Розділ 1. ПРИЛАДИ КУРСУ

1. ГІРОСКОПИ НАПРЯМКУ 1.1. Мета роботи

Метою роботи є вивчення принципу дії, схеми і конструкції гіроско-пів напрямку, побудованих на базі триступеневого астатичного гіроскопа на прикладі гіропівкомпасів ГПК-48 і ГПК-52, перевірка гіропівкомпаса ГПК-52 та дослідження віражних похибок на основі яка обертається.

1.2. Загальні відомості

1.2.1. Основні теоретичні відомості Для ручного або автоматичного управління рухомим об'єктом по кур-

су необхідний датчик фіксованого азимутального напрямку, по якому мо-жна було б визначати, відхилення об'єкта від заданого курсу. У випадках, коли час використання показань такого датчика, невеликий (від одиниць хвилини до декількох годин) з успіхом застосовуються гіроскопи напрям-ку, які вигідно відрізняються від інших навігаційних пристроїв простотою конструкції і надійністю.

Гіроскопом напрямку (ГН) називають триступеневий астатичний гіро-скоп, забезпечений горизонтальною і азимутальною системами корекції; горизонтальна корекція утримує вісь гіроскопа в площині горизонту; ази-мутальна корекція утримує цю вісь у заданому напрямку щодо земної сис-теми координат.

ГН, на відміну від гірокомпаса, не має спрямовуючої сили, яка утри-мує головну вісь у площині географічного меридіана. Він забезпечує тіль-ки збереження будь-якого початкового заданого напрямку в азимуті, точ-ніше, забезпечує малу швидкість відхилення (азимутальний дрейф) від за-даного напрямку. При початковій виставці його головної осі в площину меридіана він дозволяє визначати курс об'єкта протягом обмеженого про-міжку часу, обумовленого швидкістю дрейфу гіроскопа і необхідною точ-ністю визначення курсу. У загальному ж випадку ГН дозволяє визначати кути рискання і зміни курсу. У зв'язку з зазначеними особливостями ГН нерідко (особливо в авіаційній техніці) називають гіропівкомпасами.

1

Принцип дії ГН оснований на властивості вільного триступеневого гі-роскопа зберігати положення осі власного обертання нерухомою в інерціа-льному просторі.

Розглянемо поведінку триступеневого астатичного гіроскопа на по-поверхні Землі. Відповідно до рис. 1 вважатимемо, що в початковий мо-мент часу вектор кінетичного моменту гіроскопа, встановленого на еква-

торі, розташований в площині горизонту і спрямований вздовж лінії екватора. Ри-сунок 1 являє собою вид на Землю з Пі-внічного полюса. Через 6 годин Земля повернеться в просторі на 90°, а вільний гіроскоп збереже напрям кінетичного моменту незмінним в інерціальному просторі. Спостерігач, який знаходиться на поверхні Землі, буде бачити, що гіро-скоп відхиляється від площини горизон-ту; цей рух називають видимим або уяв-ним дрейфом. Він пояснюється впливом

переносного руху основи у вигляді добового обертання Землі. На рис. 1.2 показано розкладання вектора кутової швидкості добового обертання Зем-лі на вертикальну та горизонтальну складові. «Відхід» гіроскопа

від площини горизонту обумовлений дією горизонтальної складової обер-

тання Землі, рівної , де 1/с = 15°/год. − кутова швид-

кість добового обертання Землі;

ϕω sinЗ

ϕω cosЗ5103,7 −⋅=ωЗ

ϕ - широта меридіана.. Якщо гіроскоп встановлений на нерухомій основі на широті , то

буде спостерігатися видиме відхилення його головної осі (дрейф) в азиму-ті, обумовлене вертикальною складовою добового обертання Землі

. Якщо ж основа рухається зі швидкістю V курсом K, швидкість

видимого дрейфу в азимуті буде рівний

ϕ

ϕω sinЗ

ϕ+ϕω tgsinsin KRV

З . Якщо ж рух

відбувається по ортодромії (дузі великого кола, що проходить через почат-

Рис. 1.1. Поведінка триступеневого гіроскопа на поверхні Землі

2

ковий і кінцевий пункти), швидкість видимого дрейфу буде таким самим, як на нерухомій основі − ϕω sinЗ

водить

гі

не

також

.

Для перетворення вільного гіроскопа в гіроскоп напрямку необхідно компенсувати його видимий дрейф щодо земних площин. Відхилення осі

до появи азимутальної помилки яка нако-пичується. Для його усунення застосову-ється так звана азимутальна корекція.

Для усунення відх

гіроскопа в азимуті приз

илення головної осі рос

ції праг- вс

а корекція може здійснюватися двома способами: перш

копа від площини зовнішньої рамки або площини горизонту застосовується її нівелювання в горизонтальній площині за допомогою маятникової або міжрамочної горизонтальної системи корекції.

Горизонтальна система коректановити головну вісь гіроскопа або в

площину горизонту, точніше, перпендикулярно до напрямку виска (в цьо-му випадку вона називається маятниковою, оскільки чутливими елемента-ми корекції є маятники), або в положення, перпендикулярне до площини зовнішньої рамки, вісь обертання якої вважається вертикальною. У цьому випадку вона називається горизонтальною міжрамочною системою корек-ції (або, інакше, системою корекції по рамці).

Азимутальн

Рис. 1.2. Вертикальна і го-ризонтальна складові добо-вого обертання Землі

ий спосіб полягає в тому, що відносно горизонтальної осі внутрі-шньої рамки накладається момент, що викликає прецесію гіроскопа відно-сно осі зовнішньої рамки з кутовою швидкістю, що дорівнює швидкості

азимутального дрейфу ϕ+ϕω tgsinsin KRV , але спрямованої в протилежну

сторону. У результаті складання швидкостей положення осі ро-тора гіроскопа в азимуті залишається відносно земних осей постійним. Та-ка система корекції називається моментною.

В покажчиках ортодромії компенсується ли

З

цих двох

ше складова від обертання Землі, у покажчиках курсу − і складова від руху об'єкта.

3

Другий спосіб азимутальної корекції полягає в тому, що гіроскоп, ма-ючи горизонтальну корекцію (по рамці або маятникову), вільно рухається в азимуті.

Для отримання незмінного напрямку в азимуті швидкість цього руху компенсується зворотним поворотом картушки (шкали) навколо осі зовні-шньої рамки з кутовою швидкістю, що дорівнює швидкості азимутального «відходу» гіроскопа. Така корекція називається кінематичною.

1.2.2. Основні похибки гіроскопів напрямку

Основними методичними похибками ГН є: − похибки, обумовлені складовими обертання земної системи коорди-

нат навколо вертикальної осі які не корегуються; − карданні (геометричні) похибки; − балістичні похибки, викликані лінійними прискореннями об'єкта; − віражні похибки ГН, а також похибки, що виникають при хитавиці.

До основних інструментальних похибок ГН відносяться: − похибки викликані статичною та динамічною неврівноваженістю гі-

ровузла. − похибки, викликані тертям в осях підвісу; − похибки, викликані неточністю азимутальної корекції; − шкалові похибки; − похибки, викликані наявністю люфтів (зазорів) у головній осі гіро-

скопа і в осях його підвісу.

1.3. Конструкція гіроскопів напрямку

1.3.1. Пілотажний гіропівкомпас ГПК-48 Гіропівкомпас ГПК-48 є найпростішим гіроскопічним приладом курсу

і призначається для витримування курсу руху літака протягом нетривалого часу (10 ÷ 15 хв..) і виконання розворотів на заданий кут. Однією з моди-фікацій цього приладу є танковий прилад курсу ГПК-59.

Конструкція приладу представлена на рис. 1.3.

4

Рис. 1.3. Конструкція гіропівкомпаса ГПК-48: 1 – втулка; 2 – шарикопідшипник; 3 – скло; 4 – вісь; 5 – гіромотор; 6 – кожух; 7 – пе-редній фланець; 8 – кожух; 9 – статор двигуна корекції; 10 – ротор; 11 – підшипник; 12 – кришка корпусу; 13 – рама; 14 – корпус; 15 – підшипник; 16 – вісь; 17 – кулачок аретира; 18 – зуб рамки аретира; 19 – рамка аретира; 20 – підшипник; 21 – вісь; 22 – диск з стійками; 23 – шестерня; 24 – черв’ячна шестерня; 25 – картушка; 26 – колек-

тор; 27 – вісь опорна; 28 – підшипник; 29 – точкові струмовідводи.

5

Основним елементом гіропівкомпаса є гіроскоп з трьома ступенями свободи. Карданний вузол складається з гіромотора 5 з кожухом 6, розмі-щеного в зовнішній рамці 13. Гіромотор представляє собою асинхронний двигун змінного трифазного струму типу ГМ-4, що живиться напругою 36В, частотою 400Гц. Три кінці обмотки статора гіромотора виведені через порожнисту вісь. До кожуха гіромотора прикріплені дві сталеві цапфи 4 та 16, на які насаджені внутрішні кільця підшипників 15. Зовнішні кільця пі-дшипників зв'язані із зовнішньою рамкою 13. Одне з зовнішніх кілець має можливість переміщатися в осьовому напрямку при зміні температури де-талей приладу. Зовнішня рамка карданного вузла обертається в підшипни-ках 11 магнетного типу.

Зовнішнє кільце верхнього підшипника встановлено в сталевій втулці, яка має можливість переміщатися в осьовому напрямку всередині бронзо-вої втулки з фланцем, яка закріплена у верхній кришці корпусу приладу 12. Для усунення осьового люфту зовнішньої рамки над сталевою втулкою поміщена компенсаційна бронзова пружина, натяг якої регулюється про-кладкою. До верхньої частини зовнішньої рамки гіровузла прикріплені ка-ртушка 5 з ціною поділки 1 ° і оцифруванням через 10°, та ротор 10 двигу-на горизонтальної корекції. По картушці за допомогою курсової риски, яка нанесена на корпусі приладу, визначається курс літака.

Статор 9 двигуна корекції закріплений в верхній кришці корпусу приладу. Він являє собою "білячу клітку", пакет якої складають висічки, відштамповані з електротехнічної сталі і залиті алюмінієвим сплавом.

Внутрішня рамка (кожух) може вільно обертатися в межах ± 75 ° від-носно зовнішньої рамки. Зовнішня рамка, в свою чергу, може повертатися відносно своєї осі на необмежений кут.

Гіропівкомпас має горизонтальну міжрамкову систему корекції, яка утримує головну вісь гіроскопа під кутом 90 ° до осі зовнішньої рамки.

При відхиленні головної осі гіроскопа від перпендикуляра до осі зов-нішньої рамки замикаються контакти датчика кутів, які включають двигун корекції 9. Двигун починає працювати тільки при порушенні перпендику-лярності головної осі гіроскопа як на 4° щодо осі зовнішньої рамки.

6

Момент корекції, який діє на зовнішню рамку карданового підвісу, змушує прецесирувати гіровузол до відновлення перпендикулярності го-ловної осі гіроскопа відносно площини зовнішньої рамки. В якості двигуна системи корекції застосований двофазний асинхронний багатополюсний двигун, що працює в загальмованому режимі.

У гіропівкомпасі ГПК-48 відсутня азимутальна корекція. Для устано-вки заданого курсу прилад має аретир, який дозволяє повертати гіровузол разом з картушкою.

В склад аретира входить кулачок 17 на осі підвісу внутрішньої рамки, зубчастий механізм 22 – 24 розвороту рамки 19. Механізм аретира - послі-довної дії, змонтований в нижній частині приладу. При натисканні на руч-ку аретира відбувається фіксація гіровузла. При обертанні ручки аретира її поворот передається на зовнішню рамку.

Підведення живлення до двигуна гіровузла і двигуна системи корекції здійснюється через щіткові (колекторні) струмовідводи 26, розміщені на зовнішній осі.

Для зменшення моменту тертя по осі внутрішньої рамки використо-вують точкові струмовідводи 29. Групи контактів розташовані в них так, що торкання рухомих і нерухомих контактів відбувається в точках, розта-шованих по геометричній осі обертання кожуха двигуна гіровузла.

Основні технічні характеристики ГПК-48

1 Живлення: змінна напруга: частотою

36В±10%, 400Гц±10%;

2 Температурний діапазон роботи: -50°С - +60°С 3 Швидкість дрейфу, не більше: 3° ÷5° за 15 хв.. 4 Швидкість обертання ротора 21000 об/хв.. 5 Споживана потужність 12 Вт 6 Кінетичний момент гіромотора: 0,4 Нмс.

1.3.2. Конструкція і принцип роботи ГПК-52 На відміну від ГПК-48, гіропівкомпас ГПК-52 є не тільки пілотажним,

але і навігаційним приладом. ГПК-52 дозволяє тривалий час (1-2 години)

7

витримувати напрямок польоту за заданою ортодромією (дузі великого ко-ла на земній сфері) з точністю до «відходу» гіроскопа.

Гіропівкомпас ГПК-52 може бути використаний при пілотуванні літа-ків на будь-яких широтах північної півкулі.

Вісь ротора гіроскопа в приладі утримується в площині горизонту за допомогою горизонтальної маятникової системи корекції.

Гіропівкомпас ГПК-52 має азимутальну систему корекції, призначену для компенсації призірного «відходу» осі ротора, викликаного вертикаль-ною складовою вектора кутової швидкості добового обертання Землі.

Кутова швидкість призірного «відходу» гіроскопа в азимуті через обертання Землі дорівнює:

ϕω=ω sin2 З (1)

Для компенсації видимого «відходу гіроскопа необхідно на вісь його внутрішньої рамки накласти момент:

ϕω=ω== ϕ sin2 Звн HHМM (2)

На широті місця, де прилад виготовляється, гіропівкомпас балансу-ється таким чином, щоб не було видимого дрейфу гіроскопа, тобто на гіро-скоп за допомогою штучного небалансу накладається момент:

0sin0

ϕωϕ ЗHM = , (3)

де - широта місця виготовлення приладу. 0ϕ

Для компенсації видимого дрейфу на інших широтах, на гіроскоп не-обхідно накласти додатковий момент. Для цього застосовано електричний двигун системи азимутальної корекції.

Таким чином, сумарний момент буде:

элвн MMM += ϕ0, (4)

де - момент, який накладає двигун системи азимутальної корекції. элM

З рівнянь (2), (3) і (4) випливає: )sin(sin 0ϕ−ϕω= зэл HM (5)

Момент, що накладається двигуном системи азимутальної корекції, створюється за рахунок подачі на його керуючу обмотку напруги, що змі-нюється в залежності від зміни широти місця.

В комплект гіропівкомпаса ГПК-52 входять наступні агрегати:

8

а) датчик гіропівкомпаса; б) пульт керування; в) з’єднувальна коробка; г) два покажчика ПДК-49. Схема побудови датчика ГПК-52 представлена на рис. 1.4. У корпусі

датчика розміщуються всі основні механізми: гіровузол, елементи системи горизонтальної корекції, двигун системи азимутальної корекції, механізм повороту шкали гіроскопічного курсу, шкалу з датчиком-потенціометром

Рис. 1.4 Схема побудови ГПК 52: 1 – ротор двигуна горизонтальної корекції; 2 – рідинний маятниковий перемикач; 3 – статор двигуна азимутальної компенсації; 4 – ротор двигуна; 5 – корпус; 6 – зовнішня рамка; 7 – потенціометр; 8 – шкала; 9 – щітка потенціометра; 10 – Двигун; 11 – редуктор; 12 – кожух; 13 – біметалева пластина; 14 – гальмо; 15 – колектор.

