Гироскоп. Теория и применение (1238804)
Текст из файла
К. Магнус ГИРОСКОП теория и применение Перевод о немецкого Г. Д. Блюмина, В. А. Филиппова, Б. Л. Хейла Под редакцией Г. Д. Блюмина Издательство «Мир» Москва 1974 УДК 331.383 В монографии известного немецкого специалиста в области механики и теории гироскопических приборов К. Магнуса освещены основные аспекты и приложения теории гироскопических систем.
Рассмотрены наиболее типичные устройства — гирогорнзонт, гнре. компас, гиростабилнватор и др. Значительное место уделено актуальным проблемам космических полетов — движению искусственного спутника, гироскопу с полостью, заполненной жидкостью, и т. п.
Большой интерес представляет предложенная автором классификация гироскопических приборов. Полнота и многогранность изложения, его высокий научный уровень, удачно сочетающийсн с ясностью н систематичностыо, делают кингу интересной для широкого круга специалистов, тем более что в нее включены новые результаты, в том числе н полученные самим автором, Она может быть использована кан учебное поеобие для студентов и аспирантов университетов и технических вузов.
Редакция литературы по математическил~ наукам © Перевод на русский язык, «Мир», 1074 М 20302 — 043 04!(О1) — 74 Предисловие редактора перевода Представляя читателю русский перевод книги известного немецкого ученого профессора К. Магнуса, мы хотим отметить некото. рые ее особенности. Это капитальная монография, в которой с исчерпывающей полнотой и на высоком научном уровне освещены главные аспекты и приложения современной гироскопической теории, ее методы и наиболее значительные результаты, в частности и те, которые принадлежат самому автору. Вместе с тем книга может служить и учебником (или хорошей основой большого курса) по теории гироскопических систем.
Чем достигается такое не часто встречающееся сочетание? Прежде всего тем, что материал книги при всей его полноте и многогранности подчинен четкой и глубоко продуманной системе. Читателю предлагаются не отдельные вопросы теории гироскопов (что вполне естественно для обычной монографии), а дельная система знаний — наука о гироскопе и его приложениях.
При этом наибольшее внимание (и место) уделено основе этой науки— механике гироскопических систем; именно она образует стройный логический каркас всей книги. Для монографии К. Магнуса характерно ясное и систематическое изложение основ науки, что, к сожалению, далеко не всегда можно сказать о книгах по теории гироскопических систем, специально изданных в качестве учебников: вместо этого некоторые из них настолько перегружены частными задачами или изложением собственных результатов авторов, что читатель может не увидеть леса из-за деревьев. К. Магнус также рассматривает много частных задач и разнообразных гироскопических явлений, но использует нх для разъяснения или для иллюстрации принципиальных положений н методов теории.
У него такие задачи— лишь детали, которые как бы размещены на каркасе здания, отнюдь не затемняя его. Математический аппарат книги сравнительно прост. Здесь действительно соблюдается «желаемое равновесие между употребляемыми средствами и получаемым результатом», о котором автор упоминает в предисловии. Возможно, что несколько непривычные для широкого круга читателей индексные обозначения векторов и тензоров вызовут известные затруднения, однако эти затруднения легко преодолеть, воспользовавшись объяснениями в первой главе книги.
В то же время нельзя не согласиться с автором в том, Предисловие редактора перевода что такие обозначения приводят к большей компактности записи формул и выкладок. Наряду с классической теорией гироскопа (в общем представляющей собой теорию вращательного движения твердого тела) и с традиционными вопросами теории гироскопических систем в книге освещены новые проблемы, ставшие особенно актуальными в последние годы в связи с развитием ракетной техники и космонавтики.
Сюда относятся, например, задачи о движении спутника в центральном поле тяготения, о гиростатах и твердых телах с полостями, заполненными жидкостью, о гироскопах с самовозбуж. дением и ряд других. Нова н интересна, на наш взгляд, вполне удавшаяся попытка построить классификацию гироскопических приборов; она охватывает, пожалуй, все известные их виды. Автор делит приборы по функциональному назначению, но не придерживается этого принципа слишком жестко, так что фактически объединенными в одну группу оказываются приборы, сходные по внутренней структуре. Такая классификация вносит в теорию многочисленного и очень разнообразного по составу семейства гироприборов определенную систему, позволяет выявлять общие свойства и закономерности. В книге развивается теория основных типов гироскопических приборов: гировертикалей, гирокомпасов (в частности, пространственного компаса), гиростабилизаторов, инерциальных платформ.
