Маятниковый гирокомпас на торсионном подвесе

Наряду с двухгироскопными компасами достаточно широкое распространение получили маятниковые одногироскопные компасы на торсионном подвесе. Представителями указанного вида приборов являются гирокомпасы “TG - 5000”, “TG - 6000”, “TG - 8000” японской фирмы TOKIO KEIKE (TOKIMEC), Robertson RGC – 12 компании SIMRAD и ряд других моделей.

Принцип действия рассматриваемого компаса практически не отличается от двухгироскопного. Его особенностью является лишь то, что ма ятниковый эффект получается здесь не за счет смещения центра тяжести гиросферы относительно ее геометрического центра, а за счет схемы подвеса гиросферы, которая в упрощенном виде представлена на рис. 2.5. Из рисунка следует, что гиросфера совместно с торсионом подвеса представляет собой физический маятник, размещенный в вязкой жидкости, заполняющей следящий контейнер. Эта жидкость ограничивает смещение гиросферы относительно центра контейнера и демпфирует его собственные колебания.

При наличии отклонения оси гиросферы относительно плоскости горизонта на угол β с датчика сигнала ДС поступит сигнал управления положением следящего контейнера, в результате чего его продольная ось будет отклонена от вертикали на тот же угол. В связи с тем, что нити подвеса остаются вертикальными, гиросфера сместится от своего исходного положения на величину ξ. При этом, как следует из рисунка, относительно оси гиросферы, перпендикулярной плоскости меридиана, будет приложен момент силы тяжести, пропорциональный , где т – масса гиросферы, g – ускорение силы тяжести Земли. Этот момент вызовет прецессию гиросферы в азимуте.

Если предположить, что в момент включения гирокомпаса главная ось его гироскопа была горизонтальна и лежала в плоскости Е – W, как это показано на рис. 2.6 А, то процесс установления гиросферы в меридиан будет происходить по следующему сценарию. Спустя некоторое время Земля повернется, и гирокомпас переместится в пространстве в точку В. При этом, главная ось гироскопа и оси следящего контейнера будут иметь прежнюю ориентацию. Из-за линейного смещения гиросферы относительно контейнера, как это было только что показано, к ней будет приложен момент силы тяжести Земли, который вызовет поворот гиросферы, а вместе с ней и контейнера, в азимуте в сторону меридиана (рис. 2.6 С). Как и в двухгироскопном компасе движение главной оси будет происходить по замкнутому циклу (рис. 1.4). Для того чтобы главная ось гироскопа установилась одновременно в плоскость меридиана и горизонта (рис. 2.6 D), необходимо обеспечить демпфирование движения гиросферы. Это достигается путем создания момента относительно вертикальной оси гиросферы за счет закрутки торсионов подвеса на угол, пропорциональный углу β отклонения главной оси гиросферы от плоскости горизонта. Информация о значении угла β снимается с датчика сигнала и поступает в следящую систему вертикального кольца. Наличие указанного момента порождает прецессию главной оси гиросферы к плоскости горизонта. Таким образом, под действием моментов силы тяжести при наличии закрутки торсионов гиросфера движется как в сторону меридиана, так и в сторону плоскости горизонта. В результате, совершив несколько колебаний относительно указанных плоскостей, главная ось займет требуемое положение.

Дата добавления: 2014-11-18