9

для видачі сигналу "курс" на покажчики та інші споживачі. Основою гіровузла є гіромотор ГУА-25000, який представляє собою

трифазний електродвигун з двома короткозамкненими обмотками статора, виконаний за оберненою схемою. Ротор гіромотора симетричний в геомет-ричному і тепловому відношенні, що дозволяє істотно зменшити вплив зміни температури на положення його центру мас. Гіромотор поміщений в кожух 5, який є внутрішньою рамкою гіроскопа.

До нижньої частини корпусу гіромотора кріпиться рідинний маятни-ковий перемикач (РМП) 2, що є чутливим елементом системи горизонта-льної корекції.

Кожух підвішений в підшипниках зовнішньої рамки гіровузла. Одна з півосей кожуха гіромотора зв'язана з ротором електродвигуна 4 системи азимутальної корекції. Статор 5 зв'язаний із зовнішньою рамкою. Нижня піввісь зовнішньої рамки зв'язана з ротором 1 електродвигуна системи го-ризонтальної корекції. На цій же півосі розташовується семи кільцевий ко-лектор 15 для подачі електричного живлення на зовнішню рамку і зніман-ня сигналів курсу.

Верхня вертикальна піввісь зовнішньої рамки порожниста, всередині неї проходить втулка, на якій кріпляться шкала 8 гіроскопічного курсу та щітки 9, що ковзають по потенціометру 7, який жорстко зв'язаний з корпу-сом приладу. Нижня частина втулки шестерінчастою передачею 11 зв'язана з валом 10 електродвигуна ДІД-0,5 механізму повороту шкали гіроскопіч-ного курсу.

Чутливим елементом системи горизонтальної корекції є РМП 9, який включений у ланцюг обмотки керування двигуна горизонтальної корекції.

Механізм встановлення гіроскопічного курсу служить для установки в польоті будь-якого його значення. Для цього шкала курсу 8 повертається за допомогою електродвигуна 10. Одночасно повертаються відносно поте-нціометра - датчика 7 і щітки 9, з'єднані з обмотками покажчиків. Для установки справжнього курсу використовуються показання яких-небудь курсових приладів, що знаходяться на літаку.

У покажчику ортодромії особливо важливо звести до мінімуму шкід-ливі моменти тертя і небалансу по осі обертання кожуха гіроскопа, так як

10

ці моменти викликають дрейф ГПК у азимуті. Для зменшення моменту те-ртя подача струму до гіродвигуна та рідинного перемикача здійснюється через безмоментні контакти (точкові струмопідводи).

З метою зменшення моменту небалансу відносно осі кожуха необхід-но забезпечити мінімальний зсув центру ваги ротора і кожуха по осі ротора при різних умовах роботи приладу. Для цього в конструкцію гіровузла ГПК-52 введено ряд удосконалень:

а) ротор гіроскопа симетричний відносно його екваторіальної площи-ни. Ротор приводиться в обертання двома ідентичними, симетрично роз-ташованими асинхронними двигунами. Така конструкція дозволяє звести до мінімуму зміщення центру ваги електродвигуна при зміні температури;

б) при коливаннях температури навколишнього середовища від +50° С до -60 ° С, незважаючи на симетричну конструкцію гіродвигуна, можли-вий зсув його центру ваги відносно осі кожуха. Для зменшення небалансу застосовується вагова біметалічна термокомпенсація. До кожуха кріпиться біметалева пластина 13 з двома вантажами. При зміні температури пласти-на прогинається, змінюється відстань вантажів від осі обертання кожуха, що призведе до появи штучного небалансу. При температурному регулю-ванні приладу зміною відстані вантажів від центру пластини домагаються повного балансування гіровузла.

Крім того, прилад змонтовано у циліндричному кожусі, що виключає нестабільність «відходу» гіроскопа на різних румбах внаслідок впливу по-вітряних струменів, які виходять з вікон кожуха гіромотора.

На рис. 1.5 представлений розріз датчика ГПК-52. На рис. 1.6 представлена принципова електрична схема ГПК-52. Комплект ГПК-52 живиться змінним струмом 36 В, 400 Гц і постій-

ним струмом 28 В. Змінний струм подається: на два статора гіромотора М1, обмотки збудження і управління двигунів горизонтальної М4 і азиму-тальної М3 корекції і двигуна М5 відпрацювання шкали, на рідинний мая-тниковий перемикач М2. Крім того, цей струм подається на широтний П2, П3 і поправочний R2 потенціометри, на задатчик К2 розвороту шкали які розташовані в пульті управління ПУ, Постійний струм передається через перемикач К1 на потенціометричний датчик П1 курсу.

11

Рис. 1.5. Конструкція гіропівкомпаса ГПК-52: 1 – гіровузол; 2 – зовнішня рамка; 3 – шестерня; 4 – щітки потенціометра; 5 – піввісь; 6 – потенціометр; 7 – кришка корпусу; 8 – шкала; 9 – індекс; 10 – статор двигуна ази-мутальної компенсації; 11 – ротор; 12 − вузол щіток; 13 – колектор; 14 – статор дви-гуна горизонтальної корекції; 15 – ротор; 16 – гермо вводи; 17 – рідинний маятнико-вий перемикач; 18 – біметалічний термокомпенсатор; 19 –підшипник;

20 – точкові струмовідводи.

12

Двигун М4 горизонтальної корекції представляє собою двохфазний реверсивний електродвигун, що працює в загальмованому режимі. Управ-ляюча обмотка розщеплена на дві половини. Послідовно до кожної поло-вини керуючої обмотки включені резистори плечей рідинного маятниково-го перемикача М2 (РМП), в якому використовується одна пара контактів, розташованих паралельно до головної осі ротора.

Електричне приєднання половин обмоток двигуна виконано так, що стру-ми, що протікають по них, створюють взаємно протилежні моменти. При горизонтальному розташуванні осі ротора задіяна пара контактів переми-кача перекрита струмопровідною рідиною симетрично; опір плечей одна-ковий; моменти, створювані цими струмами, за величиною рівні, а по на-

Рис. 1.6. Схема електрична гіропівкомпаса ГПК-52

13

прямку протилежні; результуючий момент двигуна горизонтальної корек-ції дорівнює нулю.

При відхиленні осі ротора гіроскопа від горизонтального положення опори плечей перемикача РМП неоднакові; струми половин обмотки за ве-личиною різні; під дією результуючого моменту двигуна корекції вісь ро-тора буде здійснювати прецесію до горизонтального положення. Фаза В подається на керуючу обмотку двигуна корекції через контакти К3 вими-кача корекції ВК-53РБ. При розвороті літака контакти К3 розривають лан-цюг обмотки керування двигуна корекції. Це зроблено з метою усунення віражних похибок ГПК-52.

Двигун М3 азимутальної корекції, як і двигун горизонтальної корек-ції, теж являє собою асинхронний двофазний двигун, але з нерозщепленою керуючою обмоткою (УО). Напруга на керуючу обмотку знімається з мос-тової схеми, змонтованої в пульті управління (ПУ) (рис. 7) і складається з

Ручка поворотів дв

опорів R1, R2, П2 і П3.

ижків має нелінійну шкалу проградуйовану від 0 до 9

Рис. 1.7. Пульт керування

0 ° широти. На корпусі пульта управління є індекс «широта». За шка-лою та індексом відраховується встановлена широта. Градуювання шкали виконана таким чином, що напруга, що знімається з мосту на керуючу об-мотку корекційного двигуна, забезпечуючи необхідну синусоїдальну зале-жність корекційного моменту від широти. За допомогою потенціометра R2 вводиться додатковий електричний дебаланс мосту з метою компенсації

14

механічного дебаланса гіровузла щодо осі внутрішньої рамки, який може з'явитися в процесі експлуатація приладу.

Для розвороту шкали приладу і щіток потенціометричного датчика курс

сновні технічні характеристики ГПК-52

8В±10% ,

у застосований двигун М5 ДІД-О5 (рис.6). Один кінець керуючої об-мотки УО підключений до фази А, а другий, в залежності від положення контакту 19, до фаз Б або В. Підключення до тієї або іншої фази здійснює реверс двигуна. Контакт К2 повертається ручкою 1 задатчика курсу (рис. 8). Конденсатор С1 (мал. 6) створює необхідний фазовий зсув (90 °) між струмами основної та керуючої обмоток. Для забезпечення малої швидко-сті повороту шкали при невеликих поворотах ручки задатчика курсу в лан-цюг обмотки управління двигуна підключаються баластні резистори R3 і R5. При повороті ручки на кут більше 30 ° ці резистори закорочуються, що призводить до збільшення швидкості розвороту шкали.

ОЖивлення:

руга: постійна напзмінна напруга: частотою

236В±10%, 400Гц±2%;

Температурний діапазон роботи: С -50°С - +60°Швидкість «відходу», не більше: 1° за 30 хв.. Післявіражна похибка: не більше: не більше 0,5° Швидкість розвороту шкали: мінімальна максимальна

5-50 °/хв., 2≥180 °/хв.;

6 Час готовності приладу 0 хвне більше 2.;

Кінетичний момент гіромотора: 2,4 Нмс.

15

1.4 Опис лабораторної установки для перевірки ГПК-52

Лабораторна установка (рис. 1.8) складається з двох частин. Датчик гіропівкомпасу ГПК-52 5 і вимикач корекції ВК-53РБ 4 вста-

новлені на основі, яка обертається 3. На щиті 1 розташовується покажчик курсу 6 ПДК-49, пульт керування 2, з’єднувальна коробка, тумблери вклю-чення живлення і управління рухом основи, шнур для підключення вольт-метра 7.

5 7

4 8

3

9

2

1

6

Гіропівкомпас ГПК-48 8 встановлений на кронштейні 9, який дозво-ляє задавати необхідні кути крену і тангажа. Кронштейн змонтований на поворотному столі МПУ-1 10.

Рис. 1.8. Лабораторна установка: 1 – панель; 2 − пульт керування; 3 – основа; 4 – ви-микач корекції; 5 – датчик гіропівкомпасу; 6 - покажчик курсу; 7 – гіропівкомпас ГПК-48; 8 – кронштейн; 9 – поворотний стіл.

16

1.5. Порядок проведення роботи

1.5.1. Перевірка комплекту гіропівкомпаса ГПК-52 Порядок виконання перевірки. 1. Ознайомитися з лабораторною установкою. 2. Включити живлення 36 В 400 Гц 28 В постійного струму і змінну

напругу 220 В і дочекатися, коли шкала датчика займе стійке положення. Час розгону гідромотора рівняється (2,5 ÷ 3,5) хвилинам.

3. Підключити шнур до вольтметра змінної напруги. Повертаючи руч-ку установки широти від 0° до 90° (через 10°) зняти залежність напруги, що подається на азимутальний корекційний двигун, від широти.

4. Повертаючи ручку задатчика курсу і використовуючи секундомір, визначити максимальну і мінімальну швидкості розвороту шкали приладу (вліво і вправо).

5. Визначити час вимкнення горизонтальної корекції при обертанні основи в різні боки.

1.5.2 Дослідження віражних похибок ГПК-48 на обертовій основі 1. Встановити ГПК-48 в кронштейні установки МПУ-1 так, щоб вісь

зовнішньої рамки приладу була вертикальна. 2. Зааретирувати прилад і обертанням ручки аретира домогтися одна-

кових показань шкали приладу і лімба установки МПУ-1. 3. Включити живлення і після розгону гіромотора розаретирувати

прилад. 4. Включити на 3 хвилини поворотну установку з кутовою швидкістю

обертання 15°/с. Після зупинки МПУ-1 знайти різницю показань шкали приладу і лімба установки.

5. Визначити «відхід» ГПК-48 в умовах віражу об'єкта, для чого зада-вати обертання приладу з однаковою кутовою швидкістю (15°/с) і кутами крену 20° і 45°. Через 3 хв у кожному випадку привести ГПК-48 в горизон-тальне положення і зняти різницю показань приладу і установки.

1.5.3 Дослідження карданових похибок гіроскопа напрямку 1. Зааретирувати прилад і обертанням ручки аретира домогтися ну-

льового показання шкали приладу. Зафіксувати показання лімба установки МПУ-1.

17

2. Задати кут крену приладу (величина вказана в індивідуальному за-вданні) і розаретирувати прилад.

3. Повертаючи вручну платформу поворотної установки на фіксовані кути в межах одного обороту, зняти залежність показань приладу від кута повороту платформи.

4. Обчислити величину карданової похибки і побудувати графік цієї похибки. Порівняти отримані результати з розрахованою креновою помил-кою.

1.6. Зміст звіту

У звіті повинні бути представлені результати експериментального до-слідження гіропівкомпаса ГПК-48 у вигляді графіків і таблиць похибок, а також дані про швидкості відпрацювання шкали ГПК-52 і графік залежно-сті напруги, що подається на датчик моменту азимутальної корекції ГПК-52, від широти.

1.7. Контрольні питання

1. Чим відрізняється ГПК-52 від ГПК-48? 2. Чому ГПК-52 називають покажчиком ортодромії? Оцініть величину

методичної похибки вимірювання курсу при русі основи на схід з постій-ною швидкістю.

3. Перерахувати джерела інструментальних похибок у показаннях гіро-півкомпаса і спосіб компенсації температурної похибки, який застосовано в приладі ГПК-52.

4. Як зменшується вплив моментів тертя по осі внутрішньої рамки на погрішності ГПК-52.

5. Вказати способи азимутальної корекції гіропівкомпаса. 6. Чому дослідження віражних похибок у лабораторних умовах прово-

диться з використанням приладу ГПК-48. 7. Як впливають моменти тертя навколо вертикальної осі підвісу на по-

ведінку гіроскопів напрямку? 8. Як проводиться компенсація систематичної складової «відходу» гіро-

скопа ГПК-52.

18

9. Які типи струмовідводів використовуються на внутрішніх і зовнішніх осях підвісу?

10. Поясніть роботу механізму затримки прокручування зовнішнього ка-рданного кільця при складанні рамок.

11. Для чого і як проводиться зміна швидкості установки гіроскопічного курсу?

12. Використовуючи креслення датчика ГПК-52 (рис. 1.5) і макет прила-ду, пояснити конструкцію і принцип роботи одного з вузлів приладу (за вказівкою викладача).

1.8. Література

1. Одинцов А.А. Теория и расчет гироскопических приборов. – Киев.: Вища школа, 1985, 392 с.

2. Бондарь П.М. Конспект лекций по дисциплине «Измерительные преобразователи, приборы и системы».

3. Федоров В.Н. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу "Теория и расчет гироскопических приборов", раздел "При-боры курса". - К.: КПИ, 1986.-52с.

19

2. ГІРОМАГНІТНІ КОМПАСИ

2.1. Мета роботи Метою роботи є вивчення принципу дії гіромагнітних компасів, схеми

і конструкції катерного варіанту гіромагнітного компаса ДКГМК-3, а та-кож перевірка приладу ДКГМК-3.

