Системи стабiлiзацiСЧ поля зору сучасних танкових прицiлiв
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?отою h = 2 см. Маса такого ротора т = 0,458 кг, вага Р= 4,5H, момент iнерцiСЧ ротора гiроскопа щодо осi симетрiСЧ С= тr2/2 = 2,06 10-4 кг м2. За кутовоСЧ швидкостi ? = 60 000 об/хв кiнетичний момент гiроскопа Н= 1,3 Н м с. Якщо центр мас нашого гiроскопа змiщений вiд центру карданового пiдвiсу на величину l= 1 мкм, то шкiдливий момент М - Pl = = 4,5 10-6 H м. Згiдно формулi (3.4), уведення даного гiроскопа складаСФ:
град/год. (3.5)
Кращi сучаснi гiроскопи, про якi мова пiде нижче, мають випадковий вiдхiд на рiвнi 10-4-10-5 град/год.
Вiсь гiроскопа з похибкою 10-5 град/год здiйснюСФ повний оберт на 360 за 4 тис. рокiв! З наведеного вище прикладу виходить, що точнiсть балансування класичного гiроскопа з похибкою 10-5 град/год повинна бути краще за одну десятитисячну частку мiкрона (10-10 м), тобто зсув центру мас ротора з центра пiдвiшення не повинен перевищувати величину дiаметра атома водню, що нереально.
Вперше урiвноважений гiроскоп знайшов практичне (на жаль, негуманне) застосування в пристроСЧ для стабiлiзацiСЧ курсу торпеди, винайденому в 80-х роках позаминулого сторiччя iнженером Обрi. Гiроскоп Обрi встановлювався в кардановому пiдвiсi так, щоб його вiсь обертання була паралельна поздовжнiй осi торпеди. Ротор гiроскопа приводився до обертання за декiлька секунд до пострiлу, коли вiсь торпеди була вже направлена на цiль. Пiд час руху торпеди гiроскоп продовжував зберiгати початковий напрям i у разi виникнення вiдхилень торпеди повертав СЧСЧ кермо так, щоб забезпечити незмiннiсть курсу. Аналогiчнi прилади в рiзних варiантах виконання i пiд рiзними найменуваннями в 20-х роках минулого сторiччя почали використовувати також на лiтаках для вказання курсу (гiроскопи напряму, гiронапiвкомпаси), а пiзнiше для керування рухом ракет, та стабiлiзацiСЧ артилерiйського озброСФння.
3.1.2 Новi типи гiроскопiв
Постiйно зростаючi вимоги до точнiсних i експлуатацiйних характеристик гiроскопiчних приладiв стимулювали учених i iнженерiв багатьох краСЧн свiту не тiльки до подальших удосконалень класичних гiроскопiв з ротором, що обертався, але i до пошукiв принципово нових iдей, що дозволяють вирiшити проблему створення чутливих датчикiв для iндикацiСЧ i вимiрювання з великою точнiстю кутових рухiв об'СФкта в просторi [11,15].
На сьогоднi час вiдомо бiльше ста рiзних явищ i фiзичних принципiв, що дозволяють вирiшувати гiроскопiчнi завдання, тому зупинимося тiльки на найцiкавiших напрямах, за допомогою яких отриманi найбiльш значнi практичнi результати та наведемо коротко характеристику деяких найбiльш цiкавих гiроскопiв для стабiлiзаторiв поля зору.
Зупiнiмся коротко на характеристицi деяких найбiльш цiкавих гiроскопiв для стабiлiзаторiв поля зору.
3.1.2.1 Гiроскопи з газостатичною опорою пiдвiсу
Газостатичнi опори пiдвiсу застосовуються для пiдвищення точностi, надiйностi i динамiчних властивостей гiроприладiв.
У цих гiроскопах розробники замiнили кульковi пiдшипники, якi застосовуються в традицiйному кардановому пiдвiсi, газовою подушкою, що повнiстю усунуло вплив зношення матерiалу опор пiд час роботи i дозволило майже необмежено збiльшити час роботи приладу. Жорсткiсть аеродинамiчного пiдвiсу не менша, нiж звичайних кулькоподiбних пiдшипникiв. До недолiкiв газових опор слiд вiднести досить великi втрати енергiСЧ на роботу зовнiшнiх джерел газа i можливiсть раптовоСЧ вiдмови через випадковий контакт поверхонь опори мiж собою.
3.1.2.2 Поплавковi гiроскопи
Поплавковим гiроскопом (ПГ) СФ класичний роторний гiроскоп, в якому для розвантаження пiдшипникiв пiдвiсу всi рухомi елементи врiвноваженi в рiдинi з великою питомою вагою так, щоб вага ротора разом з кожухом врiвноважувалася гiдростатичними силами. Завдяки цьому у багато разiв знижуСФться сухе тертя в осях пiдвiсу i збiльшуСФться ударна i вiбрацiйна стiйкiсть приладу. Герметичний кожух, що виконуСФ роль внутрiшньоСЧ рамки карданового пiдвiсу, називаСФться поплавком. Конструкцiя поплавка повинна бути максимально симетричною. Ротор гiроскопа всерединi поплавка обертаСФться на повiтрянiй подушцi в аеродинамiчних пiдшипниках iз швидкiстю 30 - 60 тис. обертiв у хвилину. ПГ з великим в'язким тертям рiдини називаСФться також iнтегруючим гiроскопом.
ПГ до теперiшнього часу залишаСФться одним з найбiльш поширених типiв гiроскопiв i, безумовно, найбiльш ширше застосування знайдуть найближчими роками, оскiльки грунтуСФться на добре вiдпрацьованих технологiях, могутнiй виробничiй базi. Але новi розробки ПГ, мабуть, недоцiльнi, оскiльки подальше пiдвищення точностi потребуСФ створення бiльш високих технологiй i навряд чи буде економiчно виправданим.
3.1.2.3 Кiльцевi лазернi гiроскопи
Кiльцевий лазерний гiроскоп (КЛГ), званий також квантовим гiроскопом, створений на основi лазера з кiльцевим резонатором, в якому по замкнутому оптичному контуру одночасно розповсюджуються зустрiчнi електромагнiтнi хвилi. Довжини цих хвиль визначаються умовами генерацiСЧ, згiдно з якими на довжинi периметра резонатора повинне укластися цiле число хвиль, тому на нерухомiй основi частоти цих хвиль збiгаються. Пiд час обертання резонатора лазерного гiроскопа шлях, що проходять променi по контуру, стаСФ рiзним i частоти зустрiчних хвиль стають неоднаковими. Хвильовi фронти променiв iнтерферують один з одним, створюючи iнтерференцiйнi смуги. Обертання резонатора лазерного