Для объектов, движущихся на приблизительно постоянной высоте (глубине), вертикальное кажущееся ускорение равно g и потому рассматриваемая круговая частота
Ей соответствует период колебаний
мин
Приведенные величины называют шулеровской частотой и периодом Шулера соответственно, а невозмущаемый маятник, независимо от его технической реализации - шулеровским маятником или построителем вертикали с шулеровской настройкой.
В заключение следует отметить, что изображенное на рис.20 устройство, реализующее маятник Шулера, принципиально осуществимо, но не может обеспечить достаточную точность (в частности, из-за наличия неучитывавшегося трения в подвесе). Поэтому такое устройство в качестве датчика вертикали не применяется.
Хотя гироскоп не может строить вертикаль, его способность сохранять ориентацию, изменять ее при приложении момента и практическая безынерционность обусловливают целесообразность применения этого прибора в качестве исполнительного органа построителя вертикали. В качестве же датчика вертикали может быть использован маятник того или иного типа.
В первых конструкциях гирогоризонтов в качестве такого датчика применялся непосредственно физический маятник. Наиболее простой из этих конструкций гирогоризонта является гиромаятник, схема которого изображена на рис.21. Нетрудно уяснить, что гиромаятник - трехстепенной гироскоп со смещенным центром масс - соответствует случаю, рассмотренному Лагранжем и Пуассоном, и потому характер его движения полностью описывается закономерностями, приведенными выше при анализе этого случая. Отличие в направлении смещения центра масс относительно центра подвеса не существенно и сказывается только на направлении движения, но не его характере. Отсюда, в частности, следует, что ось гироскопа гиромаятника движется по конусу, ось которого отслеживает вертикаль. Отметим еще раз, что коническое движение оси гироскопа обусловлено тем, что момент груза m при отклонении оси гироскопа от вертикали заставляет гироскоп прецессировать не в направлении исключения отклонения, а в перпендикулярном ему направлении. И лишь при появлении отклонения в этом направлении грузом создается момент, под действием которого гироскоп отрабатывает исходное отклонение от вертикали. Ряд разработок гирогоризонтов представляли собой весьма остроумное решение по исправлению упомянутого "несоответствия" между создаваемым маятником моментом и направлением прецессии гироскопа.
|
|
В результате исследований по совершенствованию гирогоризонтов были разработаны устройства, в которых источником информации о а вертикали оставался маятник, момент на гироскоп создавался не грузом этого маятника, а каким-либо иным способом: электромагнитами, воздушными струями, силами трения и т.п. Эти устройства получили название гирогоризонта с коррекцией (имея в виду, что направление сохраняется гироскопом и корректируется контуром маятниковой коррекции). Наиболее просто контур коррекции реализуется с помощью ртутного переключателя или жидкостного датчика (по существу являющихся тем же маятником) и датчиков момента на осях гироскопа. Однако из-за релейного характера сигналов с упомянутых датчиков горизонта в этих устройствах не представляется возможным реализовать шулеровскую коррекцию, что приводит к значительным ошибкам при использовании устройств на маневренных объектах. Заметим также, что наличие релейного элемента в контуре приводит, как правило, к нежелательным автоколебаниям.
Из-за ряда недостатков, присущих описанным схемам гирогоризонта, и в первую очередь, недостаточной точности, они в настоящее время практически не применяются и могут рассматриваться лишь как этап на пути создания более совершенных конструкций.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