2.2. Загальні відомості

2.2.1. Основні теоретичні відомості На малих морських кораблях і малих судах (катерах) магнітний ком-

пас використовується або у якості основного і єдиного покажчика курсу, або в якості резервного приладу курсу; якщо на катері є гіроскопічний компас. Прилади магнітного курсу (магнітні та індукційні компаси) з ру-хомою системою, що обертається навколо вертикальної осі і (або) орієнту-ється у площині горизонту, мають суттєві недоліки: показання їх нестійкі при наявності прискорень, качки і вібрацій об'єкта.

Умови роботи магнітного компаса на катерах досить несприятливі. З одного боку, великі спотворення магнітного поля Землі в місці установки компаса феромагнітними масами катера, тобто великі магнітні девіації внаслідок малого віддалення двигуна та інших вузлів конструкції зі стале-вими деталями. З іншого боку, катери більшою мірою, ніж великі судна, схильні до впливу хвиль. Внаслідок відносно малої маси катер при великій швидкості ходу піддається гальмуючій дії хвиль. Удари хвиль викликають різкі струси корпусу та зміну швидкості ходу, а також різкі кутові перемі-щення.

Під впливом динамічних перевантажень, викликаних змінними при-скореннями, картушка магнітного компаса здійснює коливальні рухи, що ускладнює відлік показань. Нахили картушки відносно площини горизонту викликають, крім того, зміну її положення рівноваги в азимуті внаслідок впливу вертикальної складової магнітного поля Землі. Тому коливання ка-ртушки відносно площини горизонту призводять до її "рискання" в азиму-ті, тобто до прямих погрішностей визначення курсу.

20

Зазначені труднощі використання магнітного компаса на малих судах істотно зменшується в разі застосування дистанційного гіромагнітного компаса (ДГМК). У такому приладі магнітний компас може бути розміще-ний у місці, де магнітні девіації мінімальні. А комплексування магнітного компаса з триступеневим гіроскопом дозволяє згладити показання магніт-ного компаса, тобто зменшити коливальну складову похибки.

Таким чином, в гіромагнітних компасах поєднуються позитивні влас-тивості магнітного компаса (наявність "направляючого моменту") і гіро-скопа напрямку (стійкість осі ротора при еволюціях і коливаннях основи).

ДГМК представляє собою гіроскоп напрямку (ГН) з замкнутою сис-темою азимутальної корекції, в якому поточне положення головної осі гі-роскопа порівнюється з направленням на магнітну північ.

На практиці використовують два види азимутальній корекції - момен-тну і кінематичну.

Система азимутальній моментної корекції приладу (рис. 2.1) побудо-вана на основі порівняння сигналів fK +М

прK

приладу магнітного курсу

(ПМК) і приладового значення курсу , що знімається з датчика кутів

ДУ1, встановленого на зовнішній осі ГН. Сигнал різниці показань через підсилювач подається на датчик моментів, встановлений на осі внутрі-шньої рамки ГН. Під дією корекційного моменту прецесійний рух ГН в азимуті буде проходити до тих пір, поки сигнали ПМК і ДУ1 не зрівняють-ся.

У системі азимутальної кінематичної корекції (рис. 2.2) сигнал різниці показань через підсилювач подається на двигун Дв, кінематично пов'яза-ний зі статором датчика кута за допомогою редуктора. Двигун розвертає статор датчика кута до тих пір, поки сигнали ПМК і ДУ1 не зрівняються. Таким чином, ГН залишається азимутально вільним: в узгоджене поло-женн

уті з урахуванням величини моменту азиму-тальної корекції має вигляд:

я розвертається тільки статор датчика ДУ1. Рівняння руху ГН в азим

1Пак MMHUH −+−=α ζ& (2.1)

21

Безпосередньо з рис. 1 визначимо величину мо:

менту азимутальної ко-рекції

( )α−+= fKkkkM Mдмаудуак , (2.2)

де – ка кутів ДУ1, підси-дмауду , , kkk відповідно коефіцієнти передачі датчи

лювача і датчика моментів системи азимутальній корекції.

З рівнянь (1) і (2) після перетворень отримаємо

А1П

M0

01П

A~)( ТA

~

HMfKf

НМU −++++ζ , (2.3)

де -

TT −=α+α&

ε==

1

дмудуA kkk

HT - постійна часу системи азим ль ко кції ве-

личина, обернена до питомої швидкості корекції

ута ної ре (

ε); 01ПМ , 1П

~М , 0f і f~ -

постійна і змінна складові моменту , який діє -

рішньої рамки ГН, і похибки ПМК відповідно.

бити такі висновки: ,

1ПМ навколо осі підвісу внут

З аналізу отриманого виразу можна зро

Рис. 2.1. Гіромагнітний компас з моментною азимутальною коре-

− статична похибка ПМК 0f , наприклад магнітна девіація ΔМ відтво-

рюється в вихідному сигналі без змін;

кцією

Рис. 2.2. Гіромкінематично

агнітний компас з ю азимутальною

корекцією

22

− коливальна складова похибки ПМК f~ на виході згладжується По

відношенню до цієї завади прилад являє собою інерційну ланку. При гар-

монійному законі зміни f~ здорів

амплітудою fm и ча

складової похибки буде нювати

стотою ωf амплітуда цієї

mf fK 1=Δ .

fA

Для її зменшення необхідно збільшувати постійну часу ТА.

Вплив моментів-завад 01ПМ , і обертання ос

TM 122 +ω (2.4)

Uζ., дить

нови з кутовою швидкістю

викликають азимутальний дрейф гіроскопа напрямку, в ГМК призво до появи усталеної (швидкісної) похибки

-

)(0

1ПAШВ H

MUTK +−=Δ ζ , (2.5)

вели Т .

мінімальною.

показано характер зміни постійної і коливальної складо-вих похибок ГМК, залежно від величини постійної часу системи азимута-льної корекції.

чина якої прямо пропорційна постійної часу ТА. Зменшення цієї скла-дової похибки можливо за рахунок зменшення постійної часу А

Очевидно, що існує оптимальне значення постійної часу ТА, при яко-му сумарна похибка вимірювання курсу буде

Це значення визначають за допомогою аналізу характеру руху основи, на якій встановлений вимірювач курсу.

На рис. 2.3.

Рис. 2.3. Графіки похибок гіромагнітного компаса

23

А алізувавши поведінку ГМК

КГМК-3, як і його прототип - авіаційний прилад

хищає їх від інтенсивних ударів і віб-рацій

мотку двофазного ін-

налогічні висновки можна зробити, проанз кінематичною азимутальною корекцією.

2.2.2 Гіромагнітний компас ДКГМК-3

2.2.2.1. Функціональна схема гіромагнітного компаса

Дистанційний катерний гіромагнітний компас ДКГМК-3 є модифіка-цією авіаційного гіромагнітного компасу ДГМК-3, пристосованого для ви-користання в умовах малотоннажного плавучого засобу.

Катерний прилад ДДГМК-3 - містить наступні основні вузли: дистанційний магнітний компас ПДК-3, гіроскопічний агрегат, підсилювач, покажчики курсу (репітери), з’єднувальну коробку.

Головна відмінність конструкції катерного приладу від його авіацій-ного прототипу полягає в тому, що основні вузли поміщені в додаткові ко-рпуси і забезпечені посиленою амортизацією кріплення. Додаткові корпу-си блоків забезпечують волого захищеність, досить велику жорсткість конструкції і міцність кріплення, необхідну для корабельних умов. Додат-кова амортизація основних блоків за

, характерних для високошвидкісних катерів (наприклад, торпедних) при русі по збуреній водній поверхні. Електричний зв'язок і взаємодія між цими вузлами показано на рис. 2.4.

У магнітному датчику ПДК-3 з картушкою 10, яка зорієнтована по ма-гнітному меридіану за допомогою магнітів 11, зв'язані дві щітки 12. Поте-нціометр 9 жорстко зв'язаний з корпусом датчика ПДК-3. У гіроагрегаті потенціометр 2 зв'язаний з віссю зовнішньої рамки гіропівкомпаса 1. Три щітки 3 через редуктор 5 і двигун 6 зв'язані з корпусом гіроагрегата. Три щітки 3 потенціометра 2 електрично з'єднані з трьома точками відпайки потенціометра 9 і статорною обмоткою логометра 8. До двох діаметраль-но-протилежних точок потенціометра 2 подається постійна напруга U0. Напруга з двох щіток 12 магнітного датчика подається на вхід підсилювача 7. Підсилювач перетворює постійний струм в змінний частотою 400 Гц і підсилює його. Фаза вихідної напруги залежить від полярності вхідної на-пруги. Напруга з виходу підсилювача подається на об

24

дукційного двигуна 5. Двигун через редуктор 6 зв'язаний із щітками 3 по-тенціометра 2. Система: "ПДК-3 - підсилювач 7 - двигун 5" служить для компенсації азимутального «дрейфу» осі ротора ГН.

а напруга подається на обмотку двиг

и такій шви-дкос -

-нями рухомої частини ПДК-3.

При «дрейфі» гіроскопа разом з ним рухається і потенціометр 2, у ре-зультаті чого щітки потенціометрів 2 і 9 займають різне положення віднос-но середніх точок обмоток,отже на підсилювач буде подаватися напруга неузгодженості. Перетворена і посилен

Рис. 2.4. Принципова схема гіромагнітного компаса: 1 – зовнішня рамка гіроскопа напрямку; 2 – потенціометр гіроагрегата; 3 – щітки; 4 – електромагніт; 5 – двигун системи корекції; 6 – редуктор; 7 – підсилювач; 8 – репітер ПДК-3; 9 – потенціо-метр магнітного компаса; 10 – картушка; 11 – магніти; 12 – щітки потенціометра.

уна 5. Щітки 3 будуть відпрацьовуватися в бік азимутального «відхо-ду» гіроскопа (потенціометра 2). Таким чином, в ДГМК-3 реалізована схе-ма азимутальної кінематичної корекції.

Швидкість відпрацювання щіток не повинна бути меншою, ніж швид-кість «відходу» гіроскопа, і вибирається рівною (2 ÷ 4)°/хв. Пр

ті відбувається осереднення, згладжування коливань вихідного сигналу магнітного датчика, так як щітки потенціометра 2 не встигають відпрацьовуватися слідом за коливан

25

Таким чином, при азимутальному «відході» гіроскопа положення щі-ток 3 щодо точок струмопідводу потенціометра 2 залишається незміннимпри постійному курсі літака.

Це положення відповідає взаємно узгодженим

розташуванням точок відп

ду. При натисканні кноп- електромагніт 5 і шляхом перестано-число редуктора 6; кутова швидкість

відп

адається з наступних осно-вних

тора і на його торцевій поверхні розташовані лопаті турбіни. При вертикальному положенні осі зовнішньої рамки 3 вісь обертання кожуха гіродвигуна, тоб-то вісь внутрішньої рамки гіроскопа, розташована горизонтально.

айки потенціометра 9 і щіток 12 магнітного датчика. Тому, хоча на-пруга на логометрі знімається з потенціометра гіропівкомпаса: схема зага-лом буде визначати магнітний (компасний) курс.

При еволюціях літака картушка разом із щітками 12 може відхилитися від магнітного меридіану на значний кут. Щітки потенціометрів 2, 9 зай-муть неузгоджене положення. Двигун 5 буде розвертати щітки 3, прагнучи відвести їх у бік відходу картушки При цьому буде накопичуватися похиб-ка зі швидкістю (3 ÷ 4)°/хв. Якщо тривалість еволюції дорівнює 1 хв,. то до її кінця помилка схеми не перевершить (3 ÷ 4)°, хоча картушка магнітного датчика в цей час може бути відхилена на будь-який кут.Через деякий час після еволюції літака помилку яка накопичилась, завдяки відпрацюванню щіток буде знову ліквідовано. Електромагніт 4 служить для швидкого уз-годження потенціометрів 2 і 9 при запуску прилаки швидкого узгодження спрацьовуєвки шестерні зменшує передавальне

рацювання щіток 3 стає рівною (15 ÷ 20)°/с.

2.2.2.2. Гіроагрегат компаса ДГМК-3

Гіроагрегат (рис. 2.5) компаса ДГМК-3 скл частин: корпусу, гіроскопічного вузла, кільцевого потенціометра, щі-

ток з редуктором, електродвигуна ДІД-05 відпрацювання щіток і електро-магніту перемикання швидкостей узгодження.

Гіроскопічний вузол являє собою гіроскоп з трьома ступенями свобо-ди і складається з гіродвигуна з кожухом і зовнішньої рамки. Гіродвигун 1 являє собою трифазний асинхронний двигун, що живиться змінним стру-мом напругою З6в, частотою 400 Гц. Ротор обертається зовні ста

26

5 6 4

3 7

2

8 1

11

10 6

9

Рис. 2.5. Конструкція гіроагрегата: 1 – ротор; 2- сопла турбіни; 3 – зовнішня ра-мка; 4 – щітки потенціометра; 5 – потенціометр; 6 – редуктор; 7 – двигун; 8 – механізм гальмування; 9 – важіль; 10 – якір; 11 – електромагніт.

27

Для запобігання суміщенню осі ротора з віссю зовнішньої рамки гіро-скопа гіроагрегат має міжрамочну горизонтальну корекцію, за допомогою якої вісь обертання ротора утримується в положенні, яке перпендикулярне площині зовнішньої рамки. Для цього на кришці кожуха є отвори, через які азот, що заповнює кожух гіроагрегата, надходить в гіродвигун і, при обер-танні ротора, під дією відцентрових сил викидається двома струмками з сопел 2 кожуха в протилежні сторони.

При відхиленні осі ротора від положення, перпендикулярного площи-ні зовнішньої рамки, ці два струмені азоту створюють момент навколо осі зовнішньої рамки гіроскопа. В результаті дії моменту виникає прецесія го-ловної осі гіроскопа відносно осі внутрішньої рамки, яка повертає головну вісь до положення, перпендикулярно осі зовнішньої рамки.

На зовнішній рамці закріплений кільцевий потенціометр 5, до двох ді-аметрально протилежних точок якого підведена постійна напруга бортової мережі 28В. По кільцевому потенціометру можуть ковзати три щітки 4, зв'язані з корпусом гіроагрегата через редуктор 6 і двигун 7.

Редуктор 6 представляє собою набір шестерень і передає обертання ротора двигуна відпрацювання на щітки гіроагрегата. При звичайній шви-дкості узгодження передавальне число від двигуна до щіток дорівнює 1:780000, що забезпечує обертання щіток зі швидкістю (3÷4)° за хвилину.

Електромагніт 11 перемикання швидкості узгодження при натисканні на кнопку узгодження підключається на постійну напругу бортової мережі літака 28В. При цьому притягується Г-образний якір електромагніту 10 і за допомогою важеля 9 переставляє шестерні в редукторі, зменшуючи його передавальне число, відповідне кутовій швидкості відпрацювання щіток - (17 ÷ 20°/с. На зовнішній рамці гіроскопа встановлено спеціальний гальмо-вий пристрій, який перешкоджає швидкому обертанню зовнішньої рамки в тих випадках, коли осі ротора і зовнішньої рамки складаються.

Корпус гіроагрегата герметичний і заповнюється через спеціальний вивід азотом, що запобігає корозії деталей гіроагрегата і забезпечує норма-льну роботу системи горизонтальної корекції на будь-якій висоті польоту.

28

2.2.2.3. Датчик магнітного курсу ПДК-3

Магнітна система датчика представляє собою два магніти 6, укріпле-них на плоскій картушці, що складається з шкали 5 і підшкальника 4 (рис. 2.6).

