Курсовим називається триступеневої астатический гіроскоп з вертикально розташованою віссю зовнішньої рами. Головна вісь курсового гіроскопа перебуває в горизонтальній площині й займає довільне стосовно осей ЛА положення, наприклад, у вихідному стані перпендикулярна до осі ОХ 1 ЛА й до заданого напрямку ОХ 0 польоту

Курсовий гіроскоп призначений для виміру кута відхилення ЛА від заданого курсу (кута рисканья Y ). При повороті ЛА на кут Y разом з ним щодо шкали III, закріпленої на осі зовнішньої рами гіроскопа, переміщається індекс И, нанесений на корпусі приладу, жорстко пов’язаного з ЛА. Оскільки головна вісь гіроскопа зберігає незмінним своє положення в просторі, то положення індексу И щодо оцінки ПРО, нанесеної на шкалі, і є мірою кутового відхилення ЛА від заданого напрямку польоту

Триступеневої астатический гіроскоп не володіє у відмінність, наприклад, від магнітного компаса, здатністю встановлюватися по напрямку меридіана, тому що його головна вісь зберігає (з точністю до власних відходів) те положення в инерциальном просторі, яке вона мала до закінчення часу розгону ротора. Тому розглянутий гіроскоп називається гирополукомпасом (ЦПК). Основними погрішностями ЦПК, як і будь-якого гіроскопа, є гаданий відхід, власний відхід і карданна погрішність

2. Основні погрішності ЦПК і способи їх усунення

2.1 Гаданий відхід ЦПК через обертання Землі

Складові вектора W з кутової швидкості обертання Землі для крапки ПРО, що перебуває на широті j , рівні:

горизонтальна складова W зг = W з cos j ;

вертикальна складова W зв = W з sin j

Нехай ЦПК зорієнтований у крапці Про у такий спосіб:

головна вісь лежить у площині обрію, причому вектор Н спрямований на схід Е;

вісь внутрішньої рами Х (вісь підвісу гиромотора) горизонтальна й спрямована на північ N;

вісь зовнішньої рами спрямована по місцевій вертикалі Z

При такому розташуванні горизонтальна складова W зг повністю проектується на вісь внутрішньої рами, а вертикальна складова W зв - на вісь зовнішньої рами ЦПК

Спостерігач із космосу буде бачити, що:

1. Головна вісь ЦПК зберігає незмінним своє положення в инерциальном просторі;

2. Верхній лівий кінець площини обрію піднімається, а прав нижній - опускається. Це обумовлено горизонтальної складової W зг кутової швидкості обертання Землі й відбувається зі швидкістю, рівної W зг ;

3. Площина обрію обертається навколо місцевої вертикалі Z. Це обумовлено вертикальної складової W зв кутової швидкості обертання Землі й відбувається проти годинникової стрілки, якщо дивитися з кінця вектора W зв , зі швидкістю, рівної W зв

Спостерігач, що перебуває на Землі, її обертання не відчуває. Тому він буде бачити, що:

1. Вектор Н піднімається над площиною обрію з кутовою швидкістю w х , рівної по величині й протилежної за знаком горизонтальної складової W зг кутової швидкості обертання Землі, тобто w х = - W зг ;

2. Вектор Н обертається в площині обрію з кутовою швидкістю w h , рівної по величині й протилежної за знаком вертикальної складової W зв кутової швидкості обертання Землі, тобто w h = - W зв

Кутові швидкості w х и w h у цьому випадку є швидкості гаданого відходу ЦПК через обертання Землі навколо осей внутрішньої й зовнішньої рам відповідно

Величина відходу a = w h t у площині обрію, обумовлена вертикальної складової W зв кутової швидкості обертання Землі, є погрішністю ЦПК у вимірі курсу. Вона усувається системою азимутальної широтної корекції - моментной або кінематичної

Величина відходу b = w х t із площини обрію, обумовлена горизонтальної складової W зг кутової швидкості обертання Землі, компенсується системами межрамочной або маятникової корекції

2.2 Гаданий відхід ЦПК через рух ЛА.

