Gyro - Collier Encyclopedia - Enciklopédia és Szótár
Gyro navigációs eszköz, a fő eleme, amely egy gyorsan forgó rotor, felszerelni, hogy a forgástengelye lehet forgatni. Három szabadsági fok (a lehetséges forgástengelye) giroszkóp rotor el van látva két képkocka gimbal. Ha egy ilyen eszköz nem hat rá külső zavar, akkor a rotor saját forgástengelye tart fenn állandó tájékozódás térben. Ha ez működik, a külső erő pillanatban igyekszik elfordítani a saját forgástengelye, elkezd forogni nem az irányt a pillanat tengelye körül, és a rá merőleges (precesszió).
Ábra. 1. giroszkóp három szabadsági fok (két kardáncsuklós keretek), a kinematikai rendszer. Ly - saját forgástengelye a rotor, amely mentén irányul kinetikus pillanatban I0 - a referencia irányát perdület; j - szögeltérés belső kardángyűrű keret; WJ - szögsebessége a belső keret szuszpenziót (precesszió); MQ - az idő a zavaró külső erő; WQ - szögsebessége a külső keret a szuszpenzió (nutáció).
Egy jól egyensúlyban (asztatikus) és gyorsan forog giroszkóp szerelt csapágyak rendkívül elhanyagolható súrlódási pillanatban a külső erők gyakorlatilag hiányzik, így a hosszú giroszkóp megtartja szinte változatlan az orientáció a térben. Ezért jelezheti a forgatás szögét és a bázis, amely rögzített. Így a francia fizikus Jean Foucault (1819-1868) az első alkalommal bizonyította a Föld forgása. Ha a forgástengely a giroszkóp, hogy korlátozza a tavasszal, amikor a megfelelő beállítás, hogy, mondjuk, egy repülőgép, hogy végre egy U-turn, a giroszkóp deformálódik a rugót, amíg ez egyensúlyban pillanatban a külső erő. Ebben az esetben a nyomás ereje vagy kiterjesztése a tavasz arányos a szögsebesség a repülőgép. Ez az elv a légi jármű üzemeltetésében irányjelző és sok más giroszkópos eszközök. Mivel a csapágy súrlódás nagyon kicsi, hogy fenntartsák a giroszkóp rotor forgása nem sok energiára van szükség. A vezetés azt rotációs és fenntartása forgás általában elegendő kis teljesítményű villamos motor vagy sűrített levegővel.
Primenenie.Giroskop gyakran használják szenzorelem mutató giroszkópos eszközök és hogyan forgatási szöget érzékelő vagy a szögsebesség az automatikus vezérlőkészülékek. Bizonyos esetekben, például gyrostabilizer, giroszkóp használunk generátorok pillanatában erő vagy energia.
Lásd. Szintén a lendkereket. Fő alkalmazások giroszkóp - szállítás, légi és űrhajózási (lásd inerciális navigációs.). Szinte minden tengerjáró hajó fel van szerelve egy hosszú útra gyrocompass kézi vagy automatikus vezérlés hajó, néhány felszerelt gyrostabilizer. A tűzvezető rendszerek, haditengerészeti tüzérség sokkal giroszkópok, egy stabil referenciakeretet vagy mérési szögsebességgel. Anélkül, giroszkóp nem lehet automatikusan szabályozható torpedókat. A repülőgépek és helikopterek felszerelt giroszkópos eszközök megbízható információt nyújtsunk a stabilizációs és navigációs rendszerek. Az ilyen eszközök közé tartoznak a mesterséges horizont, gyrovertical, pörgettyűs pointer tekercs és viszont. Giroszkóp lehet mind mutató eszközök, szenzorok és robotpilóta. Sok repülőgépek vannak gyrostabilised mágneses iránytű és egyéb berendezések - navigációs keresővel, kamera giroszkóp, giroszkóp szeksztáns. A katonai repülés giroszkóp is használják az épületek légi géppuskás és bombázás. Giroszkóp különböző funkciók (navigáció, teljesítmény) különböző méretekben kapható attól függően, hogy a működési feltételek és a szükséges pontosság. A giroszkóp eszközök rotor átmérője 4-20 cm, a kisebb értéket vonatkozik Aerospace eszközök. Az átmérő a rotorok hajó girostabilizátorokat mért méter.