Картушка за допомогою кулькового підшипника 10 вільно обертаєть-ся на осі 11, жорстко укріпленої на нижній частині підвіски 3. На обоймі 19 підшипника, жорстко зв'язаної з картушкою, укріплені дві ізоляційні втул-ки з щітками 20, ковзаючими по потенціометру 7. Потенціометр 7 укріпле-ний на нижній частині підвіски 3. Щітки 20 електрично зв'язані з двома кі-льцями 8 і 9, посадженими на вісь картушки. У кришці корпусу 1 є оглядо-ве вікно 24 для спостереження за шкалою 5.

Рис. 2.6. Магнітний компас ПДК-3: 1 – кришка корпусу; 2- кільце; 3 – підвіска; 4 – підшкальник; 5 – шкала; 6 – магніти; 7 – потенціометр; 8, 9 – кільця; 10 – підшипник; 11 – вісь; 13,14 – пружини; 15 – корпус; 16 – девіаційний при-лад; 17 – кронштейн; 19 – підшипник; 20 – щітки; 21 – струмовідводи; 22 – амортизатор; 23 – штуцер; 24 – вікно оглядове.

Підвіска 3 за допомогою з'єднання 21 зв'язана з кільцем 2. Останнє за допомогою пружини 14 закріплено в корпусі. Крім пружини 14, для пом'я-кшення злітно-посадкових ударів встановлені плоскі фасонні бронзові пружини 13 з гумовими пластинками у верхній частині. Обмежувачем на-хилу картушки служить амортизація у вигляді пластин 22.

29

Датчик заповнений азотом. На кришці корпусу розміщений девіацій-ний прилад. Датчик має трьохштирковий і двоштирковий штепсельні ро-з'єми для з'єднання відповідно з гіроагрегатом і через сполучну коробку з підсилювачем.

2.2.2.4. Підсилювач компаса ДГМК-3

Підсилювач компаса ДГМК-3 служить для перетворення постійної напруги, що знімається з щіток магнітного датчика, в змінну, частотою 400 Гц.

2.3. Опис експериментальної установки При виконанні роботи використовуються діючий прилад ДКГМК-3,

лабораторна установка для перевірки ДКГМК-3, гіроагрегат приладу який

3

2

4

1

Рис. 2.7. Лабораторна установка: 1 – гіроагрегат з блоком живлення; 2- репітер; 3 – датчик магнітного курсу; 4 – вимикач.

30

досліджується, зі знятими кожухами, розріз магнітного датчика ПДК-45, секундомір і постійний магніт.

Комплект змонтований на трьох полицях стійки етажеркового типу (рис. 2.7). На верхній полиці встановлений датчик магнітного курсу 3 (блок 1), на середній покажчик 2 (блок 3) і вимикач 4 (блок 4), на нижній - блок 2 (гіроагрегат і перетворювач).

2.4. Програма і методика виконання лабораторної роботи Робота полягає у вивченні особливостей конструкції катерного гіро-

магнітного компаса, в ознайомленні з роботою приладу та оцінці впливу сил сухого тертя в підвісі чутливого елемента датчика магнітного курсу.

2.4.1. Вивчення особливостей конструкції блоків приладу 2.4.1.1. Ознайомитися з лабораторною установкою і макетами прила-

дів.

2.4.1.2. Вивчити особливості конструкції катерного варіанти дистан-ційного гіромагнітного компаса. Особливу увагу приділити конструкції амортизаторів і засобів забезпечення вологозахищеності приладу.

2.4.2. Ознайомлення з роботою приладу 2.4.2.1. Переконатися в підключенні кабелю живлення приладу до ла-

бораторного щитка, включити живлення 27 В постійного струму.

2.4.2.2. Включити вимикач 3 приладу. Про роботу приладу буде свід-чити шум перетворювача і гіроскопа, який розганяється.

2.4.2.3. Зняти верхній кожух блоку 1 і забезпечити доступ до датчика магнітного курсу.

2.4.2.4. Перевірити роботу системи швидкого узгодження гіроскопа з датчиком магнітного курсу. Для цього, утримуючи кнопку «швидке узго-дження» на репітері 2 піднести кінець стрижневого постійного магніту до циліндричної частини корпусу датчика магнітного курсу. Підносити магніт слід до східної чи західної частини корпусу (вікна лабораторії звернені приблизно на південь). За шкалою репітера спостерігати відхилення кар-тушка датчика магнітного курсу під впливом спотворення магнітного поля

31

Землі, створюваного магнітом. Після повороту шкали репітера на (20 ÷ 30)° відпустити кнопку швидкого узгодження і прибрати магніт.

2.4.2.5. Визначити швидкість корекції показань гіроскопа, спостеріга-ючи зміну показань за шкалою репітера.

2.4.2.6. Визначити орієнтовні значення швидкості швидкого узго-дження.

2.4.3. Визначення зони застою датчика магнітного курсу 2.4.3.1. Відхилити за допомогою магніту картушку датчика магнітного

курсу від положення рівноваги на кут (10 ÷ 15) ° і прибрати магніт. Виче-кати час, необхідний для повернення картушки в положення рівноваги. За-писати відлік за шкалою картушки, яку видно у вікні датчика магнітного курсу.

Відхилити , за допомогою магніту картушку на кут (10 ÷ 15)° в про-тилежну сторону, прибрати магніт і визначити стале положення картушки. Повторити операції з відхиленням картушки в обидві сторони (3 – 4) рази і визначити зону застою (найбільшу різницю показань після відхилень кар-тушки в протилежні сторони).

2.4.3.2. Визначити зону застою картушки за методикою, викладеною в п. 4.3.1., При вібраціях, створюваних легким частим постукуванням гумо-вим молоточком по корпусу датчика магнітного курсу.

2.5 Зміст звіту. У звіті навести такі дані: − функціональну схему приладу; − значення швидкостей азимутальній корекції і швидкого узгодження; − значення зони застою при відсутності та наявності вібрацій.

2.6 Контрольні питання 1. У чому полягають основні переваги комплексованої системи курсо-

визначення в порівнянні з ПМК і ГН? 2. З яких міркувань вибирається значення швидкості азимутальної ко-

рекції ГН? 3. Для чого і коли використовується режим швидкого узгодження?

32

4. Які види азимутальної корекції використовуються в гіромагнітних компасах?

5. Чому в сучасних курсових системах використовують індукційні датчики магнітного курсу, а не магнітні компаси? 6. Чому помилка від застою магнітного датчика зменшується при віб-

раціях основи? 7. Як забезпечується режим швидкого узгодження в системах з азиму-

тальною моментною корекцією? 8. Пояснити принцип роботи міжрамкової горизонтальної корекції ГН

системи ДГМК-3.

2.7. Література

1. Теория и расчет гироскопических приборов / Одинцов А.А. - Киев: Вища школа, головное издательство, 1986. - 382 с.

2. Бондар П.М. Степанковський Ю.В. Фізичні основи орієнтації і навігації. Навч. посібник. Ч.II, III. – Кіровоград: ПОЛІМЕД-Сервіс, 2009, 204 с.

33

3. ГІРОКОМПАСИ «КУРС» 3.1. Мета роботи Вивчити конструкцію й схему основного приладу й периферійної апа-

ратури; ознайомитися з особливостями пуску, експлуатації й зупинки при-ладу; по експериментально знятій кривій загасаючих коливань навчитися визначати динамічні параметри приладу.

3.2. Загальні відомості Гірокомпас типу "Курс" - перший із двохроторних гірокомпасів з рі-

динним підвісом чутливого елемента, освоєних промисловістю СРСР в се-редині 30-х років. На базі цього гірокомпаса були розроблені й використо-вуються інші двохроторні гірокомпаси: "Курс-3", "Курс-4", "Курс-5"."Гиря", "Маяк", "Амур".

Гірокомпас "Курс-3" складається з основного приладу й так званих периферійних приладів. Гірокомпас "Курс-3" - двохгіроскопний з рідин-ним підвісом чутливого елемента. Точність показань гірокомпаса на по-стійному курсі при постійній швидкості не нижче ±1°. Гірокомпас не апе-ріодичний. Розрахункова широта ϕ= 60°. Гарантована тривалість роботи чутливого елемента - біля року безперервної роботи.

Щоб зменшити інтеркардинальну девіацию гірокомпаса на хитавиці, необхідно збільшити період коливань чутливого елемента навколо осі NS. Тоді відхилення центра ваги чутливого елемента на схід чи захід будуть на хитавиці малі. Зовнішній момент, що викликає прецесію чутливого елеме-нта, стане також малим і девіація зменшиться. Збільшення періоду коли-вань чутливого елемента навколо осі NS досягається застосуванням двох гіроскопів (рис. 1). Сили інерції, що виникають на хитавиці, прагнучи по-вернути гіросферу навколо осі NS, зустрічають опір гіроскопів, пропор-ційний сумі складових моментів уздовж осі ОW. Момент сили інерції згід-но з правилом прецесії викликає не повороти гіросфери щодо осі NS, а не-великі прецесійні рухи гіроскопів навколо вертикальних осей. Гіроскопи на хитавиці то сходяться, то розходяться, що обумовлюється зміною на-прямку сил інерції при розгойдуванні судна.

34

Гіроскопи в гіросфери з’єднані так, що кути їх повороту завжди рівні. Тому напрямок сумарного кінетичного моменту відносно гіросфери при

Величина періоду коливань гірос

поворотах гіроскопів не змінюється.

(NS) при

головні при

слід-кую

що с

Рис. 3.1. Розміщення гіроскопів в двохроторному чутливому елементі

фери навколо осі північ-південь

3.2.1. Гірокомпас «Курс-3» У с-3" можна виділити наступні л

овний прилад (прилад 1М); (прилади 7 і 8);

я з додатковоїч

хитавиці залежить від сили натягу пружин, що зв'язують гіроскопи з корпусом гіросфери. У гірокомпасі «Курс» підібрані такі пружини, при яких цей період дорівнює 10 ... 15 хв. Тому на хитавиці (період 6 ... 15 с) центр ваги чутливого елемента майже не зміщується в площині OW, чим і досягається значне зменшення інтеркардинальної девіації.

комплекті гірокомпаса "Куради: 1) осн2) підсилювач слідкуючої системи3) трансляційний прилад (прилад 9), що складаєтьсої системи і потужного сельсина-датчика для передачі показань кур-

су на розгалужену мережу приймаючих сельсинів, розміщених у репітерах; 4) сигнальні прилади (прилади 10 і 14). Прилад 10 має синю лампу Л1, игналізує про справну роботу генератора трифазного струму 120У,

35

330 Гц, і ревун, що подає сигнал про відхилення температури підтримую-чої рідини в основному компасі. Прилад 14 має синю лампу Л2, включену паралельно лампі Л1 приладу 10, і червону сигнальну лампу Л2, включену паралельно ревуну;

5) помпа охолодження (прилад 12M), що створює циркуляцію прісної води

ад 18). Служить для перетворення судн

й для запису на паперовій стріч

, призначений для дистанційної устано-вки

лад 22).

3.2.1.1. 1М)

розміщені в його корпусі (нак-тоузі

й елемент - гіросфера 13, слідк

дкісну по-гріш

р з підтримуючою рідиною закривається кришкою 10,

в системі охолодження. Остання служить для підтримки нормального теплового режиму гіросфери й підтримуючої рідини в основному приладі;

6) вимикач загасання (прилад 17); 7) агрегат живлення АМГ-4 (прилового постійного струму 220 або 110V в стабілізовані напруги (-220 V

постійного струму; 105 V, 50 Гц; 120 V, 330Гц); 8) репітери - дистанційні курсопокажчики; 9) курсограф (прилад 23), використовуваниці рухів чутливого елемента; 10) пост-коректор (прилад 29)коректора, призначеного для уведення виправлення на швидкісну по-

грішність гірокомпаса; 11) пеленгатор (при

Основний прилад (прилад

Всі деталі основного приладу (рис. 3.2) ) 1, що закривається знімною кришкою 7.

В основному приладі розміщені: чутливиуюча сфера I5, які занурені в резервуар 14 з підтримуючою рідиною.

Резервуар за допомогою пружин, що грають роль амортизаторів, підвіше-ний до внутрішнього кільця карданового підвісу 11. У середній частині на-ктоуза є вікно зі склом, через яке можна спостерігати за положенням гіро-сфери 13 по шкалі, нанесеній на ній. Унизу резервуара укріплений балан-сувальний вантаж 16. Резервуар завдяки вантажу й внутрішньому кардано-ву підвісу втримується приблизно у вертикальному положенні.

За допомогою коректора 8 уводиться виправлення на швиність приладу. Зверху резервуа

36

що о

два отвори, що закриваються гвинтовими пробками 4.

дночасно служить площадкою (столом) для розміщення на ній корек-тора 8. За допомогою коректора 8 уводиться виправлення на швидкісну погрішність приладу.

Для заливання підтримуючої рідини в кришці резервуара передбачено

Рис. 3.2. Конструкція основного приладу гірокомпасу типу «Курс»: 1 – нактоуз; 2 – змійовик охолодження; 3 – пружина; 4 – гвинтова пробка; 5 – підшипник; 6 – маховичок; 7 – кришка; 8 – коректор; 9 –колектор; 10 – стіл; 11 – внутрішнє кільце карданового підвісу; 12 – пояс; 13 – гіросфера; 14 – резервуар; 15 – слідкуюча сфера; 16 – важіль; 17 – трубка.

37

У середній частині резервуара зовні його встановлений пояс 12 з об-мотками електромагнітного пристрою для прискореного приведення гіро-компаса в меридіан.

Стіл служить також опорою для підвісу сфери, що стежить, на якій за-кріплений колектор 9 зі струмоведучими кільцями.

Для ручної установки даних, що вводяться в коректор, є маховичок 6. Номограма, розташована на коректорі, використовується для визначення настановного розподілу останнього.

3.2.1.2. Чутливий елемент (гіросфера)

Гіросфера (рис. 3.3) складається із двох латунних півсфер. Зовнішня поверхня гіросфери для ізоляції покрита ебонітом. Усередині гіросфери (рис. 3.2) у кронштейні встановлені два гіроскопи, розташованих під кутом 90° друг до друга. Ротори 8 гіроскопів є роторами трифазних асинхронних електродвигунів.

Рис. 3.3. Розріз гіросфери: 1 – мастило; 2 – нижня півсфера; 3 – вимикач згасання; 4 – верхня півсфера; 5 – шарнірне з’єднання; 6 – струмопровідна букса; 7, 12 – сполучені посудини; 8центрувальна котушка

– ротор; 9 – підшипник; 10 – статорна обмотка; 11 – ; 13 – гніт.

38

Вісь ротора обертається в шарикопідшипниках 9. Статорні обмотки 10 гіромоторів живляться трифазним струмом 120 В, 330 Гц. Частота обер-танн

ися на деякий кут навколо вертикаль-

I, що по ґнотах 13 надходить до осей ротора. Електричне живлення до гіромоторів (рис. 3.4) подається від трьох

основних графіто-ебонітових еле-ктродів гіросфери: верхньої поля-

шапки 2 (I фаза), нижньої по-лярної шапки 7 (II фаза) і еквато-ріального пояса (III фаза), що складається із електрично з'єдна-

широкого півпоясу I і чоти-рьох вузьких смуг 8.

