146933 (730359), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1) поправку гирокомпаса определять либо на стоянке судна, либо когда оно 1,5—2 ч следует с неизменной скоростью и постоянным курсом;

2) после маневра судна, связанного с поворотом на новый курс, сличить показания магнитного и гироскопического компасов сразу после окончания поворота с тем, чтобы определить величину новой поправки магнитного компаса на тот случай, если гирокомпас выйдет из строя. Повторить сличение показаний гирокомпаса и магнитного компаса через 1,5—2 ч после маневра и полученное значение поправки магнитного компаса считать уточненным и принимать это значение в последующем;

3) в течение полутора-двух часов после маневра не следует определять место судна по пеленгам двух предметов. В случае необходимости такого определения полученное место судна нельзя считать достоверным. При определении места судна по пеленгам трех предметов необходимо пеленгование выполнять как можно быстрее (в течение 1—2 мин) с тем, чтобы все пеленги содержали ошибку примерно одной и той же величины, которую затем надо исключить известным из навигации способом. Лучше всего в рассматриваемом случае определять место судна способами, не связанными с пеленгованием;

4) способ уничтожения и определения девиации магнитного компаса по сличению с гирокомпасом при условии, что судно совершает повороты, имея линейную скорость, следует считать приближенным.

При развороте судна на месте (например, с помощью буксиров) инерционная девиация в показаниях гирокомпаса не возникает и указанный способ становится более точным.

Следует помнить, что эти рекомендации имеют смысл только в том случае, если при маневре v_N имеет величину не менее 5 узлов.

Для компенсации скоростной погрешности _V к гирокомпасу присоединяют специальное устройство — корректор. Корректор имеет два диска, наложенных один на другой (рис. 37). Нижний диск, соединенный со следящей системой гирокомпаса, строго ориентирован относительно гиросферы. Его паз П расположен по оси ОЕ_К гиросферы. При повороте судна следящая система гирокомпаса возвращается в согласованное с гиросферой положение, а паз нижнего диска будет всегда направлен на восток гиросферы независимо от возможного изменения курса судна. Верхний диск, наложенный на нижний, соединен с последним в точке А штырем особой конструкции, укрепленным с нижней стороны верхнего диска на расстоянии О₁А =R_ow_o от центра этого диска.

Палец западает в паз нижнего диска, эксцентрично соединяя оба диска. Верхний диск укреплен на специальной каретке и может сдвигаться относительно нижнего в направлении диаметральной плоскости судна. Расстояние 00₁ между центрами дисков можно устанавливать в зависимости от известных величин скорости судна и широты места. Из рис. 37 видно, что направление паза П нижнего диска соответствует направлению

Е_к — на восток гиросферы, поэтому курс судна по показаниям гиросферы, содержащий скоростную погрешность _v, определится углом КК.

Устранение из показаний гирокомпаса скоростной погрешности _V достигается установкой каретки с верхним диском в направлении диаметральной плоскости судна так, чтобы расстояние между центрами дисков было равно величине 00₁ = v_csec . Тогда курс КК, отсчитываемый по показаниям гиросферы, будет отличаться на величину угла ₀ от курса ИК, отсчитываемого по верхнему диску (картушке компаса) от линии N_и0₁. Линия N_и0₁ перпендикулярна направлению 0₁А. Следовательно,

КК = ИК +  ₀.

Из прямоугольного треугольника B₁OA находим:

tg ₀ = B₁O/(AO₁ + B₁O₁)

В гирокомпасе с электромагнитным управлением использован более простой способ устранения баллистических девиаций. Для этого маятник индикатора горизонта сильно задемпфирован, а углы его отклонения от равновесного положения ограничены специальными упорами до относительно малой величины.

Кроме того, чтобы снизить скорость баллистического перемещения гироскопа за время действия ускорения, период незатухающих колебаний в рабочем режиме гирокомпаса выбирается большим — до 120—180 мин.

Возможен еще один простой и, по-видимому, более эффективный способ устранения баллистических девиаций.

Если в индикаторе горизонта предусмотреть устройство, которое автоматически отключало бы сигнал индикатора горизонта от схемы управления гироскопом, когда маятник под действием ускорения достигает одного из упоров, то гироскоп вместо прецессирования с малой скоростью во время действия ускорения становится свободным. Можно ожидать, что в этом случае отклонение гироскопа за время маневрирования будет меньшим, чем при первом способе компенсации. Следует заметить, что в обоих случаях при маневрировании корректирующие моменты остаются приложенными к гироскопу.

Эффективным способом устранения баллистических девиаций для гирокомпасов с электромагнитным управлением является способ компенсации силы инерции, воздействующей на маятник индикатора горизонта при наличии линейных ускорений.

Интеркардинальная девиация. При движении судна в условиях качки следящая сфера гирокомпаса раскачивается вокруг своей оси подвеса в такт с качкой под действием составляющей ускорения в плоскости Е—W.

Составляющая ускорения в плоскости N—S, воздействующая на маятник следящей сферы, меняя свое направление синхронно-с качкой, создает вертикальный момент, аналогично тому, как это происходит у обычных маятниковых компасов, но в отличие от них в гирокомпасе с электромагнитным управлением этот момент сам по себе не вызывает интеркардинальной девиации.

Инерционные моменты, действующие на следящую сферу во время качки, приводят лишь к дополнительным динамическим нагрузкам на двигатели азимутальной и горизонтальной следящих систем, но не дают существенных ошибок в показаниях гирокомпаса.

