Общие сведения о гирокомпасе «МЕРИДИАН». Устройство и принцип действия гирокомпаса, страница 5

- во-вторых, поворот платформы с гироскопом, относительно этой системы координат, не должен сопровождаться появлением «вредных» моментов, нарушающих устойчивость гироскопа и вызывающих, из-за несовершенства системы подвеса, дрейф.

Наилучшим образом указанная проблема решена в гироскопах класса ДНГ, которые применяются в гирокомпасах «Меридиан».

Ниже приводится краткое пояснение принципа действия упругого вращающегося подвеса гироскопа.

ДНГ – это гироскопическое устройство, состоящее из ротора (3), и системы подвеса (рис. 8, а) и состоящее из трёх групп связанных тел, а именно:

- ротора Р₃, имеющего кинетический момент Н_г;

- двух роторов Р₁ и Р₂ системы подвеса ротора Р₃,

- четырёх пар торсионов Т₁  ÷ Т₄ системы подвеса, с помощью которых ротор 3 связан с осью собственного вращения ОХ.

Таким образом, в систему подвеса ротора Р₃, входят, помимо четырёх пар упругих торсионов, два ротора подвеса Р₁ и Р₂ (в виде рамок) вращающихся с угловой скоростью ротора Р₃.

На рисунке 8, б, эта система тел представлена в развёрнутом вдоль оси ОХ виде. Ротор Р₃ с системой подвеса укреплён на валу, который приводится во вращение с заданной угловой скоростью электродвигателем 1 (рис. 9).

Если платформа 2, на которой установлен приводной двигатель, неподвижна по отношению к инерциальной системе координат, то главная ось ротора Р₃ своей начальной ориентации менять не будет.

Другая особенность вращающегося упругого подвеса состоит в том, что ротор Р₃, носитель кинетического момента Н_г, при повороте платформы, на которой установлено гироскопическое устройство, находится под действием не только упругих моментов торсионов  Т₁  ÷ Т₄ , но и моментов центробежных сил инерции двух роторов Р₁ и Р₂. Эти моменты, как и упругие моменты торсионов, являются функцией разности координат поворота платформы относительно гироскопа (α – α_п) и (β – β_п).

При некоторой, вполне определённой (оптимальной), угловой скорости собственного вращения ротора Р₃, сумма упомянутых моментов обращается в ноль.

Гироскопическая система, в которой реализуется это явление, называется динамически настраиваемым гироскопом.

В случае полной реализации требований динамической настройки подвеса гироскопа, при малых отклонениях платформы гироскопа, на которой установлен ДНГ, сумма действующих на ротор Р₃ моментов остаётся равной нулю.

Следовательно, и вектор Н_г ротора Р₃ будет сохранять начальную ориентацию по отношению к инерциальной системе координат.

2.1.2. Гироблок

При значительных углах поворота платформы вектор Н_г сможет сохранить начальную ориентацию лишь в том случае, когда платформа будет стабилизирована по отношению к ротору Р₃ с помощью высокочувствительных быстродействующих следящих систем, что и сделано в гирокомпасе «Меридиан».

Совокупность установленных на платформе приводного двигателя, ротора гироскопа и системы его подвеса представляет единую конструкцию, именуемую гироблоком (рис. 9).

Желательно, чтобы платформа, вне зависимости от того, работает гирокомпас или нет, была горизонтальна. Для этого центр тяжести платформы специально смещён по отношению к ц.т. гироблока по оси ОZ_п вниз. Чтобы платформа имела три степени свободы она подвешена на подшипниках в горизонтальной 4 и вертикальной 5 рамках карданного подвеса. Образованная конструкция является гиросекцией.

Гиросекция может поворачиваться вокруг оси ОZ_с, перпендикулярной палубе 8 судна на опорных подшипниках 7.

Кроме упомянутых двигателя 1, гироскопа 2, акселерометра 3 на платформе установлены сердечники двух датчиков углов ДУ_y  и ДУ_z  и двух датчиков моментов ДМ_у  и ДМ_z.  В качестве якоря этих четырёх электрических машин используется вращающийся ротор Р₃ гироскопа.

Датчики углов ДУ_y  и ДУ_z  предназначены для измерения углов (α – α_п) и (β – β_п) рассогласования главной оси ОХ гироскопа и оси ОХ_п платформы по азимуту и высоте.

Датчики моментов ДУ_y и ДУ_z служат для наложения на гироскоп управляющих, корректирующих и компенсационных моментов.