У верхній частині кронштей- укріплений масляний заспоко-

ювач (рис. 3.4) у вигляді кільцевої ринви з переборками, які утворять

сполучені посудини I і 3. У посудинах є 70 г вазелінового ма-

, що може перетікати з посу-дини в посудину по нижній трубці

рис. 3.4). Верхня трубка 2 при-значена для переміщення повітря в посудинах. Нижня трубка 4 - для пере-тікан

я роторів - близько 19800 обертів за хвилину. Гіромотори встановлені в спеціальному кронштейні, що кріпиться до

нижньої півсфери, і можуть повертатних осей.

Завдяки шарнірному з'єднанню 5, що називають спарником, гіромо-тори можуть повертатися тільки в протилежні сторони на рівні кути. При цьому напрямок вектора сумарного кінетичного моменту залишається не-змінним (рис. 3.1).

Для змащення підшипників 9 гіромотора в нижню частину гіросфери заливається масло

Рис. 3.4. Схема електрична гіросфери: 1 – широкий пів пояс; 2 – верхня поляр-на шапка; 3 – статорні обмотки; 4 – слідкуючі графітні електроди; 5 – електрод; 6 – обмотка; 7 – нижня поляр-на шапка; 8 – вузькі смуги.

рної

них

на

дві

сла

4 (

ня масла проходить через камеру 5 реле вимикача загасання гіроком-паса рис. 3.5).

39

При проходженні струму через обмотку 6 (рис. 3.6) реле його якір притя

II роду, обумовлену впливом на масло заспокоювача сил інерції

(III

Для нормальної роботи чутливого елемендцентрований в слідкуючій сфері, тобто го елемента і слідкуючої сфери збігалисясфери чутливому елементі встановлена к

індукує в ньому вихрові струми.

гається до сердечника 5, і трубка I перекривається клапаном 4. Реле включається при маневрі судна для того, щоб виключити балістичну по-грішність

при маневруванні корабля. Обмотка 6 одним кінцем

приєднана до корпуса гіросфери фаза), а іншим - до іншого

цюг іде до

и

електрода 5 (див. рис. 3.6), від якого електричний ланвимикача загасання 3.

Маса чутливого елемента і щільність підтримуючої рідини розраховані так, що при робочій, температурі чутливий елемент має негативну плавучість (пр -близно 30 ... 40 г при t = 40 ° C) і прагне опуститися на дно слід-куючої сфери.

Рис. 3.5. Схема рідинного заспокоюва-ча: 1, 3 – сполучені посудини; 2 – верх-ня трубка; 4 – нижня трубка; 5 – камера реле.

та необхідно, щоб він був ві-щоб геометричні центри чутливо-. Для цього у нижній частині гіро-отушка "електромагнітного дуття" 11, що підключена між полярними шапками гіросфери (між I і II фа-зами). При проходженні змінного струму через котушку навколо неї створюється змінне магнітне поле, яке пронизує алюмінієвий каркас нижньої чаші слідкуючої сфери та

Рис. 3.6. Схема вимикача згасання: нижня трубка; 2 – якір; 3 – камера ре-

ле; 4 – клапан; 5 – осердя; 6 – обмотка. 1 – Поле вихрових струмів взає-

модіє з магнітним полем котушки

40

і створює відштовхуючі сили, які протидіють зсуву гіросфери. Сили від-штовхування, спрямовані до центру чутливого елемента, можна розкласти

кі центрують чутливий елемна горизонтальні і вертикальні складові, я ент відповідно в горизонтальній і вертикальній плольна складова сили відштовхування прибл

масі

зі змроюються

муюгірощодкаєтстансили

прирідини від 38 до 42 ° СУ верхній і нижн -дучі букси 6 (див. рис. 3.2) з ніпелем, че -росфера заповнюється воднем. До букс 6 ть-ся провідники, по яких струм від полярн -лів гіросфери.

В екваторіальній частині гіросфери є два торцеві графітові слідкуючі електр -ка системи, що стежить. По екваторі гір шкала з розподі-лами від 0 до 360°.

Основні параметри гіросфери і її еле

щинах (рис. 3.7). Вертика-изно дорівнює 30 ... 40 г, тобто гіросфери в рідині. Сили відштовхування зростають еншенням відстані між гіросфе- і слідкуючою сферою і зменшу-

зі з

с я -

а ня стає рівною

ї

більшенням відстані. При зміні температури підтри-чої рідини, а отже, і її щільності фера змінює своє положенно слідкуючої сфери, тобто опусься або піднімається до такого у, коли вертикальна складов відштовхуванРис.3.7. Принцип дії котушки елект-

ром зміненій масі гіросфери в рідині. Ко-тушка електромагнітного дуття за-безпечує центрування по висоті чут-ливого елемента з точністю ± 2 мм

зміні температури підтримуючоій частинах гіросфери є струмоверез який викачується повітря й гі усередині гіросфери припаююих шапок іде до електричних вуз

(зовні) на кінцях широкого пояса I оди 4, які включені в ланцюг містосфери нанесена

агнітного дуття: Рп - підтримуюча сила; Ро - відштовхуюча сила; Рц - центруюча сила; А - слідкуюча сфера; В - гіросфера; С - екваторіальна пло-щина гіросфери; D - котушка електро-магнітного дуття

ментів: Кінетичний момент чутливого елемента Н= 15,5 Н⋅м⋅с; зовнішній діа-

41

метр гіросфери 252 мм; маса гіросфери 8,7 кг; зниження центра ваги щодогеометричного центра 7,8 мм; вага гіросфери в підтримуючій рідині Р = 4грамів при t = 40°С; маса гіроскопів 2,3 кг; фактор загасання для широти ϕ = 60° - 2,5...6,0.

ий состав: дистильована

0

Підтримуюча рідина має наступн вода = 13 л; гліцерин =2,5 л; формалін 40 % - 0,1 л; бдини при t = 20°С ~1,04 г/см3.

3.2.1.3. Слідкуюча сфера

Слідкуюча сфера - частина слідкуюспостереження в азимуті за гіросферопідведення до нього електроживлення

нітом

8, що складається із шести кілець - струмознімачів. Усер верхні кінці яких приєд-нані

ура реактивна-22 г; щільність рі-

чої системи. Вона служить для ю, для підвісу чутливого елемента й .

Слідкуюча сфера складається із двох з'єднаних один з одним алюмінієвих півсфер (чаш) I (рис. 3.8), покритих зовні й зсередини для ізоляції ебонітом. Півсфери з'єднуються екваторіальним пас-ком, що складається з латунних кі-лець 3. Між кільцями розташова-ний покров розпірок (колодок) 2.3 трьох з них вмонтовані електроди. Між розпірками розміщені стекла для спостереження за гіросферою.

Стрижні 8, зовні покриті ебо-

, служать для підтримки слід-куючої сфери. Верхні кінці стриж-нів кріпляться до ебонітового кіль-ця 5 тримача 7, на якому закріпле-

ний також колектор

Рис. 3.8. Слідкуюча сфера: 1 – півсфера; 2 5

– розпірка; 3 – кільце; 4 – стрижень; – кільце тримача; 6 – підшипник;

7 –тримач; 8 – колектор; 9 – поводок.

едині тримача 7 проходять сім провідників, за допомогою контактних гвинтів до струмознімачів, а нижні − до

стрижнів 4, з'єднаних у свою чергу з наступними електродами слідкуючої сфери (рис. 3.8): 1 і 4 – слідкуючими електродами (у розпірках); 3 − верх-

42

ньою полярною шапкою (I фаза, через корпус верхньої півсфери); 5 − ниж-ньою полярною шапкою (II фаза, через корпус нижньої півсфери); 2 − ек-

див. рис.3.5, поз.5) − електродом лан-цюга

сфери через підтримуючу струмопро-

сфери між розпірками вставлено сім

шарикопідшипники. Опорою для слідкуючої сфери служить стіл (кришка резе

3.2.1.4. Слідкуюча система

Слідкуюча система призначена длкуючої сфери і гіросфери, підведення е р нрез підтримуючу рідину. Крім того, вогірокомпаса на периферійні курсопокажма складається зі слідкуючої сфери, п

підсгунамото

теми побог

івалелек

між

ваторіальними кільцями III фаза); 6 (

уючої гіросфери.

слідкуючоїс

вимикача загасання (у розпірці). Електроди слідкуючої сфери завжди знаходяться проти відповідних електродів гіросфери. Електроживлення пі-дводиться від електродів слідквідну рідину до електродів

В екваторіальній частинітекол, які призначені для спостереження за положенням гіросфери. Слідкуюча сфера може повертатися навколо вертикальної осі. Для цієї

мети на тримач 7 встановлюються дварвуара).

я безперервного узгодження слід-лект оживлен я до гіромоторів че-на дозволяє передавати показання чики − репітери. Слідкуюча систе-отенціометричної мостової сфери, илювача, слідкуючого електродви-, синхронної передачі на азимут-р, що здійснює зворотний зв'язок. Електрична схема слідкуючої сис-

удована на принципі електри-о містка й зображена у вигляді ек-ентної схеми (рис. 3.9), де R1 і R2 – тричні опори підтримуючої рідини

слідкуючими електродами, CE1 , CE2 і електродами гіросфери гE1 , гE2 , а

RL і RL, - електричні опори секцій пер-винної обмотки диференціального тра-нсформатора ДТ. Якщо опори R1 і R2 рі-вні між собою, то струми в первинних

чнв

Рис. 3.9. Схема слідкуючої системи.

43

обмотках ДТ будуть рівні й зустрічно спрямовані, тому що опори RL також рівні між собою.

При повороті гіросфери відносно слідкуючої сфери опори r1 і r2 вже не будуть рівні один одному, тому що відстані між крайніми зрізами ши-

рокого екваторіального електрода й електродами CE1 і CE2 не будуть рівні.

У цьому випадку рівність опорів у ланцюгах буде , і через одну із секц

ід-трим

результаті цього сі повертається за слідкуючої сис-

теми

У такому положенні електричні опоміж собою, тому будуть рівні і струзами через секції первинної обмо . Оскільки вони спрямовані назустріч одЕРС не буде індукуватися. Слідкую

При зміні курсу корабля разокорабля, частинами повернеться снеузгодженості між гіросферою і слпорушиться, у результаті чого в ел різні за значенням струми, тобто сила ст сил струму I2. У цьому випадку в первиннматора потечуть різні за значеннямдадуть складову відповідного напртках диференціального трансформа

допом

порушено

. У гою

ій первинної обмотки ДТ потече струм більшої сили, чим через іншу. Це буде відбуватися доти, поки не відновиться рівновага опорів через п

уючу рідину, тобто поки не відновиться рівність R1 = R2. Така рівність

можлива, якщо азимут-мотор установить електроди CE і CE проти крайніх

зрізів широкого екваторіального електрода гіросфер1

ио

2

слідкуюча сфера у гірокомпа навкруг вертикальної осі таким чином, що її положення відносно гі-

росфери залишається незмінним. При цьому слідкуючі електроди CE1 і CE2

розташовуються проти електродів гE1 , гE2 гіросфери.

Коли корабель рухається прямим курсом, електроди слідкуючої сфери знаходяться на однакових відстанях від відповідних електродів гіросфери.

ри між відповідними електродами рівні ми I1 і I2 , що протікають між II і III фа-тки диференціального трансформатора

ин одному, то у вторинній обмотці ча система знаходиться у стані спокою. м із зовнішніми, нерухомими відносно лідкуюча сфера. Внаслідок появи кута ідкуючою сферою рівність опорів r1 і r2 ектричних ланцюгах містка потечуть -

руму I1 не буде дорівнює і -ій обмотці диференціального трансфор-

струми, які алгебраїчно складаючись, ямку, внаслідок чого у вторинних обмо-тора будуть індукуватися ЕРС. Індуко-

вані струми у вторинних обмотках ДС будуть різного значення, тому що

44

вони будуть складатися зі струмами, індукованими в трансформаторі жив-ленн

ен їх

ня(пр П-II) і бортовий пе-

реми

напр

я Тр. Причому значення струмів у вторинних обмотках ДТ залежать від величини й знаку кута неузгодженості між сферами. Напрямок обер-тання електродвигуна CЛ залежить від знаку неузгодженості.

Слідкуючий електродвигун СЛ, обертаючись, механічно повертає да-тчик ДІ синхронної передачі, що електрично зв'язаний із приймаючим сельсином СС -азимут-мотором AM. Отже, азимут-мотор обертається син-хронно з датчиком і через систему зубчастих передач повертає слідкуючу

сферу, а разом з нею й електроди CE1 і CE2 до узгодж ня з електродами гE1 і гE2 , поки не наступить рівновага в містковій схемі слідкуючої систе-

ми.

3.2.1.5. Блок живлення

Блок живлення гірокомпаса "Курс-3" містить у собі агрегат живлен АМГ-4 (прилад 18), пусковий автомат илад 4П-1 і 4

кач (прилад 2). Агрегат АМГ-4 складається із чотирьох електричних машин: приводного електродвигуна постійного струму на 110 і 220 В, що включається в суднову мережу; генератора постійного струму 220 В; гене-ратора однофазного струму 10 В, 55 Гц; генератора трифазного струму 120 В, 330 Гц.

Автоматичний відцентровий регулятор (АВР) підтримує швидкість обертання приводного двигуна постійною з точністю ±1% при коливаннях

уги суднового струму до ±20%.

3.2.1.6. Коректор і пост-коректор

Коректор (рис. 3.10) призначений для виключення з відліків курсу швидкісної похибки гірокомпаса. Він являє собою механічний пристрій, встановлений на кришці резервуара в основному приладі. Коректор розв’язує формулу швидкісної похибки гірокомпаса

KVRKVtg

sincoscos+ϕω

=δ

Пост-коректор служить для дистанційного уведення даних в коректор. Основними деталями коректора є диски 4 і 17. Верхній диск 4 укріп-

лений на каретці 5, що може пересуватися по напрямній 8 паралельно діа-

45

метральної площини судна.

Нижні

Рис. 3.10. Кінематична схема коректора швидкісних девіацій: 1 – електродвигун; 2 – маховик ручного переміщення каретки; 3 – ручний сто-пор; 4 – диск істинних курсів; 5 – каретка; 6 – рейка каретки; 7 – датчик; 8 – шкала; 9 – індекс; 10 – зубчастий сектор; 11 – картушка точного відліку; 12 – картушка грубого відліку; 13 – шестерня; 14 – азимут-мотор; 15 – палець; 16 – контакти відключення; 17 – диск компасних курсів; 18 – напрямні каретки; 19 – поводок.

й диск 17 через поводок 19 зв'язаний зі слідкуючою сферою і пове

ибки між осями обертання дисків 4 і 17 уводять за допомогою маховичка 17 ексцентриситет, пропорційний

мотором і слідкуючою

сферою застосовані два так ексцентрично з'єднаних диски, що значення кута неузгодженості між ними дорівнює значенню швидкісної похибки зі звортера

ртається на однаковий з нею кут. Диски з'єднуються між собою паль-цем 15.

Для виключення швидкісної пох

швидкості судна. З верхнім диском зв'язана шкала 12 грубого відліку, що механічно

з'єднана зі шкалою 11 точного відліку. Шестірня 13, на якій закріплена шкала 2, з'єднана з віссю ази ут-мотора 14.