FOGALMAK
Giroszkópos hatás jön létre az azonos centrifugális erő, amely hat a búgócsiga forgó, például egy asztalra. A támaszpont a táblázatban van whirligig erő és a pillanatban, az intézkedés alapján, amely a forgástengely whirligig eltér a függőlegestől, és a centrifugális erő a forgó tömeget, megakadályozza a orientációjának változását a forgási síkra, és az okozza a whirligig körül forognak függőleges fenntartva ezáltal egy előre meghatározott helyzetben a térben. Ebben a forgatás, az úgynevezett precesszió giroszkóp rotor reagál alkalmazott nyomaték erő merőleges tengely körül a saját tengelye körül forog. Hozzájárulás a forgórész tömege, ez a hatás arányos a tér a távolság a forgástengely, hiszen minél nagyobb a sugár, nagyobb, első, a lineáris gyorsulást, másrészt, a váll a centrifugális erő. Hatása tömeg és annak eloszlása a rotor jellemző a „tehetetlenségi nyomatéka”, azaz, az eredmény a összeadásával termékek valamennyi alkotó tömege távolság négyzetével, hogy a forgástengely. Teljes forgatásával giroszkóp hatás a rotor által meghatározott „perdület”, azaz a termék a szögsebesség (radiánban per second) egy tehetetlenségi nyomaték saját forgástengelye a rotor. A perdület - vektor mennyiség, amelynek nem csak egy számérték, hanem az irányt. Ábra. 1, a perdület képviseli a nyíl (ami arányos a hosszával az idő), és utasította a forgástengely mentén összhangban „jobbkéz-szabályt”: bárhova mellékelt fúrót, ha forog a forgásirány. Precesszió és a nyomaték is jellemzi a vektor mennyiségek. Az irány a szögsebesség precessziós és pillanatában erővektor társított jobb kéz szabályt megfelelő forgásirányban.
Lásd. Vector is.
Giroszkóp három szabadsági fok
Ábra. Az 1. ábra egy egyszerűsített, kinematikus rajza giroszkóp három szabadsági fok (három forgástengelye), és forog benne mutatjuk íves nyilak. A lendület a zsíros képviselt egyenes nyíl irányítani a saját tengelye körüli forgási a rotor. Nyomaték alkalmazásakor megnyomásával az ujját úgy, hogy van egy összetevője merőleges a saját forgástengelye a forgórész (a második erő párok létre egy függőleges félig tengelyen, rögzített egy kerete, amely csatlakozik a bázis). Szerint a Newton-törvények, egy pillanatra erőt kell létrehozni kinetikus pillanat, amely egybeesik ez az irányt, és arányban kell a mérete. Mivel ugyanaz a kinetikus pillanatban (társított saját rotor forgása) rögzített nagyságú (feladat állandó fordulatszámú keresztül sebességgel, például, motor), ez a követelmény Newton csak akkor hajtható végre forgása által a forgástengely (abba az irányba, a vektor a külső erő pillanatban), ami a növeli a perdület a vetítés ezen a tengelyen. Ez forgatás precesszió, melyet említettem. precesszió aránya növekszik a külső erő pillanatban növekedésével csökken a perdület a rotor.
Pörgettyűs orrirányjelző. Ábra. A 2. ábra egy példa alkalmazási giroszkóp a légi közlekedési hármas sebességi index (giropolukompas). A forgórész forgása a golyóscsapágy jön létre és tartja fenn sűrített levegő irányított rá a recézett felület a kerékpánt. A belső és a külső gimbal keret teljes körű szabadságot forgási saját forgástengelye a rotor. Egy skálán csapágy csatlakozik a külső keret, akkor meg bármilyen értéket azimut összehangolja saját forgástengelye a rotor az eszköz neve. Súrlódás a kissé úgy, hogy ezt követően azimut értéket ad meg, a rotor forgástengelye állítja egy előre meghatározott térbeli helyzetét, és a nyíl rögzítve egy bázis skálán azimut forgási sík követhetjük. Indikációk forgási nem észlelnek bármilyen rendellenesség, azzal az eltéréssel, drift hatás miatt tökéletlensége a mechanizmus, és nem igényel külső (például őrölt) navigációs eszközzel.
