* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
Глава 24. Датчики
и приборы
летательных
аппаратов
I
м
Рис. 24.1. Схема гироскопа с тремя степенями свободы: 1 — внешняя рамка; 2 — внутренняя рамка; 3 — ротор
Гироскоп п р е д с т а в л я е т собой б ы с т р о в р а щ а ю щ е е с я твердое тело ( р о т о р ) , и м е ю щ е е одну н е п о д в и ж н у ю т о ч к у и д в е и л и три с т е п е н и с в о б о д ы в про¬ странстве. Н а р и с . 24.1 п о к а з а н о схе¬ м а т и ч е с к о е устройство г и р о с к о п а с т р е м я с т е п е н я м и с в о б о д ы . Ось О 2 , от¬ носительно которой с о в е р ш а е т с я вра¬ щ е н и е ротора 3, н а з ы в а е т с я г л а в н о й осью г и р о с к о п а . Д л я с о з д а н и я степе¬ ней с в о б о д ы относительно осей OX и OY ротор у с т а н а в л и в а е т с я в р а м к а х к а р д а н о в а подвеса. Его оси в н е ш н е й 1 и внутренней 2 рамок подвеса взаимно перпендикулярны и пересекаются с главной осью г и р о с к о п а в центре п о д веса в точке О г „ _ _ У с т о й ч и в о с т ь п о л о ж е н и я ротора
Л r г
свободного (гироскоп, на котором не сказывается воздействие момента в н е ш н и х с и л ) а с т а т и ч е с к о г о г и р о с к о п а в п р о с т р а н с т в е х а р а к т е р и з у е т с я кине¬ т и ч е с к и м м о м е н т о м г и р о с к о п а ( с ч и т а е м , ч т о в е к т о р ы у г л о в о й с к о р о с т и дви¬ жения элементов гироскопа и моментов сил направлены на наблюдателя, если и х д в и ж е н и е происходит п р о т и в с т р е л к и ч а с о в ) :
H =QI ,
Z
Z — 1
(24.1)
где Q — у г л о в а я с к о р о с т ь ротора; I п о л я р н ы й м о м е н т и н е р ц и и ротора. П р е д п о л о ж и м , ч т о н а в н у т р е н н ю ю р а м к у в о з д е й с т в у е т сила F , к о т о р а я н а плече / создает м о м е н т в н е ш н и х с и л M , с т р е м я щ и й с я п о в е р н у т ь р а м к у в о к р у г о с и О Х с у г л о в о й с к о р о с т ь ю a> . В результате в о з н и к н о в е н и я поворотного ( к о р и о л и с о в о г о ) у с к о р е н и я в роторе образуется м о м е н т M , н а з ы в а е м ы й ги¬ р о с к о п и ч е с к и м м о м е н т о м . Его в е л и ч и н а о п р е д е л я е т с я и з в ы р а ж е н и я
1 X X r Y
M
rY
= QI
Z
a
X
= Ha, .
X
(24.2)
Под в о з д е й с т в и е м этого м о м е н т а г и р о с к о п п о в о р а ч и в а е т с я относительно оси OY — в о з н и к а е т п р е ц е с с и я г и р о с к о п а . У г л о в а я с к о р о с т ь п р е ц е с с и и с о у з а в и с и т от к и н е т и ч е с к о г о м о м е н т а H ротора г и р о с к о п а и п р и л о ж е н н о г о мо¬ м е н т а M в н е ш н и х сил:
ПР X
M
о nPY
X
=^ .
(24.3)
H
А н а л о г и ч н о е я в л е н и е п р е ц е с с и и относительно о с и ОХ в о з н и к а е т при на¬ л о ж е н и и м о м е н т а M = F / в результате в о з н и к н о в е н и я г и р о с к о п и ч е с к о г о момента
Y 2 2
М
ГХ
= Ha .
Y М
(24.4) (24.5)
У г л о в а я с к о р о с т ь п р е ц е с с и и в э т о м с л у ч а е определится и з в ы р а ж е н и я о ПРХ = ^ .
H