Оскільки в механічній передачі між азимут-м

отним знаком, відлік курсу, знятий по шкалах 11 і 12, а також по репі-х вільний від зазначеної похибки. Величина настановного розподілу коректора визначається по номо-

46

грамі. Коректор можна встановити безпосередньо в основному приладі вручну за допомогою маховичка 2 і дистанційно за допомогою двигуна коректора 1.

При ручній установці коректора необхідно відключити стопор 3. Установка контролюється по шкалі 10 і індексу 8.

Зсув каретки до упору в напрямку корми приводить до суміщення осей дисків 4 і 17. Переміщення каретки до носа корабля супроводжується розведенням цих осей, що контролюється механізмом, що складається з рейкової передачі 6, зубчастого сектора 10 з індексом 9 і шкали 18. Пере-міщення каретки перетворюється зубчастою передачею в поворот зубчас-того сектора з індексом відносно шкали, установленої на корпусі коректо-ра. Шкала має розподіли з так званими настановними числами, на які по-трібно направити індекс залежно від швидкості корабля й широти місця. Настановне число визначається по спеціальній номограмі, укріпленої на кришці коректора.

Переміщення каретки супроводжується поворотом слідкуючої сфери відносно чутливого елемента (за винятком того випадку, коли паз диска 17- п

Виникаючий у результаті повороту слідкуючої сфери сигнал не-узго

ту пару ротор датчика. Сигнал з датчика приладу 9Б на-дход

кут. Одночасно зміниться по-ложе

рокомпаса "Маяк" має багато зага-льно

аралельний напрямку руху каретки, тобто при русі корабля по пара-лелі). В цьому неважко переконатися, розглядаючи кінематичну схему ко-ректора.

дженості подається на підсилювач, а з його на виконавчий двигун слідкуючої системи, що перебуває в приладі 9Б. Двигун повертає зв'язаний з ним через зубчас

ить на азимут-мотор 14 коректора, що через редуктор розвертає слід-куючу сферу у погоджене положення. Одночасно шкали 12 і 11 грубого й точного відліку розвернуться на додатковий

ння шкал всіх приймаючих приладів гірокомпаса.

3.2.2. Особливості конструкції гірокомпаса "Маяк"

3.2.2.1. Загальна характеристика

Конструкція основного приладу гіго з конструкцією основного приладу гірокомпаса типу "Курс". Гіро-

компас "Маяк" двохроторний. Діаметр гіросфери такий же (252 мм), як у

47

гірокомпаса "Курс". Підвіс гіросфери рідинний, центрування гіросфери ві-дносно слідкуючої сфери - електродинамічне за допомогою котушки "еле-ктро

римуючої рідини, як і в гірок

"Маяк" - аперіодичний. Сумарний кінетичний момент двох

Г ловні осі ро-і ЧЕ й утворять рівні кути з діаметром

N - S

ловні осі повертаються навколо вертикальних осей на однакові кути, але в

магнітного дуття". Залишкова плавучість гіросфери при робочій тем-пературі (37...41°С) - негативна. Охолодження підт

омпасі "Курс", забезпечується змійовиком, у якому за допомогою помпи по замкнутому контуру циркулює дистильована вода. Регулювання ступеня охолодження, як і в гірокомпасі "Курс здійснюється за допомогою термостата. Передача напруги живлення гіродвигунам, принцип роботи слідкуючої системи, коректора, що вводить виправлення на швидкісну по-грішність, заспокоювача власних коливань, пристрою прискореного при-ведення в меридіан - як і в гірокомпасі "Курс-3".

Головні конструктивні особливості гірокомпаса "Маяк", що відрізня-ють його від гірокомпаса "Курс-3, такі:

1) гірокомпас гіроскопів цього приладу змінюється так, щоб у досить широкому ді-

апазоні широт виконувалася умова Шулера, тобто щоб період власних не-затухаючих коливань дорівнював 84,4 хв.;

2) гірокомпас "Маяк" має магнітний екран для зменшення магнітного моменту взаємодії деталей з магнітотвердих матеріалів чутливого елемента з магнітним полем Землі.

Заспокоювач, котушка електромагнітного дуття, слідкуюча сфера, си-стема охолодження, коректор, нактоуз виконані так само, як у приладі "Курс-3".

3.2.2.2. Гіромотори з механізмом розведення

Гіромотори є асинхронними двигунами й при нормальному живленні (127 В, 330 Гц) обертаються c частотою 19800 об/хв.

іромотори встановлюються в кронштейні так, що їхні гозташовані в екваторіальній площин

гіросфери. Вертикальні осі гіромоторів установлені в підшипниках, внаслідок цього гіромотори можуть повертатися навколо зазначених осей (рис. 3.11).

Між собою гіромотори зв'язані зубчастими секторами так, що їхні го-

48

протилежні сторони. Повороти гіромоторів навколо вертикальних осейобмежені пружинним зв'язком.

Пружинний зв'язок гіромоторів з корпусом ЧЕ необхідний для змен-шення впливу хитавиці на показання гірокомпаса.

Для забезпечення сталості періоду незатухаючих коливань гірокомпа-са на різних широтах плавання кут між головними осями гіромоторів може змінюватися. Зміна кута здійснюється за допомогою механізму розведенн

я.

Механізм розведення складається із приймаючого сельсина 6 CC-I32,

зубчастої передачі 3 і секторів 1, 7 і 10. Приймаючий сельсин електрично

Рис. 3.11. Кінематична схема механізму розведення гіроскопів: 1 – сектор; 2 – пружина; 3 – зубчаста передача; 4 – черв’ячна передача; 5 – сельсин-приймач; 6, 9 – сектор; 7, 8 – гіроскопи; 10 – вісь підвісу; 11 – стойка.

49

зв'язаний (через підтримуючу рідину) з датчиком СС-407, установленим у приладі 40У. Від датчика СС-407 керуючий сигнал надходить на прийма-ючий

осі гіроскопа 10. Сек-тор 1

сектор 6, а з ним разом і гіроскоп 7. Зі збільшенням широти плавання кут розведення гіромоторів збільшу-

ється до 160° на широті 80°, на широті 20° цей кут дорівнює 40°. У крайніх кутах розведення гіромоторів обмежується стопором.

3.2.2.3. Магнітний екран

Чутливий елемент гірокомпаса містить ряд деталей, а саме: ротори й статори гіромоторів, виготовлених з феромагнітних матеріалів. Будучи на-магніченими, вони зберігають залишковий магнетизм.

Взаємодія зовнішніх магнітних полів з намагніченими деталями ЧЕ викликає поява обертаючого моменту. Дія останнього обумовлює відхи-лення ЧЕ від меридіана. Для значного ослаблення впливу магнітних полів корабля на ЧЕ гірокомпас екранується захисним екраном з пермалоя, лис-ти якого закріплені на всіх зовнішніх поверхнях і дні приладу. Зовнішнє магнітне поле замикається в екрані й практично не впливає на ЧЕ.

3.3. Програма і методика виконання роботи 3.3.1. Ознайомитися із призначенням, конструкцією і принципом ро-

боти основних вузлів приладу. Ознайомлення із будовою приладу проводиться по плакатах-

кресленнях основного приладу, його схемі, описом пристрою й принципом роботи приладу по пп 3.2.2, а також по навчальному розрізу гіросфери. Для самоконтролю засвоєння конструктивних особливостей приладу варто від-повісти на наступні питання:

сельсин CC-I32, що через систему зубчастих і черв'ячних передач повертає сектор 1, що вільно сидить на вертикальній

зв'язаний двома пружинами 2 зі стійкою 10, закріпленою на секторі 9, що жорстко насаджений на вертикальну вісь гіроскопа 8. Таким чином, се-ктор 1 за допомогою пружин повертає сектор 9. При цьому повертається

1) У поплавковому підвісі гірокомпаса "Курс" немає явно вираженихосей підвісу. Яку точку приладу варто вважати за точку підвісу?

50

2) Чому в приладі потрібна система охолодження? 3) Як забезпечується передача на репітери гірокомпаса показань, ско

ректованих на значення швидкісної погрішності приладу? 4) Навіщо гіросферу заповнюють воднем? 5) З якою метою гіросферу обладнують градусним оцифруванням в

екваторіальній площині, якщо значення курсу знімають зі слідкуючої сфе-ри, а не з гіросфери?

6) Чому в системі охолодження

-

приладу використані два контури: із прісн

изначити орієнтовну тривалість розгону гіродвигунів.

, контроль за правильністю його функціонування .

контакт і зайнятися н-

- і ;

и за по-ложен

нням струму живлення приладу.

літуди, що не перевищує 1°.

Лаборант

ою й забортною водою? 3.3.2. Включити прилад. Проконтролювати по контрольних приладах

правильність його функціонування. По зміні струму в

Включення приладуварто зробити в такій послідовності

Прилад включають поворотом рукоятки приладу 2 з положення "З" у положення "Правий борт" або "Лівий борт". Після цього почне працювати агрегат живлення. Через 3...7 с. повинен спрацювати синя лампочка в приладі 4, що буде свідчити про перехід агрегату живленя з пускового режиму в робоче. Після пуску гірокомпаса необхідно перевірити: а) показання амперметрів приладу 6: верхній лівий, верхній правийі нижній амперметри повинні показувати відповідно в пусковому режим2,8...3,4А; 2,6...3,2А; 2,8...3,5 А; у сталому режимі 1,4...1,6 А; 1,2...1,4 А1,6...2,0А; б) дію котушки електромагнітного дуття, спостерігаюч

ням гіросфери, що повинна паднятися. За час розгону гіродвигунів варто вважати інтервал часу між пуском

приладу й практичним припине3.3.3. По кривій загасаючих коливань гірокомпаса, отриманої від ла-

боранта, визначити основні динамічні параметри приладу: період незату-хаючих коливань, логарифмічний декремент загасання коливальних і апе-ріодичної складових загасаючих коливань. Визначити також час заспоко-єння власних коливань до амп

Криву загасання коливань студенти експериментально не одержують, тому що для її знімання потрібно багато часу (близько 4 годин).

51

вида ивань гірокомпаса для ї

раметрів прила-ду п теоретичне вираження цієї крив

є студентам заздалегідь зняту криву загасаючих колї обробки. Для обґрунтування формул визначення динамічних пао кривій незатухаючих коливань складемоої. Рівняння руху гірокомпаса можна записати так:

).(

;0)cos(

VF +β−

=αϕω−β&

);()sin(V

VmglpH=

−−=ϕω−α&

Рішення рівнянь по координаті альфа представимо у вигляді

),sin(1 σ+ω+=α 2−− teAeA ntrt

де σ,, 21 AA - постійні інтегрування, що залежать від початкових умов.

Період T загасаючих коливань гірокомпаса можна визначити по точ-ках екстремуму розглянутої кривої.

Рис. 3.12 Крива загасаючих коливань

Знаючи період коливань, методом проб можна знайти точки

4321 ,,, AAAA , керуючись тим, що повинні виконуватися відносини

52

.... 2

4

3

3

2

2

1Tnaaa e

aaa===

Звідси легко знайти логарифмічний декремент загасання періодичній складовій кривій коливань гірокомпаса:

...lnln 21aTaT

n == 22

32

aa

Очевидно, логарифмічний декремент загасання аперіодичної складо-вої можна знайти по формулі

...lnln3322 BATBAT

r == 22 2211 BABA

Після визначення постійні інтегрування в рішенні рівняння гіроком-паса на виз град

3.5.1. У звіті повинне бути короткий опис основних конструктивних особливостей гірокомпаса: спосіб підвісу чутливого елемента; спосіб ство-рення маятникового моменту, центрування чутливого елемента; принцип роботи системи, що стежить, і коректори; спосіб прискореного приведення гірокомпаса в меридіан; спосіб демпфірування коливань гірокомпаса.

3.5.2. Параметри, отримані в результаті обробки експериментально знятої кривої загасаючих коливань: період коливань; логарифмічні декре-менти загасання періодичної і аперіодичної складових кривої загасаючих коливань; розрахунковий час приходу гірокомпаса в меридіан з точністю 1°.

3.6. Контрольні питання 1. Основні переваги двохроторного гірокомпаса в порівнянні з одно

роторним. 2. Чому в гірокомпасах повинні бути малими неконтрольовані шкід-

ливі моменти щодо вертикальної осі підвісу? 3. Є чи в гіроком4. Як відіб'ється на роботі гірокомпаса нестабільність частоти змінно-

го ст п5. Для е окрива-

мож начити час загасання перехідного процесу (з точністю до I/с). Зробити це рекомендується самостійно.

3.5. Зміст звіту

пасах карданова погрішність?

руму, що харчує рилад? лектричної ізоляції гіросферу й сферу, що стежить, п

53

ють ебонітом. Як можна здійснити це покриття, якщо врахувати, що ебоніт - твердий нерозчинний матеріал? .

уючих сигналів через підтримую-чу рідину?

7. Основні причини інструментальних погрішностей гірокомпаса типу "Курс

9. Точність відліку показань типу "Курс" становить ПРО,1о. чи Мож-на вважати, що прилад визначає курс корабля з точністю 0,1°?

1 ня балістичних девіацій I і II роду використову-ютьс

1 ій коректорів у гірокомпасах "Маяк" і "Курс

ітература

6. У яких інших гіроскопічних приладах, крім гірокомпасів, забезпе-чують передачу напруги живлення й кер

". 8. Якими шляхами можна знизити вартість виготовлення гірокомпаса

"Курс"?

10. Які з методичних погрішностей гірокомпаса - швидкісні, балістич-ні I і II роду, інтеркардинальні проявляються в досліджуваного приладу в лабораторних умовах?

1. Які міри зниженя в приладі Маяк? 12. Яким образом забезпечується сталість періоду власних незатухаю-

чих коливань приладу Маяк на різних широтах? 13. Чому напругу змінного струму, вироблювану для живлення при-

ладу, стабілізують по частоті? 14. Чому в контурі охолодження підтримуючої рідини використову-

ють дистильовану, а не просту прісну воду? 15. Як відіб'ється на роботі приладу вихід з ладу системи охолоджен-

ня? Як виявити порушення роботи системи охолодження? 6. Чи є розходження конструкц"?

3.7. Л

54

4. НАЗЕМНИЙ МАЯТНИКОВИЙ ГІРОКОМПАС

в на прикладі гірокомпаса АГ. −

ого напрямку на земній поверхні.

Загальні відомості

на -

до рис. 4.1 для визначен-ти

- горизонтальний кут наведення зорової

приладу і кут ср який визна-

4.1. Мета роботи

− Вивчення принципу дії та конструкції наземних маятникових гіро-компасі Одержання практичних навичок визначення азимута заданого орієн-тирн

4.2.

4.2.1. Основні теоретичні відомості

Наземні маятникові гірокомпаси (НМГК) є високоточними приладами і використовуються для визначення дійсних азимутів орієнтирних напрям-ків на місцевості і виконання маркшейдерських робіт.

Справжнім азимутом називається кут Аист (рис. 4.1) між напрямкомпівніч (істинним меридіаном) і на заданий предмет М, відлічуваний в горизонтальній площині за годинниковою стрілкою.

Відповідноня азимута необхідно визначити два ку

труби на орієнтир Мср, який відлічується за шкалою N ,чає положення полуденної лінії відноснонуля шкали:

срсргир NMA −= (1) >Якщо то до отриманого

результату треба додати 360

срсргир NMA −+= o360 (1

Гранична помилка визначення ази-мута гірокомпасом АГ - ±3,6′. Час визначення азимута ≈ 26 хв. Межі гео-графічних широт роботи - ± 65°.