Ábra. 2. AVIATION GIROUKAZATEL TANFOLYAM levegővel hajtott. Alkalmazási példa háromszoros giroszkóp. A rögzítő szolgál, hogy tartsa a saját forgástengelye a rotor vízszintes helyzetbe, amikor belépnek azimut skála. 1 - bázis; 2 - fokozat szinkronizálót; 3 - a fogantyú rögzítő; 4 - a fogás; 5 - azimut tartományban; 6 - egy levegő fúvóka; 7 - külső keret; 8 - egy forgórészt; 9 - esetében; 10 - tengelye a külső keret az reteszelődő gyűrű; 11 - belső keret.
kétfokozatú GYRO
Sok pörgettyűs eszközök segítségével egy egyszerűsített, kétfokozatú kiviteli alakja a giroszkóp, amelyben a külső keret a giroszkóp hármas eltávolítjuk, és a félig-tengelyen vannak rögzítve közvetlenül a belső falak a ház, mereven kapcsolódik egy mozgó tárgy. Ha egy ilyen eszközt az egyetlen keret nem korlátozódik, a pillanat a külső erők a tengelyhez képest, kapcsolódó ház és merőleges a keret tengelyével, arra kényszeríti a saját forgástengelye a rotor folyamatosan előrehaladnak az irányt a kezdeti irányt. Precesszió addig folytatódik, amíg a megfelelő forgási tengely irányával párhuzamosan lenne a pillanatban az erő, azaz a abban az állapotban, amelyben a pörgettyűhatás hatása hiányzik. A gyakorlatban ez a lehetőség kizárt az a tény, hogy a beállított feltételeket, amelyek hatálya a forgatás a testhez viszonyítva nem lépi túl a kis szög. Ha a precesszió a reakció korlátozott, csak a tehetetlenségi keretet a rotor, a forgásszög a keret bármely adott időpontban úgy határozzuk meg, a gyorsuló nyomaték integrált tekintetében. Mivel a hatálya alá a tehetetlenségi nyomaték általában viszonylag kicsi, nagyon gyorsan reagál a nyomáskényszer. Kétféle módon lehet ezt a hiányosságot.
A számláló tavasz és viszkózus lengéscsillapító. Szögsebességgel érzékelőt. Precesszió a rotor tengelye irányában a perdület vektoriális erőt irányított merőleges tengely mentén a drótváz tengelyére, és egy rugót határt csillapító ható drótváz tengelyére. Kinematikai giroszkóp kétfokozatú ellenrugóból ábrán látható. 3. A tengely forgó rotor van rögzítve a keretben tengelyére merőlegesen a forgását a házhoz képest. A bemeneti tengely a giroszkópot említett irányban társítva alapkerettel, és merőleges a forgástengelyre a rotor a saját tengelye a deformálatlan tavasszal.
Ábra. 3. A kétfokozatú giroszkópot ellenrugóból és viszkózus lengéscsillapító mérőóra szögsebesség (viszkózus lengéscsillapító szolgál csak nyugodt oszcilláció). 1 - ház; 2 - tavasz; 3 - viszkózus csillapító; 4 - frame; 5 - rotor; 6 - az index a kimeneti szög a j-edik keret.