Припустимо, що Земля не обертається. Нехай ЦПК, що перебуває на північному полюсі N, виставлений так, що вісь його зовнішньої рами вертикальна, а головна вісь - горизонтальна

При переміщенні ЛА до екватора вісь зовнішньої рами ЦПК буде разом з ЛА повертатися в инерциальном просторі, але стосовно Землі завжди буде залишатися вертикально (якщо ЛА летить горизонтально). При цьому головна вісь ЦПК, зберігаючи незмінним свій напрямок в инерциальном просторі, відносно Землі буде повертатися й на екваторі займе вертикальне положення, внаслідок чого гіроскоп “зложиться”

Для втримання головної осі ЦПК у площині обрію застосовується, як було вже сказане, межрамочная або маятникові системи корекції. Відхід же ЦПК у площині обрію (”в азимуті”) через рух ЛА залежить від виду траєкторії

Нехай ЛА переміщається із крапки А в крапку В, причому в крапці А головній осі ЦПК (вектор Н) сполучимо з вектором W шляхової швидкості

Якщо ЛА буде рухатися по локсодромії, те її проекція на горизонтальну площину, побудовану в крапці А, є крива лінія

При цьому в крапці У вектор Н уже не буде збігатися з вектором W, тобто має місце гаданий відхід ЦПК у площині обрію, обумовлений рухом ЛА по криволінійній траєкторії

Проекція ортодромии на горизонтальну площину є пряма лінія. При цьому в крапці В, також як і в крапці а, вектор Н збігається з вектором W, тобто в цьому випадку гаданого відходу ЦПК в азимуті не буде

Одержимо вираження для сумарного гаданого відходу через обертання Землі й переміщення ЛА. Нехай ЛА рухається по локсодромії з постійним щирим курсом Y і , зі шляховою швидкістю W і в кожний момент часу перебуває в крапці О с поточною широтою j . Зв’яжемо із цією крапкою супровідну географічну праву систему координат ONZE, осі якої спрямовані в такий спосіб:

ON - лежить у площині обрію й спрямована на північ;

OZ - по лінії місцевої вертикалі;

OE - лежить у площині обрію й спрямована на схід

Проекції вектора шляхової швидкості на осі ON і OE позначимо: W N і W E - північної й східна складової шляхової швидкості

За рахунок північної складової ЛА переміщається по меридіані й обертається в инерциальном просторі з кутовою швидкістю

W n =(W N /R), де R - радіус Землі (висоту польоту не враховуємо через її малу величину в порівнянні з R Землі), вектор якої лежить у площині обрію й спрямований у негативну сторону осі ОЕ, тому у вираженні значення W N коштує знак “мінус”

За рахунок східної складової ЛА переміщається по паралелі й обертається в инерциальном просторі з кутовою швидкістю

W е =(W E /(Rcos j )), вектор якої збігається по напрямку з вектором кутової швидкості обертання Землі. Побудуємо в крапці Об сумарний вектор W з + W е й розкладемо його на горизонтальну (проекція на вісь ON) і вертикальну (проекція на вісь OZ) складові

W г =( W з + W Е )cos j = W зг +W Е /R;

W в =( W з + W Е )sin j = W зв +(W Е /R)tg j ,

де W зг = W з cos j , W зв = W в sin j - горизонтальної й вертикальна складової кутової швидкості обертання Землі. Якщо компенсувати гаданий відхід ЦПК в азимуті, то він може бути використаний як покажчик щирого курсу. Однак на високих широтах (у районі полюсів) компенсація складової (W Е /R)tg j неможлива, тому що в цьому випадку tg j Отже, у полярних районах літаководіння при русі по локсодромії за допомогою ЦПК здійснити не можна. Це можливо тільки при русі по ортодромии. Необхідно мати на увазі, що азимутальний відхід ЦПК через рух ЛА по ортодромии відсутній. Отже, при русі по ортодромии азимутальний відхід ЦПК обумовлений тільки вертикальної складової W зв кутової швидкості обертання Землі. Цей відхід компенсується системами азимутальної широтної корекції - моментной або кінематичної

Pages: 1 2 3

Збережи - » Курсовій гіроскоп (гирополукомпас ) . З'явився готовий твір.