Оскільки НМГК встановлюються на нерухомій відносно Землі основі основним режимом їх роботи є режим незатухаючих коливань, тобто їм не

, срср NM

Рис. 4.1. Визначення азимуту орієнтирного напрямку а)

55

потрібна система заспокоєння власних коливань, яка ускладнює конструк-цію. У т період влас ивань обирають з умови забезпечення прийнятно-

их моментів, що діють навколо

прийнятною схемою побудови НМГК витягнутої форми підвішується за допо го або магнітного підвісів. Величина пері-оду межується прийнятними розмі-рами

0

аких приладах також не потрібно виконувати умову Шулера: них незатухаючих кол

го часу, необхідного для визначення площини меридіана. Для таких прила-дів визначальним є вимога малості збурюючвертикальної осі підвісу.

З урахуванням цих обставин найбільш є така, в якій чутливий елемент

могою рідинного, торсіонновласних коливань в цьому випадку об (довжиною) чутливого елемента. Так, наприклад, для того, щоб пері-

од власних коливань гірокомпаса з кінетичним моментом Н = 1 Н.м.с і ва-гою чутливого елемента G = 20 H на широті 51° дорівнював Т = 10 хв .= 600 с., необхідно відповідно до формули для періоду власних незатухаю-чих коливань

Γϕcos3

с щодо горизонтальної осі підвісу на від-

ωπ=

ωπ

= 220

HT 0 mgl

(2)

забезпечити зміщення центру мастань, рівну

5,1810 5 ≈⋅ − см.

го підвісу (рис. 4.2) гірокамеру 1 на жорс- у корпусі на

15,5201

60028,62 22

0 ⋅⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ π=

ηGUH

Tl

При використанні торсіонноткій штанзі 2 вільно підвішують торсіоні 4. Явно вираженої горизонтальної осі підвісу такий прилад не має: за точкують місце закріплення нижнього кінц на в штанзня закручування торсіона, викл елемента в ази куючий корпус 10, який синхроннположення верхньої точки закріплен

едуктор 6 по сигналу неузгодженості, по-

підвісу прийма-я торсіо і. З метою усунен-

иканого поворотом чутливого му ідт, використовують сл о відстежує

ня торсіона відносно штанги, повер-таючись слідом за ЧЕ при допомозі слідкуючої системи. Розворот корпусу здійснюється двигуном 7 через рсиленого підсилювачем 8. Таким чином, торсіон майже не деформується, тобто пружний момент відносно вертикальної осі практично відсутній.

56

З метою зменшення похибок слід-кування в системі слідкування викорис-товують оптичні датчики кутів. 9. Для зменшення моментів магнітної взаємо-дії деталей чутливого елемента, вигото-влених з феромагнітних матеріалів, з

чутливий елемент має опорний наконе-чник (шпиль), що входить в отвір рубі-нового кі

-чої сили рідини. При цьому чутливий елемент центрується щодо резервуара. Геометри вісь чутливості елемента прагне зберігати вертикальне положен-

ен-

магнітним полем Землі використовують магнітні екрани.

При використанні рідинного підві-су (рис. 4.3) чутливий елемент викону-ють у вигляді порожнього герметично-го циліндра 1, в нижній частині якого встановлено гіромотор 2. ЧЕ плаває в рідині, вміщеній в резервуар 5. Вгорі

льця 3. Опорний наконечник входить в кільце під дією виштовхую

чна

ня. Це пояснюється тим, що центр ваги О чутливого елемента перебуває нижче точки підвісу О1 − обсягу рідини, витіс-неної чутливим елементом.

Середнє положення чутливого еле-мента який здійснює коливальний рух, відповідає напрямку меридіана (напря-мку на північ). Для визначення цього напряму знімають відлік по лімбу ку-томірної частини в положеннях, що ві-дповідають зупинці чутливого елем

Рис. 4.3. Гірокомпас з рідинним підвісом: 1 – корпус; 2 – елект-роліт; 3 − чутливий елемент; 4 – шпиль; 5 – кільце; 6 – дзер-кало; 7 – гіромотор; 8 – рідинні струмовідводи

Рис. 4.2. Гірокомпас з торсіонним підвісом: 1 – гідровузол; 2 – штанга; 3 _ торсіон; 4 – слідк5 – підвіс корпус

уючий корпус; у; 6 – струмопід-

води; 7 – оптичний датчик; 8 – дзер-кало; 9 – підсилювач; 10 – двигун; 11 – редуктор; 12 – датчик кута.

57

та. Ці положення називається точками3). Положення кутомірної частини,ся автоколімаційним способом (пцього з кутомірної частиною жорсткорпусі чутливого елемента (рис. 4

Якщо загасання власних коливридіана визначають як бісектрису к(рис. 4.4) за формулою

реверсії чутливого елемента (рис. відповідне точкам реверсії, визначаєть-о відбитому зображенню штриха). Для ко зв'язана автоколімаційна трубка, а на .3) закріплено дзеркало 6. ань ГК немає, положення площини ме-ута між двома точками реверсії N1 і N2

221 NN

р

Рис. 4.4. Траєкторія руху головної оси гірокомпаса

+= .

о тертя коливання ЧЕ будуть затухаю-ачення напрямку меридіана знімають . У гірокомпасі, який досліджується, апряму меридіана по 4-м точ

Nс

У зв'язку з наявністю рідиннчими. Тому для більш точного вивідлік в 3-х і більше точках реверсіїзастосована методика визначення н кам ревер-сії з використанням емпіричної формули

огзн

20N0NNср′′′ +

=

де

, (3)

⎜⎝⎛ +

=′ 10 22

1 NN 3N⎟⎠⎞+ 2N , ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+=′′ 3

420 22

1 NNNN .

Г узла і кутомірної частини. В комплект

4.2.2. Побудова гірокомпГірокомпас складається з г

аса Аіров

входить також перетворювач.

58

4.2.2.1. Гіровузол

Гіровузол складається з чутливого елемента (ЧЕ), резервуара з під-тримуючою рідиною, оптичного виска, механізму аретирування та елемен-тів обігріву. Склад підтримуючої рідини: метиловий спирт - 70%; дисти-льована вода - 30%; бура на 1 л розчину - 4,5 г.

Чутливий елемент представляє собою порожнистий циліндр 8 (рис4.5) герметично закритий кришкою 23 і дном 32. У кришці встановленийопорний наконечник (це

.

нтруючий шпиль) 21 в оправі. Оправа кріпиться до кришки за допомогою чотирьох гвинтів. До дна кріпиться контактна плас-тина (електрод) 3, ізольована від дна епоксидним лаком, електроізоляцій-ним кільцем і ізоляційною втулкою і баластний тягарець 31 з чотирма гви-нтами, на яких укріплені додаткові балансувальні шайби.

У нижній частині циліндра укріплено стакан 30, на якому встановле-ний гіромотор 29. На циліндричній поверхні чутливого елемента закріпле-но дзеркало 24 і нанесені два струмознімальних електрода 12 і 27, ізольо-вані від циліндра епоксидним лаком.. Вся зовнішня поверхня чутливого елемента, крім електродів, покрита шаром епоксидного лаку, за допомогою якого здійснюється герметизація й електроізоляція чутливого елемента.

Резервуар представляє собою порожній циліндричний корпус 6 з дном 1 і кришкою 22 но. Через огля-дове вікно, закрите захисним склом 25, видн дзеркало 24, укріплене на корпусі чутливого елемента.

і -

. У верхній частині циліндра є оглядове віко

Всередині резервуара закріплено два струмопровідних електрода 7 11 і контактна пластина (електрод) 2, ізольовані від корпусу шаром епоксидного лаку і ізоляційними втулками.

59

Рис. 4.5. Гіровузол: 1 – дно резервуара; 2, 3, 7, 8, 11, 12, 27 – електроди; 4 кожух; 5 - підігрівач; 6 – корпус; 9 – підйомні гвинт; 10 – трегер; 13 – аретир; 14 – шестерня; 15 – гвинт-вісь; 16 – кришка; 17 – мембрана; 19 – опорний наконечник; 20 – кільце; 21 – конус аретира; 22 – кришка; 24 – дзеркало; 25 – скло захисне; 26 – оптичний висок; 29 – гіромотор; 30 – стакан; 31 – тягарець; 32 – дно.

60

Кільцеві електроди закріплені на бічній поверхні корпусу, а контакт-на пластина на дні 1 резервуара. Електроди і пластина з'єднані проводами з контактами штепсельного роз'єму. На корпус 6 надітий пермалоєвий екран 28, який послабляє дію зовнішніх електромагнітних полів на гіромотор чу-тливого елемента.

З корпусом резервуара з'єднана основа (трегер) 10 з трьома підйомни-ми гвинтами 9, штепсельним роз'ємом електричного кабелю і кнопкою блокування терморегулятора.

Для запобігання від корозії внутрішня сторона кришки покрита епок-сидним лаком. У центральній проточці кришки кріпиться оправа 18 з рубі-новим кільцем 9. Зовні весь резервуар захищений термоізоляційним кожу-хом 4 з пінопласту.

Оптичний висок служить для точної установки гірокомпаса над зада-ною точкою місцевості.

Механізм аретиру служить для закріплення чутливого елемента в не-робочому положенні і монтується в кришці 22. У квадратний отвір кришки вставлений штовхач з гвинтом-віссю 15, на горизонтальну вісь якого наді-тий аретир 13. До іншого кінця аретира шарнірно прикріплений конус 21 аретира, який одночасно служить для притиснення чутливого елемента до амортизаційного кільця резервуара при аретируванні і для запобігання від попадання крапель рідини з кришки резервуара на чутливий елемент. Між штовхачем і гвинтом-віссю встановлена мембрана 17 для герметизації ре-зервуара. На гвинт-вісь нагвинчена шестерня 14 аретира, осьові перемі-щення якої обмежені кришкою 16. При повороті шестерні аретира гвинт-вісь угвинчується (вигвинчується) і цим самим переміщує конус аретира вниз (вгору). Для усунення само відгвинчування гвинта-осі при транспор-туванні в кришку вмонтована собачка, яка підтискається пружиною до ше-стерні аретира, утримуючи її своїм зубом від повороту.

Елементами підігріву гіровузла є підігрівач 5, біметалічний терморе-г і-дм ні корпусу .

улятор і кнопка блокування терморегулятора. Підігрівач служить для пігріву підтримуючої рідини і являє собою подвійний циліндр, в якому на-отано дротовий опір (6 Ом). Підігрівач встановлений у нижній части

гіровузла і покритий епоксидним лаком

61

62

ура підтримуючої рідини підвищиться до +20° С біме-тале

ти виходу опорного наконечника 19 з рубі-ново

Це забезпечується автоматичною корекцією виштов-хува

екції виштовхувальної сили заснований на зміні обся

рівень.

Терморегулятор служить для автоматичного включення і виключення підігрівача. Він налаштований таким чином, що при охолодженні підтри-муючої рідини до (0 ÷ 15)° С біметалева пластина зігнеться так, що її кон-такт замкне ланцюг обігріву гіровузла.

Коли температва пластина зігнеться у зворотний бік і ланцюг обігріву розімкнеться. Для збереження сталості зазору між дном резервуара і дном чутливого

елемента, а також щоб уникнуго кільця 20 і дзеркала чутливого елемента з поля зору автоколліма-

ційної трубки, необхідно забезпечити сталість положення чутливого еле-мента по висоті всередині резервуара при зміні температури від -40 ° до +50 ° С у гідровузлі.

льної сили. Принцип роботи коргу та питомої ваги підтримуючої рідини при зміні її температури. Так,

наприклад, при підвищенні температури питома вага рідини зменшується, отже, повинна зменшитися і виштовхуюча сила, але об'єм рідини зі збіль-шенням температури збільшується, отже, її рівень у резервуарі підвищу-ється і збільшується обсяг витісненої чутливим елементом рідини, тому виштовхувальна сила буде також збільшуватися. При зниженні температу-ри буде відбуватися зворотний процес, тобто питома вага рідини буде збі-льшуватися, а об'єм рідини зменшуватися.

Геометричні і вагові характеристики чутливого елемента розраховані так, що вплив цих двох факторів взаємно компенсується; виштовхувальна сила автоматично підтримується постійною, чим і досягається сталість по-ложення по висоті чутливого елемента всередині резервуара.

4.2.2.2. Кутомірна частина

Кутомірна частина гірокомпаса служить для вимірювання горизонта-льних кутів на місцевості і зняття відліків в точках реверсії чутливого еле-мента. Основними частинами кутомірної частини (рис.4.6) є: зорова труба, колонка, відліковий пристрій, низок з лімбом, автоколімаційна трубка, бу-соль і

63

3

Рис.4.6ка; 2 – чного нханіз мкріплен13 – блок15 – ок

. Ку ійноку ехааве ; 7, нав 10 –ня; юв

овоуля

томірна частина: 1 – автляр; 3 – важіль; 4 – колондення; 6 – маховичок мікедення по вертикалі; 9 – 11 – стопор; 12 – пристрфокусуючої лінзи; 14 – окр мікроскопа.

околімацка; 5 – мрометрарівень; ій освітлуляр зор

а труб-нізм то-8 - ме- вузол альний; ї труби;

1

2

4

5 6

7 8

9

10

11

13

14 15

12

В оптичну систему кутомірної частини гірокомпаса (рис. 4.7) входять оптичні системи зорової труби, відлікового пристрою і ної трубки.

Зорова труба призначена для візування предметів. Оптична система

зорової труби складається з трилінзового об'єктива 13 (рис. 4.7), склеєної

автоколімацій

Рис. 4.7. Оптична система кутомірної системи: 1÷3 – освітлювальний пристрій; 4÷9 – проекційний пристрій; 10, 11 – блок фокусування; 12 – нерухомі клини; 13 − пересувні клини; 14÷18 зподільчий блок; 19÷21 – оптична система мі-кроскопа; 22÷27 – оптична система зорової труби; 28÷37 – оптична система ав-то колімаційної трубки.

– ро

64

фоку

ну пластину з перехрестям і поділками. Ціна поділки сітки 1 ° По-ділки оцифровані через 10°.

Зорова труба жорстко закріплена в отворі горизонтальної осі, розмі-щеної у колонці, разом з якою вона може обертатися на 360°.

Колонка 3 (рис. 4.6) представляє собою литу деталь з двома стійками. У нижній частині колонки змонтовані механізм стопоріння вертикальної осі і механізм точного горизонтального наведення. Для точного горизонта-льного наведення необхідно Стопоріння проводиться натисненням на стопоріння ве-ртикальної осі можлива точне огою ма-ховичка 4 (розміщений за одній стійці колонки змонтовані механізм механізм то-чного вертикальноого наведення деталі оптич-ного мікрометра. Стопоріння поворотом важеля 9 вгору до упору. Точне труби про-водиться обертанням маховичка

Для грубого наведення механічні візири, які складаються з мушок

Поле зору зорової труби показано на рис. 4.8.