Abban a pillanatban, a külső erő tekintetében a referencia-rotor forgástengelyével, csatlakozik az alaphoz, abban az időben, amikor a bázis forog inerciális térben, és így, a rotor forgástengelye egybeesik a referencia irányban, okozza a forgatás a rotor tengelye, hogy előrehalad az irányt a bemeneti tengelyt úgy, hogy az a szög eltérés keret kezd el növekedni. Ez egyenértékű az idő a az erő alkalmazása az ellenfél tavasszal, milyen fontos funkciója a rotor, amely válaszul a bemenő nyomaték erő létrehoz egy pillanatra erőt a kimenő tengely körül (3.). Az állandó bemeneti szögsebességi giroszkóp nyomaték a rugóerő továbbra deformálódhat, amíg a keletkező forgatónyomaték hat a keret, nem kényszerít a forgórész előrehalad a forgástengelye a bemenő tengely. Ha olyan sebességgel precesszió okozta nyomatékának tavasszal lesz egyenlő a bemeneti szögsebesség elérésekor egyensúly és megáll szögének megváltoztatása keretet. Így a hajlásszöge a giroszkóp keret (ábra. 3), nyíl mutatja a skálán, ez jelzi az irányt és a szögsebesség egy mozgó tárgy. Ábra. A 4. ábra a fő elemei egy mutató (érzékelő) a szögsebesség vált ma az egyik leggyakoribb Aerospace eszközök.
Ábra. 4. INDEX szögsebesség - levegő-egység kétfokozatú giroszkóp. 1 - kiigazítás szembenálló rugó; 2 - saját forgástengelye a forgórész; 3 - keret; 4 - egy házat; 5 - rotor; 6 - egy levegő fúvóka; 7 - Turbine rotor pereme; 8 - csappantyú keret; 9 - egy mutatót; 10 - skálán; 11 - jelző rendszert; 12 - ellensúlyozva tavasszal.
Viszkózus csillapító. Hogy leállítsuk a nyomaték erő képest kétlépcsős girouzla tengely viszkózus csillapító lehet használni. A kinematikai rajza ilyen eszköz ábrán látható. 5; Ez eltér az áramkör látható. 4. hogy nincs ellenfél tavasszal és viszkózus lengéscsillapító nőtt. Ha az ilyen eszközt forog állandó szögsebességű körülbelül egy bemeneti tengely, a kimenő nyomaték okoz keret girouzla precessziós mozgást végeznek a kimenő tengely körül. Hatását kiszűrve a tehetetlenségi reakció (mivel a tehetetlenség keret alapvetően csak egy válasz késleltetés) Ebben a pillanatban az ellensúlyozza nyomaték hatva által létrehozott lengéscsillapítót. Nyomaték arányos csillapító szögsebességgel képest el a testet, úgy, hogy a nyomaték girouzla is arányos e szögsebességgel. Mivel a kimenő nyomaték arányos a bemeneti szögsebesség növekszik, mint a test körül forog a bemeneti tengely (kis kimenő szögei a keret), a kimeneti szöge a keret. Arrow mozog a skálán (ábra. 5) jelzi a forgatási szög a keret. Indikációk arányos a szerves szögsebesség képest a bemeneti tengely inerciális térben, és így az eszköz, amelynek rendszer ábrán látható. 5, az úgynevezett kétlépcsős integráló giroszkópos érzékelő.
Ábra. 5. viszkózus csillapító giroszkópot két fokkal. A készülék reagál a forgása a ház képest a bemeneti tengely. 1 - viszkózus csillapító; 2 - keret; 3 - egy házat; 4 - egy forgórészt; 5 - az index a kimeneti szög a keretben.
Ábra. A 6. ábra egy integráló giroszkóp rotor (giromotor) amely zárt hermetikusan lezárt üvegcsőben lebeg a lengéscsillapító folyadék. kormányzási szög jelet az úszó keret a házhoz képest generálja az indukciós-érzékelővel. A helyzet az úszó a ház girouzla beállítja a nyomaték érzékelő megfelelően beérkező elektromos jeleket is. Integrálása gyrosensors általában telepítve elemek ellátva működtető és ellenőrzi a termelés a giroszkóp. Ezzel az elrendezéssel a kimeneti jel a nyomaték érzékelő lehet használni, mint egy parancsot a tárgyat forgatni inerciális térben.
Lásd. Szintén iránytű.
IRODALOM
Wrigley William W. Hollister xDenhard W. elmélet, tervezése és tesztelése giroszkóp. M. Babayev 1972 NF Giroszkóp. L. 1973 Poplavsky MA Az elmélet a giroszkóp. Kijev 1986