Приборы и системы направления, гироскопические вертикали и их конструктивные особенности

Тема 4

Приборы и системы направления

Лекция 6

Гироскопические вертикали и их конструктивные

особенности

1. Определение направления истинной вертикали на самолете

При полете самолета без видимости ориентиров необходимы приборы, которые указывали бы положение самолета относительно естественного горизонта или направления истинной вертикали, т.е. углы крена и тангажа.

Истинная вертикаль совпадает с направлением силы тяжести, которую в первом приближении можно считать направленной к центру Земли. Простейшими приборами, указывающими направление вертикали, являются маятник и уровень. Отвес (например, грузик, подвешенный на нитке) или пузырек уровня, расположенные неподвижно на Земле, устанавливаются именно по этому направлению.

Плоскость, перпендикулярную к направлению истинной вертикали, называют плоскостью горизонта. Исходным направлением при составлении всех географических карт является направление истинной вертикали.

Для определения углов крена и тангажа самолета служат гироскопические вертикали. Различают гироскопические вертикали, являющиеся чувствительными элементами систем автоматического управления (автопилотов) или инерциальных навигационных систем (ИНС), и гироскопические вертикали, с помощью которых получают визуальные показания углов крена и тангажа. Первые обычно называют центральными гироскопическими вертикалями (ЦГВ), вторые – авиагоризонтами.

В полете без ориентиров летчик, не пользующийся приборами, вводит, как правило, самолет в правильный вираж со снижением по спирали, переходящим в штопор. Поэтому на скоростных самолетах ночью даже при условии видимости земли полет без авиагоризонта недопустим.

Рассмотрим возможность использования гироскопа с тремя степенями свободы для измерения углов крена и тангажа самолета. Пусть гироскоп с тремя степенями свободы установлен на самолете. При этом ось собственного вращения OZ гироскопа располагают так, чтобы ось карданового подвеса совпадала с местной вертикалью (), внешняя ось карданового подвеса OY была параллельной продольной оси самолета (), а ось подвеса внутренней рамки OX совпадала с поперечной осью  самолета (рис. 6.1).