Системи стабiлiзацiСЧ поля зору сучасних танкових прицiлiв
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ок, що основний вплив на сумарну похибку стабiлiзацiСЧ здiйснюють горизонтальнi кутовi коливання, що дiють на корпус.
Обчислимо сумарну помилку стабiлiзацiСЧ iз виразу:
Таким чином, сумарна помилка стабiлiзацiСЧ двоплощинноСЧ гiрорами з просторовим шарнiром дорiвнюСФ 0,21 т.п.
2.4 Висновки до роздiлу
На основi проведеного аналiзу точностi систем стабiлiзацiСЧ поля зору сучасних танкових прицiлiв на основi електромеханiчних гiроскопiв можна стверджувати про перевагу двоплощинноСЧ гiрорами з просторовим шарнiром у порiвняннi iз двоплощинною гiрорамою з розвязаними гiроскопами за показниками точностi.
Значення сумарноСЧ помилки даного типу гiрорами коливаСФться в границях 0,21 т.п. Що стосуСФться полiпшення проблеми точностних характеристик конструктора стикаються з проблемами повязаними iз збiльшенням вагогабаритних характеристик, що в свою чергу призводить до труднощiв при виготовленнi та збiльшення СЧх вартостi. Тому альтернативним та принциповим рiшенням полiпшення точностних характеристик СФ застосування нових типiв матерiалiв, технологiй i, нарештi, нових типiв гiроскопiв.
3. Дослiдження систем стабiлiзацiСЧ поля зору перспективних танкових прицiлiв на основi волоконно-оптичних гiроскопах
3.1 ТенденцiСЧ розвитку датчикiв чутливостi стабiлiзаторiв поля зору (гiроскопiв)
Термiн гiроскоп, який можна перевести як "спостерiгач обертань" (вiд грец. gyros - круг, gy-reuo - кружляюся, обертаюся i scopeo - дивлюся, спостерiгаю), був запропонований у 1852 роцi французьким вченим Леоном Фуко для винайденого ним приладу, призначеному для демонстрацiСЧ обертання Землi навколо своСФСЧ осi. Для цього Фуко використав швидкообертовий пристрiй, який названий кардановим пiдвiсом, а тому довгий час слово "гiроскоп" використовувалося для позначення швидкообертового симетричного твердого тiла [17].
Згiдно з законами класичноСЧ ньютонiвськоСЧ механiки, швидкiсть повороту осi гiроскопа в просторi обернено пропорцiйна його власнiй кутовiй швидкостi i, отже, вiсь швидкообертового гiроскопа повертаСФться так повiльно, що на деякому iнтервалi часу СЧСЧ можна використовувати як покажчик незмiнного напряму в просторi.
Гiроскопiчнi прилади можна роздiлити на вимiрювальнi та силовi [10,14]. Силовi служать для створення моментiв сил, прикладених до основи, на якiй встановлений гiроприлад, а вимiрювальнi призначенi для визначення параметрiв руху основи (вимiрюваними параметрами можуть бути кути повороту основи, проекцiСЧ вектора кутовоСЧ швидкостi i тощо).
3.1.1 Класичнi електромеханiчнi гiроскопи
Найпростiшим гiроскопом, з незвичайними властивостями якого ми знайомi ще з дитинства, СФ дзига. Парадоксальнiсть поведiнки дзиги полягаСФ в СЧСЧ опорностi змiнити напрям осi обертання. через дiю зовнiшньоСЧ сили вiсь дзиги (гiроскопа) починаСФ рухатися (прецесувати) в напрямi, перпендикулярному вектору сили. Саме через цю властивiсть дзига, що обертаСФться, не падаСФ, а СЧСЧ вiсь описуСФ конус навколо вертикалi. Цей рух називаСФться регулярною прецесiСФю важкого твердого тiла.
Основною кiлькiсною характеристикою ротора механiчного гiроскопа СФ його вектор власного кiнетичного моменту, званого також моментом кiлькостi руху або моментом iмпульсу:
H=C?, (3.1)
де: С - момент iнерцiСЧ ротора гiроскопа щодо осi власного обертання;
? - складова вектора абсолютноСЧ кутовоСЧ швидкостi ротора, яка направлена по осi власного обертання.
Повiльний рух вектора власного кiнетичного моменту гiроскопа пiд дiСФю моментiв зовнiшнiх сил називаСФться прецесiСФю гiроскопа i описуСФться векторним рiвнянням:
?Н = М, (3.2)
де ? - вектор кутовоСЧ швидкостi прецесiСЧ;
Н - вектор власного кiнетичного моменту гiроскопа;
М - ортогональна до моменту iмпульсу Н складова вектора моменту зовнiшнiх сил, прикладених до гiроскопа.
Момент сил, прикладених з боку ротора до пiдшипникiв вiсi власного обертання ротора, що виникаСФ пiд час змiни напряму осi, називаСФться гiроскопiчним моментом i описуСФться рiвнянням:
Мg =-М=H?. (3.3)
Похибка гiроскопа вимiрюСФться швидкiстю вiдходу його вiсi вiд первинного положення. Згiдно з рiвнянням (3.2), величина вiдходу, званого також дрейфом, виявляСФться пропорцiйною моменту сил М щодо центру пiдвiсу гiроскопа:
. (3.4)
Вiдхiд зазвичай вимiрюСФться в кутових градусах на момент одиницi часу.
З формули (3.4) витiкаСФ, що вiльний гiроскоп функцiонуСФ iдеально лише в тому випадку, якщо зовнiшнiй момент М дорiвнюСФ нулю. При цьому вiсь власного обертання в точностi збiгатиметься з необхiдним напрямом iнерцiального простору - напрямом на нерухому зiрку.
На практицi будь-якi засоби, використовуванi для пiдвiшення ротора гiроскопа, СФ причиною виникнення небажаних зовнiшнiх моментiв невiдомоСЧ величини i напряму. На перший погляд формула (3.4) тривiальна i визначаСФ очевиднi шляхи пiдвищення точностi гiроскопа: треба зменшити шкiдливий момент сил М i збiльшити кiнетичний момент гiроскопа Н. Однак будь-яке iстотне просування на цьому шляху вимагаСФ вирiшення складних проблем як в областi теорiСЧ, так i в областi технологiСЧ. Формула (1.5) даСФ можливiсть оцiнити рiвень вимог, що стоять перед розробниками гiроскопiв. Припустимо, що ротор гiроскопа являСФ собою однорiдний сталевий цилiндр радiусу r = 3 см i ви