения и силы инерции, М., 1981; Климов Д. М., Харламов С. А., Динамика гироскопа с карпа новом подвесе, М., 1978; Шура и-л е в 13. Ф,, К л и м о н Д, М,, Волновой твердотельный ги-роскотт, М., 1W85; Новиков Л. 3., Шаталов М, Ю., Механика динамически настраиваемых гироскопов, М., 1УйГ>.
А. Ю, Ишлииский.
ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ СИЛЫ ≈ силы, зависящие от скоростей и обладающие том свойством, что сумма их работ (или мощностей) при любом перемещении системы, на к-рую действуют эти силы, равна пулю- Если &i ≈ Г. с.т то для них
или
где Г; ≈ радиусы- векторы точек приложения сил, v/ ≈ скорости этих точек. Назв, «Г. с.» появилось в связи с тем, что такие силы встречаются в теории гироскопа. Хотя Г. с., как зависящие от скоростей, не являются потенциальными, по па систему, па к-рую кроме потенциальных сил действуют ещ╦ и Г. с., тоже распространяется закон сохранения мсханич, энергии (см. Силовое ппле).
Примерами Г. с. являются Кориолиса сила инерции .FKOp ≈ ≈ 2m [ravj материальной точки с массой т, движущейся со скоростью v по отношению к подвижной (нсинсрциальной) системе отсч╦та (о> ≈ угловая скорость
этой системы отсчета), и Лоренца сила F=( ≈ \\ [vB],
\ с /
действующая на заряж. частицу с зарядом <?t движущуюся со скоростью v в магн. поле (В ≈ магн. индукция, с ≈ скорость света). Каждая из этих сил направлена перпендикулярно скорости, поэтому их работа или мощность при любом перемещении точки (частицы) равна нулю. с. м. Тарг* ГИРОТрОН ≈ генератор эл.-магн. колебаний СВЧ -диапазона, основанный на вынужденном излучении электронов, вращающихся в однородном постоянном магн. поле. Г. ≈ разновидность мазера на циклотронном резонансе, в котором электроны взаимодействуют с эл,-магн, полем резонатора в условиях, когда фазовая , скорость волны больше с. 489
")
}