При этом автор, верный своему методу изложения, не вдается в частности, а сосредоточивает внимание главным образом на методах исследования н лишь наиболее важных вопросах теории, таких, как влияние ускорений объекта (в частности, проблема невозмущаемости), эффекты детектирования возмущений, кинематические погрешности, методы рационального построения контура стабилизации и т. п.
Терминология автора во многом отлична от той, которая сложилась в советской литературе. При переводе мы стремились к возможно более точной передаче смысла и оттенков немецкой терминологии, а не к замене ее на принятую у нас, полагая, что такая замена привела бы к утрате известной части информации. Пользуюсь случаем выразить свою благодарность автору, любезно представившему исправления и уточнения текста оригинала, а также предисловие к русскому изданию.
Книга будет интересна и полезна научным работникам, преподавателям и инженерам, специализирующимся в области теории и техники гироскопических систем. Преподаватели механики также найдут в ней много интересного для себя и своих учеников. Нет сомнения в том, что книга К. Магнуса займет свое место в большой литературе по теории гироскопов как одно из наиболее значительных и читаемых произведений. Г.
Блюлеин Предисловие Прошло почти полтора века с тех пор, как астроном Джон Гершель назвал гироскоп инструментом философа, но и до сих пор гироскоп не утратил своих чар. И сегодня справедливо утверждение Феликса Клейна и Арнольда Зоммерфельда (1910), что ни один прибор ие способствует в такой мере, как гироскоп, выявлению и пониманию взаимосвязей между физическими понятиями в механике. Рассматривая литературу о гироскопах, можно отметить в ней две почти независимые тенденции. С однои стороны, теория вращательного движения твердых тел стала очень подробной, углубляясь в изучение едва ли представляющих интерес деталей.
Эта математическая дисциплина обязана своим развитием прежде всего тому обстоятельству, что многие математики увидели в гироскопе объект, на котором можно наиболее эффективно демонстрировать математические методы. С другой стороны, физики и инженеры уже издавна исследовали своеобразные свойства гироскопа отчасти из-за научной любознательности, а отчасти и для того, чтобы непосредственно использовать эти свойства при решении интересовавших нх проблем.
Вспомним, например, Леона Фуко, который в январе !852 г. пытался дать новое экспериментальное доказательство вращения Земли. С тех пор вышло много книг по теории гироскопов, которые не понятны техникам, и много трудов по широко развившейся тем временем гироскопической технике, которые вряд ли смогут вдохновить математика.
Несомненно, однако, что особая прелесть гироскопии †э именно связь между теорией и приложениями. Сознание этого обстоятельства и руководило Рихардом Граммелем, предпринявшим в своей книге «Гироскоп» (первое издание 1920 г., второе — 1950 г.) попытку перекинуть мост между этими дотоле разобщенными областями. Граммель излагает интереснейшие результаты классической теории гироскопов, но всегда выясняет их физическую основу; он описывает наиболее важные приложения и анализирует их средствами теории. Поэтому изложение Граммеля получило равно высокую оценку и у теоретиков, и у практиков. Со времени выхода книги Граммеля гироскопическая техника развилась удивительным образом.
Но и гироскопическая теория, которую можно было считать едва ли не завершенной, получила Предисловие новые импульсы, прежде всего в связи с развитием космической техники. Экстремальные условия, в которых находятся спутники и ракеты в космосе, выдвинули новые проблемы, и таким образом обнаружилась новая область взаимодействия классической теории гироскопов и гироскопической техники. Так, например, необходимость в определенном корректировании спутника при движении его по орбите вызвала особый интерес к проблемам самовозбуждающихся гироскопов и гиростатов; возникла необходимость исследовать влияние заполненных жидкостью резервуаров на гироскопические движения космических кораблей и ракет. И наконец, появились новые задачи о телах, масса или моменты инерции которых не являются постоянными.
Общая теория гироскопических систем, основанная на классических результатах Томсона и Тэта и очень далеко продвинувшаяся за последние годы, должна была занять в этой книге подобающее ей место. Однако в данном случае (как, впрочем, и в других) от стремления к исчерпывающему освещению темы, присущего, пожалуй, любому автору, пришлось отказаться в пользу более сжатого, учебного изложения материала. При этом мы стремились к обобщению методов и наиболее важных результатов, а не к систематическому исследованию отдельных явлений. То же относится и к изложению прикладных вопросов.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
