Szabad giroszkóp és inga gyrocompass, coalguide

Szabad giroszkóp és inga gyrocompass

Meghatározása azimut oldalán pörgettyűs alapuló módszer az ingatlan a fő tengelye a szabad giroszkóp változatlan maradjon térbeli irányba, és a fő tengelye pendulózus giroszkóp végre harmonikus rezgéseket egyensúlyi helyzet, amely egybeesik egy meridián síkja egy adott pont.

Ábra. 46. ​​sematikus diagramja szabad horoszkóp

1 - csapágy tengelye a külső gyűrű; 2 - a csapágyakat a forgórész forgástengelye; 3 - belső kardángyűrű; 4 - lendkerék rotor; 5 - tengelye a csapágy belső gyűrű; 6 - a külső kardángyűrű; 7 - egy testet (bázis)

Ábra. 47. sematikus ábrája az inga gorokompasa

Szabad giroszkóp (. Ábra 46) nevezik giroszkóp három szabadsági fokkal, a súlypont az érzékelő elem (SE), valamint giromotora kardáncsuklós gyűrű, amely egybeesik a metszéspontján három tengely - felfüggesztési pont O, és a teljes súrlódási nyomaték tengelyre nulla. A masszív lendkerék 4 rotor van felfüggesztve két kardáncsuklós gyűrű - a belső 3 és a külső 6 alkotó kardáncsuklós, amely három szabadsági fok körülbelül három kölcsönösen merőleges tengely mentén:

• forgatás a 2 rotor csapágyak körül a fő X tengely;
• Rotor fordulat a belső gyűrű a kardáncsuklós csapágy 5 egy vízszintes tengely körül gimbal Y;
• rotor mindkét csapágy gyűrűk egyike körül a kardáncsuklós tengely 2.

A pozitív iránya X-tengely fogadó végén a tengely, nézve rotor amely arra irányul, az óramutató járásával ellentétes. A tengely a szabad giroszkóp rotor, amely elfordítható (

20OOO ÷ 30OOO fordulat / perc) rezisztens, t. E. Az a képesség, hogy az azonos eredeti irányba a térben (függetlenül a forgási bázis).

Stabilitási tulajdonságát szabad főtengellyel giroszkóp is használható, hogy irányítsák, de mivel a Föld forgástengelyének helyzetét (a Földhöz képest) változásokat. X tengely, körül forog a Z tengely a helyzetét megváltoztatja egy vízszintes síkban viszonyítva meridián sík ( „azimut”), és a tengelye körül forogva Y - a függőleges síkban képest a vízszintes síkhoz ( „magasság”). tengely mozgás okozta a Föld forgása, egy szabályos karakter állandó sebességgel egy adott szélességi kör.

Valójában a szögsebesség giroszkóp tengelye mozgás függ számos véletlenszerű tényezők (súrlódás, játszanak a csapágyak, a súlypont változik, és mások.) És egy véletlen változó. Gyro Tengelymozgás zajlik hatására egy külső erő pillanat merőleges síkban ható erőt. Ezért, hogy meghatározza a mozgási irányának erő vektor kell forgatni 90 ° -kal a tengelye a giroszkóp a forgásirány. Ez a mozgás az úgynevezett precesszió. A szögsebesség (arányos a pillanatban precesszió op - Mw külső erő, és fordítottan arányos a perdület a giroszkóp H:

ahol P és L - külső erő és nyomaték karja (a távolság a felfüggesztés pontjától, hogy a pont az erő alkalmazása); i és Ω- fő tehetetlenségi nyomaték és a szögsebesség precessziós rotora.Uglovaya sebesség giroszkóp ma elérhető 0,5-1 ° / óra, ezért ezek alkalmazása orientáció még nem lehetséges.

Gyrocompass inga (ábra. 47) van két teljes (viszonyítva a tengelyek X és Z) és egy korlátozott (viszonyítva az Y tengely) szabadsági fokkal. Ellentétben szabad giroszkóp súlypontja pendulózus giroszkóp SE keresztül a terhelés Q pont lefelé lép a tengely Q1. Hatása alatt a terhelés Q giroszkóp tengelye X mindig arra törekszünk, hogy olyan helyzetet síkjával párhuzamos a horizonton.

Action inga gyrocompass alapul tulajdonságait a giroszkóp és a Föld forgása. Bármely földfelszín pontot a szélesség φ, például, G „pont (. 48. ábra), a vektor Föld szögsebességének ω lehet leírni két komponens két egymásra merőleges irányban: metszésvonal a horizont sík és meridián ω1 és függővonal o2, akkor:

ω1 = ω cos φ, (1.7.2)

Ω1 vízszintes összetevője a Föld forgása az úgynevezett szögsebessége a vízszintes síkban (a tér körül a vonal metszi a vízszintes sík) és meridián (keleti felében E horizont mindig csökkent és nyugati W - fekvő). Függőleges komponense 0) 2 földfelszíni úgynevezett forgási szögsebessége forgási síkja a meridián a tér körül a függőleges vonal (meridián északi végén mindig mozog a nyugati). Egy megfigyelő található O, és a változást nem érzékelt változást magasság és azimut a nap és a csillagok.

Ha a giroszkóp tengelye vízszintes, és eltérítve szögben α keletre a meridián sík, a komponens a Föld szögsebességének ω1 bontható komponensek: Kardáncsavarok Y tengely - ω3; X-tengely - ω4. tehát:

ω3 = ω cos φ sin φ, (1.7.3)

ω4 = ω cos φ cos α,

Forgatás a vízszintes sík körül a giroszkóp tengelye X kissé változik a térben forgatás szögsebesség giromotora és nincs hatással a karakter a mozgás tengelye. Forgatás a vízszintes síkban az gimbal Y tengelyen a Föld forgása okoz a folyamatosan változtatható a hajlásszöge a vízszintes tengely giroszkóp (keleti tengely végén mindig emelkedik, Western - csökken), és ezáltal egy külső erő pillanat gyrocompass, és az úgynevezett hasznos eleme a Föld forgása. Ez csak akkor, amikor α = 0, azaz a síkban meridián ω3 = 0 ..; bármely más helyzetben a tengely (α ≠ 0) vegyület egy szabad giroszkóp inga biztosítja az automatikus előfordulása pillanatban a külső erő, és a megfelelő precessziós mozgást. Ez a pont az úgynevezett giroszkóp irányító nyomatékot MH, és lehet beszerezni kifejezések (1.7.1) és (1.7.3.):

Mn = Nω cosφ sinα (1.7.4)

Vezetési inga gyrocompass sikeresen alkalmazták az összes földmérési gyrocompass.