Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Основные свойства гироскопа

Читайте также:
  1. I. ОСНОВНЫЕ БОГОСЛОВСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  2. I. ОСНОВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
  3. I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
  4. I. Основные приемы (способы выполнения).
  5. I. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛИТИКИ ПЕРЕМЕН
  6. I. Основные элементы текстового документа
  7. II. Основные факторы, определяющие состояние и развитие гражданской обороны в современных условиях и на период до 2010 года.

 

Свойства гироскопа с тремя степенями свободы. Простейшим вариантом гироскопа с тремя степенями свободы является гироскоп в кардановом подвесе (рис. 1.1).

 

а) б)

 

Рисунок 1.1. Гироскоп в кардановом подвесе: а) с тремя степенями свободы; б) с двумя степенями свободы

 

Ротор 1 подвешен в системе колец так, что он может вращаться вокруг оси X — X относительно внутреннего кольца 2 (собственное вращение), внутреннее кольцо — вокруг оси Y — Y относительно внешнего кольца J. а последнее — вокруг оси Z — Z относительно основания. Точка О пересечения осей X — X, Y— Y и Z — Z является центром подвеса гироскопа.

Первое свойство заключается в следующем. Главная ось свобод­ного гироскопа стремится удержать неизменным свое направление в инерциальном пространстве. Это означает, что если главная ось на­правлена на какую-либо звезду, то при любых перемещениях основа­ния, на котором установлен гироскоп, она будет неизменно указывать на эту звезду, изменяя свою ориентацию по отношению к системе координат, связанной с Землей. Впервые указанное свойство было ис­пользовано Л. Фуко для доказательства суточного вращения Земли.

Второе свойство состоит в том, что под действием внешней силы, приложенной к внутреннему или внешнему кольцу и создающей мо­мент, не совпадающий по направлению с главной осью гироскопа, последняя будет двигаться не по направлению действия силы (как это было бы при не вращающемся роторе), а перпендикулярно этому на­правлению. Подобное свойство гироскопа называется прецессией. Пре­цессионное движение происходит с постоянной угловой скоростью, т.е. является безинерционным.

Третье свойство выражается в следующем. Под действием импульса силы (удара) главная ось гироскопа практически не изменяет первоначального направления, а лишь, совершает быстрые колебания около положения равновесия. Эти колебания называются нутацией. Они особенно хорошо заметны при небольшой угловой скорости собст­венного вращения ротора.

Свойства гироскопа с тремя степенями свободы используются в таких устройствах, как гирокомпасы, гирогоризонты, гиростабилизаторы индикаторного типа.

Свойство вращающегося симметричного тела с двумя степенями свободы. Гироскоп с двумя степенями получим, если гироскоп с тремя степенями свободы лишим одной степени свободы, например вокруг оси Z — Z (рис. 1.1.а), путем жесткого соединения кольца 3 с основанием 4. В результате будем иметь устройство, изображенное на (рис. 1.1.б).

Гироскоп с двумя степенями свободы не обладает ни одним из тех свойств, которые имеет гироскоп с тремя степенями свободы. Свойство, присущее только гироскопу с двумя степенями свободы, заключается в следующем. Если придать основанию, на котором установлен гиро­скоп, вращение вокруг оси Z — Z, т. е. оси, не совпадающей с осью собственного вращения ротора и осью подвеса Y — Y, то ротор вместе с кольцом подвеса поворачивается вокруг оси подвеса до тех пор, пока ось X — X собственного вращения ротора не совпадет с осью вращения основания, т. е. с осью Z — Z вынужденного вращения гироскопа.

На основе свойства гироскопа с двумя степенями свободы работают гиротахометры (дифференцирующие гироскопы), интегрирующие ги­роскопы и др.

Рис. 1.2. Гироскоп с одной степенью свободы
Свойство гироскопа с одной степенью свободы. Пока основание, на котором установлено тело, обладающее собственным вращением, неподвижно, никаких гироскопических свойств тело не имеет. Они возникают в том случае, если вращение основания вызо вет вынужден­ное вращение тела вокруг оси несовпадающей с осью его собственного вращения. В соответствии со свойством гироскопа с двумя степенями свободы ось собственного вращения тела при этом стремится совпасть с осью вынужденного вращения. Этому движению препятствуют опоры (подшипники) главной оси. Действие ротора на опоры выражается в виде приложения к ним сил F1 и F2 (рис. 1.2), которые получили название гироскопических сил.

Учитывать гироскопический эффект тел, имеющих одну степень свободы по собственному враще­нию, необходимо при их установ­ке на объектах, изменяющих на­правление движения (судовая или авиационная турбина, винт вертолета).

Для доказательства свойств гироскопа необходимо использо­вать методы аналитической ме­ханики.

 

 


Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 181 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Подвесы, применяемые в гироскопах| Теорема о кинетическом моменте

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.007 сек.)