Основная причина, определяющая появление интеркардинальной девиации у гирокомпаса с косвенным управлением, заключается в том, что составляющая ускорения в плоскости N—S действует и на маятник индикатора горизонта. Она вызывает появление сигнала, пропорционального ускорению и меняющего знак в такт с качкой. Этот сигнал поступает на двигатели, которые прикладывают к гироскопу через торсионы знакопеременные моменты. Поскольку одновременно происходит раскачивание следящей сферы, оси двигателей рассогласовываются с осями соответствующих торсионов на угол, примерно равный амплитуде качки. В результате, когда сигнал от индикатора горизонта поступает на двигатели, моменты, прикладываемые к гироскопу торсионами, создают две составляющие — горизонтальную и вертикальную.

Так как горизонтальные торсионы имеют жесткость, во много раз большую, чем вертикальные, то вертикальная составляющая моментов от горизонтальных торсионов по абсолютной величине значительно превосходит остальные вертикальные моменты. Она и образует постоянный вертикальный момент, вызывающий ингеркардинальную девиацию гирокомпаса па качке. Как видно, механика появления интеркардинальной девиации у гирокомпасов с электромагнитным управлением иная, чем у обычных маятниковых гирокомпасов, но схема образования постоянного вертикального момента при качке по существу одинакова.

Величина интеркардинальной девиации, закон ее изменения и зависимость от параметров гирокомпаса и качки для гирокомпаса с электромагнитным управлением в принципе остаются такими же, как и для одногироскопных маятниковых компасов.

Из известных способов компенсации интеркардинальной девиации для

гирокомпаса с электромагнитным управлением наиболее рациональным оказалось применение индикатора горизонта с сильно демпфированным маятником.

Введение в чувствительный маятниковый элемент вязкого трения позволяет осуществить сдвиг по фазе, близкий к 90°, между действующим ускорением и моментом, прикладываемым к гироскопу, в результате чего эффект влияния качки на гирокомпас сводится к минимуму.

Гиротахометром (ГТ) называется гироскопический прибор, предназначенный для измерения угловой скорости объекта относительно какой-либо оси. Довольно часто приборы такого назначения называют дифференцирующими гироскопами. Гиротахоакселерометром (ГТА) называют прибор, который обеспечивает одновременное измерение угловой скорости и углового ускорения объекта относительно какой-либо оси. Иногда подобные приборы именуют демпфирующими гироскопами.

Такие приборы применяются в системах автоматического управления движением объекта, а также в системах стабилизации, так как для обеспечения высокого качества процесса регулирования необходимо знать не только угол отклонения объекта от заданного положения, но также первую и вторую производные от этого угла.

На морском флоте гиротахометры находят применение как самостоятельные приборы, облегчающие плавание по криволинейной траектории (для выполнения циркуляции определенного радиуса при заданной линейной скорости), а также в системах стабилизации судна на качке для выработки сигнала, пропорционального угловой скорости крена судна.

Гиротахоакселерометры применяются в более сложных системах стабилизации судна на качке.

Наибольшее распространение получили гиротахометры, основным элементом которых является астатический гироскоп с двумя степенями свободы. На рис. 71 изображена принципиальная схема гиротахометра: гирокамера 1 с ротором, упругий элемент 2, ограничивающий движение гироскопа по углу , демпфирующее устройство 3, обеспечивающее затухание собственных колебаний, датчик угла 4 поворота гироскопа вокруг оси OY₀. При той ориентации главной оси гироскопа, как это показано на рис. 71, гиротахометр может измерять угловую скорость вращения только вокруг оси OZ₀. Соответствующей ориентацией главной оси можно обеспечить измерение угловой скорости относительно любой другой оси.

Принцип действия гиротахометра можно пояснить следующим образом. При появлении угловой скорости _г поворота основания возникнет гироскопический момент. Вектор этого момента направлен по оси OY₀.

Указанный момент будет поворачивать рамку до тех пор, пока его действие не будет уравновешено моментом сил упругости пружин. В итоге угол поворота рамки гиротахометра будет пропорционален угловой скорости поворота основания. Таким образом, измеряя угол поворота рамки, можно определить угловую скорость поворота основания.

Составим дифференциальное уравнение движения гиротахометра в предположении, что существуют угловые скорости основания относительно всех трех осей прибора ОХ₀, OY₀ и OZ₀ а измерить необходимо только угловую скорость _z относительно оси OZ₀ (рис. 72). При составлении уравнений учтем:

а) инерционный момент, равный произведению

I_У ( + _y),

где I_y — момент инерции всех частей, движущихся вокруг оси

OY₀;

 — относительное ускорение;

_y — переносное ускорение;

б) момент сил упругости, равный произведению С, где С -коэффициент момента упругости пружины;

в) демпфирующий момент, который принимается пропорциональным угловой скорости р и равен произведению k_Д, где k_Д— коэффициент момента демпфирования;

г) гироскопические моменты H₂ cos  и — H _х sin . Приравнивая сумму всех названных моментов нулю, найдем дифференциальное уравнение движения гироузла прибора

I_y ( + _) + k_Д + С - H₂ cos  + H _х sin  = 0.

Современные гиротахометры в «сухом» подвесе дают возможность измерять угловые скорости от 0,1 до 10 град/с, а в поплавковом исполнении — в пределах 0,004—100 град/с (более широкий диапазон обеспечивается применением «электрической пружины»). Время переходного процесса от 0,01 до 0,2 с. На рис. 75 показана несколько упрощенная конструктивная схема поплавкового гиротахометра, где 1 — сильфон (для компенсации температурного расширения жидкости); 2—вязкая жидкость; 3 — гиромотор; 4-герметичный поплавок; 5—корпус прибора; 6—опоры поплавка.

Рис. 12

Литература

1. Блинов И.А., Жерланов А.В. и др. «Электро-навигационные приборы» Москва, «Транспорт», 1973

2. Ермолаев Г.Г. «Справочник капитана дальнего плавания» Москва, «Транспорт», 1988

8

Характеристики

Список файлов реферата