Відліковий пристрій призначений для зняття відліків по лімбу і складається з освітлювального пристрою, двох частин проекційного пристрою, мікрометра і мік-

ри-стем

освітлювального пристрою, проекційного пристрою, оптичного мікрометра мікро-

скоп

сної лінзи 24, сітки 26 і п′ятилінзового окуляра 28. Підсвітка сітки здійснюється лампою 27 через світлофільтр 26. Сітка являє собою плоско-паралель

застопорити вертикальну вісь. важіль 3 вниз до упору. Після горизонтальне наведення за допом

колонкою з іншого боку важеля). В стопоріння горизонтальній осі і

. В іншій стійці змонтовані горизонтальної осі проводиться вертикальне наведення зорової 10 навідного гвинта.

зорової труби на предмет служать і ціликів.

роскопа. Оптична система відлікового п

строю складається з оптичних си

Рис. 4.8. Поле зору зорової труби

а. Освітлювальне пристрій служить для освітлення двох діаметрально протилежних частин лімба 4. Оптична система освітлювального пристрою

65

складається з лампи підсвічування 1, світлофільтру і захисного скла 2, при-зми 3. Оптична система проекційного пристрою складається з двох частин. Перша частина проекційного пристрою служить для побудови зображення поділок лівої частини лімба в площині поділок правої частини (діаметра-льно

. Кути клинів,які пе-рело

я по шкалі 15 мікрометра. Кли-ни с Одна пара клинів 12а і 13а по-

а шляху пучка променів, що дають пряме зображення поділок лі-вої ч а б яху пучка променів, що дають

стини лімба, розташованих на

ному, але так як їх кути залом-ямовані в протилежні сторони, то при русі клинів промені змі-

щую переміщенням клинів можна по- поділок лімба і зареєстру-

міщення клинів. я розділення зображень лівої і

протилежної щодо лівої) і складається з призми 5, двох склеєних лінз 6 і 7, об'єктива і призми 8.

Друга частина проекційного пристрою служить для проектування зо-бражень двох діаметрально протилежних лівої і правої частин лімба в площину лінзи 17. Переміщенням лінз 10 і 11 можна регулювати різкість і величину зображення поділок лімба у площині лінзи 17, тобто різкість мі-крометра.

Оптичний мікрометр служить для відліків по лімбу з точністю 1″. Оп-тична система мікрометра складається з нерухомих клинів 12, пересувних клинів 13, розподільного блоку 14, шкали 15 мікрометра, діафрагми 16 і лінзи 17. Пересувні клини 13 мають механічний зв'язок з маховичком 8 (рис. 5) і шкалою 16 мікрометра.

При повороті маховичка клини піднімаються вгору або опускаються вниз (в залежності від напрямку повороту маховичка)

млюють промені, однакові, але спрямовані в протилежні сторони. Ве-личина переміщення клинів 13 реєструєтьс

кладають важливу частину мікрометра. міщена н

астини лімб , друга 12 і 13б - на шлперевернуте зображення поділок правої чадіаметрально протилежному боці.

Клини поставлені паралельно один одлення спр

ться в протилежних напрямках. Тому єднати зображення діаметрально протилежнихвати за допомогою шкали 15 величину пере

Розділяючий блок 14 призначений длправої частини лімба. Між розділяючим блоком і лінзою 17 розміщена ді-афрагма 16, яка призначена для обмеження поля зору мікроскопа.

66

Шкала мікрометра має 600 поділок. .Ціна найменшої поділки шкали мікрометра 1 ″ Зліва на шкалі оцифровані штрихи, які відповідають мінут-ним, а праворуч - десятсекундним інтервалам. Штрихи, кратні п'яти, в ме-жах десятисекундного інтервалу подовжені. За шкалою встановлена діаф-рагма 16, яка розділяє зображення шкали мікрометра і штрихів лімба.

Мікроскоп служить для розглядання поділок лімба і шкали мікромет-ра п

кількість поділок за шкалою мікрометра.

того, є нерухомий індекс, за допо-

ходиться ліворуч від нерухомого індек-су аб

ій оцифровці шкал

ого об'-

ри знятті відліків. Оптична система мікроскопа складається з призми 18, об'єктива 19, фокусної лінзи 20 і четирьохлінзового окуляра 21. У полі зору мікроскопа видно два вікна (рис. 4.9.). У правому вікні видно поділки шкали мікрометра і нерухомий горизонтальний індекс (риска), за допомо-гою якого відраховується

У лівому вікні зверху видно пряме зображення штриха лімба, знизу - пе-ревернуте зображення діаметрально протилежних штрихів лімба. Вгорі, кріммогою якого можна відраховувати де-сятки хвилин.

Щоб зробити точний відлік по лі-мбу, треба повернути маховичок мік-рометра так, щоб видимі у вікні штри-хи верхніх і нижніх поділок поєднали-ся, як зображено на рис. 8. По верх-ньому зображенню штриха лімба від-

раховується число градусів, що зна

Рис. 4.9. Поле зору мікроскопа

о безпосередньо над ним. Потім відлічуються десятки хвилин, рівні числу інтервалів, між верхнім штрихом, який відповідає відліченому числу градусів і нижнім штрихом, що відрізняється від верхнього на 180 °. Число одиниць минут відлічується в правому вікні по лівій оцифровці шкали мік-рометра. Число секунд відраховується в тому ж вікні по прав

и. Наприклад, на рис. 6 відлік дорівнює 85 ° 55 ′ 52 ". Автоколімаційна трубка служить для фіксування точок реверсії чутли-

вого елемента і складається (рис. 6) з лінзи 28, призми 29, дволінзов

67

єкти

лом штри

унн

го орієнтування гірокомпаса по магнітному

4.2.2.3. Перетворювач

Перетворювач призначений для змінний трифазний, що йде на живленнястійним струмом схем електричногтомірної частини.

на ній

ва 30, фокусної лінзи 31, сітки 34, призми 36 і трилінзового окуляра 37. Підсвітка сітки здійснюється лампою через світлофільтр 33 і призму 35. Фо-кусуюча лінза може переміщатися в осьовому напрямку за допомогою рей-кової передачі. Переміщення здійснюється за допомогою головки 1 (рис. 5). Обертанням головки встановлюється чітка видимість відбитого дзерка

ха сітки. Окуляр встановлений в оправі, з'єднаної з діоптрійним кіль-цем 2 (рис. 4.6). Обертанням діоптрійного кільця окуляр встановлюється по оку спостерігача на різку видимість сітки. Поле зору автоколімаційної труб-ки при візуванні контрольного дзеркала показано на рис. 4.10.

Автоколімаційна трубка змонтована в припливі нижнього корпусу.

Н

изок з лімбом призначений для становки і кріплення кутомірної части-и на гіровузлі і складається з основи изка і лімбової частини 14.

Бусоль призначена для наближено- меридіану.

Рис. 4.10. Поле зору автоколіматора

перетворення постійного струму в гіромотора, і для живлення по-

о обігріву гіровузла і підсвічування ку-

вольтметром, перетворювачем ПАГ-1Ф та іншими елементами розміщена в металевому футлярі. Вхідна по-стійна напруга подається у перетворювач через штепсельну вилку 7. Пово-ротом рукоятки реостата 8 за годинниковою стрілкою відбувається вклю-чення перетворювача і регулювання вхідної напруги, яка контролюється вольтметром 5.

Панель з встановленими

68

Наявність струмів у фазах пе ьох індика-н

ься за допомогою вимикача 11. При включенні ви- лампа 10. На лицьовій панелі встановлені ро-

входять макет гірокомпасу в розрізі, чутливий елемент

ревіряється за допомогою тр

Рис. 4.11. Перетворювач: 1 – завилка; 8 – реостат; 19 − контро

12 – вимикач обігріву; 13 – конт

побіжник; 5 – вольтметр; 7 – штепсельна льна лампа; 11 – вимикач підсвічування; рольна лампа; 15 – лампи індикаторні.

тор

зетка

(ЧЕ) у розрізі та секундомір.

их ламп 15 в момент запуску гіромотора. Включення підсвічування гірокомпаса проводитмикача спалахує контрольна

9 для підключення кабелю підсвічування геодезичного знака. Включення обігріву гіровузла проводиться за допомогою вимикача 12

при вимкненому реостаті (рукоятка реостата 8 повинна знаходиться в по-ложенні OFF). При включенні обігріву повинна горіти контрольна лампа 13. Запобіжники вхідного ланцюга, ланцюга підсвічування, ланцюга жив-лення гіромотора знаходяться під кришкою, закріпленою на панелі.

4.3. Опис лабораторної установки До комплекту установки входять гірокомпас АГ який випробовується,

встановлений на платформі і блок живлення. Окрім того до складу лабора-торної установки

69

вста-нови пере-бува

б Привести кутомірні частини гірокомпаса в горизонтальне положен-ня. Для цього поворотом корпусу колонки кутомірної частини встановити вісь циліндричного рівня паралельно лінії, що з'єднує два підйомних гвин-та. Обертанням цих гвинтів в протилежні сторони вивести бульбашку рів-

4.4. Порядок виконання роботи 4.4.1. Перед виконанням роботи необхідно вивчити принцип дії, схему

і конструкцію гірокомпаса АГ, правила техніки безпеки на робочому місці. провести пуск приладу і визначити дійсний азимут орієнтиру (за вка-

зівкою керівника). 4.4.2. Привести гірокомпас в робоче положення. Для цього необхідно: а) Зорієнтувати гірокомпас на платформі оглядовим вікном на південь

за допомогою бусолі, укріпленої на кутомірній частині. Для цього необ-хідно звільнити фіксатори кутомірної частини і поворотом затискного гви-нта вгору розстопорити вертикальну вісь кутомірної частини. Потім

т токолімаційна трубкаи колонку кутомірної частини так, щоб авла проти центру оглядового вікна. Застопорити вертикальну вісь ку-

томірної частини і розворотом гірокомпаса на платформі домогтися збігу штрихів. «С» і «Ю» орієнтир-бусолі з відповідними кінцями магнітної стрілки.

)

Рис. 4.12. Лабораторна установка

Блок живлення Гирокомпас

70

ня точно на середину. Потім повернути корпус кутомірної частини на 90°, обертанням третього гвинта також вивести бульбашку точно на середину.

в) Включити живлення і плавним обертанням реостата перетворювача встановити показання вольтметра – (22 ÷ 24)В. Записати в журнал сп

г). Перевірити наявність струму в фазах. Наявність струму в фазах пе-ревіряється в пусковому режимі гіромотора. При цьому засвічуються три сигнальні лампи, встановлені в кожній фазі. В міру розгону гіромотора ла-мпи поступово гаснуть.

4.4.3. Зняти відлік по контрольному дзеркалу. Для цього необхідно включити вимикач підсвічування на перетворювачі. При цьому повинна засвітитися сигнальна лампа «ПОДСВЕТКА» Розворотом корпуса кутомі-рної частини навести автоколлімаційну трубку на контрольне дзеркало і застопорити вертикаль автоколлімаційної тру-бки д обертанням головки трубки - чіткої

-

час включенняостережень.

ну вісь. Обертанням окуляра омогтися чіткої видимості біссектора, а видимості зображення штриха. Обертанням навідного гвинта куто-

мірної частини ввести зображення штриха у середину біссектора і зняти відлік по лімбу кутомірної частини і шкалою мікрометра.

4.4.4. Визначити горизонтальний кут напрямку на орієнтир. Для цього:

а) Провести наведення зорової труби на орієнтир (еталонний напря-мок) при "крузі ліво" КЛ1. Для цього розстопорити вертикальну та горизо-нтальну осі і навести зорову трубу з допомогою механічного візира на ета-лонний напрямок. При цьому окуляр зорової труби повинен перебувати з боку автоколлімаційної трубки.

б) Застопорити горизонтальну і вертикальну осі та навідними гвинта-ми навести перехрестя сітки зорової труби точно на орієнтир;

в) Зняти відлік по лімбу (наприклад: 90 16'16 ") і записати його у жур-нал;

г) Зорову трубу перевести через зеніт і повторити операції при "коліправо" КП1. Отримані результати занести в журнал спостереження.

д) Повторити пп. а) – г) і знайти значення КЛ2 і КП2. 4.4.5. Визначити гірокомпасом азимут. Для цього:

71

а) Обертанням шестерні аретира при затиснутій собачці храповика плавно розаретирувати чутливий елемент.

б) Розворотом кутомірної частини ввести в поле зору автоколлімацій-ної трубки зображення штриха сітки, відбите від дзеркала чутливого еле-мента, і при необхідності зробити фокусування трубки.

низ застопорити вертикальну вісь кутомірної час-тини

відлік N2 і т.д.

в) Повертаючи кутомірні частина вручну, спостерігати за рухом чут-ливого елемента.

г) При зменшенні швидкості руху чутливого елемента поворотом ва-желя затискного гвинта в

і продовжувати стежити за рухом чутливого елемента, утримуючи з допомогою навідного гвинта зображення відбитого штриха в бісекторе ав-токоллімаційної трубки.

д) В момент зупинки чутливого елемента зображення відбитого штри-ха точно ввести в біссектор і припинити обертання навідного гвинта.

є) Записати в журнал час зупинки чутливого елемента і величину на-пруги в момент спостереження точки реверсії.

ж) Зняти відлік N1 по лімбу і записати його в журнал. Через напівпе-ріод (приблизно 4 - 5 хвилин), операцію повторити і зняти

При знятті відліків по другій і наступним точкам реверсії спостере-ження за рухом дзеркала чутливого елемента слід починати не пізніше, ніж через 4 хв. після спостереження попередньої точки реверсії.

Рекомендується спостерігати точки реверсії при розмаху коливань чу-тливого елемента в межах від 8 ° до 26 °.

4.4.6. Обчислити визначений азимут за формулою:

срMA формсрN δ+− (4) =

Середній відлік по лімбу кутомірної частини гірокомпаса срM , який

відповідає наведенню зорової труби кутомірної частини на орієнтир, обчи-слюється за формулами:

,2

21 МММср+

= (5)

де ;2

)180( 11 =

КПКЛM 1 o++ .

2)180( 22

2 =КПКЛМ

o±+

72

Середній відлік по лімбу кутомірної частини срN , відповідний поло-

женню рівноваги чутливого елемента, обчислюється за формулами (3).

тив-них

(див. додаток).

чутл

а?

ий досліджувався? 5. 6. Як досягається секундна точність визначеннятів к

праворуч»? 8. Для чого і як проводиться компенсацня підтримуючої рідини? 9. Для чого і як проводиться початкова виставка гірокомпаса в ази-мут ?

Поправка гірокомпаса формδ береться з формуляра.

Результати обчислень занести в таблицю (див. додаток). 4.4.7. Привести гірокомпас з робочого положення в похідне. Для цьо-

го: 4.4.8. Вимкнути живлення і зааретирувати гіровузол. 4.4.9. Одягти кришку на об'єктив зорової труби кутомірної частини,

встановити кутомірні частина по червоним точкам на гіровузлі і корпусі автоколлімаційної трубки і закріпити фіксаторами, встановити трубку вер-тикально і застопорити горизонтальну вісь.

4.5. Зміст звіту У звіті має бути представлено короткий опис основних конструк

особливостей гірокомпаса; принципова кінематична схема гірокомпа-са; результати експерименту, зведені в таблицю

4.6. Контрольні питання 1. З якою метою в гірокомпасі застосований гідростатичний підвіс

ивого елемента? 2. Як підводиться живлення до гіромотору ЧЕ? 3. Чому ЧЕ гірокомпаса має форму витягнутого циліндр

4. Що таке формулярна поправка гірокомпаса. Які методи її змен-шення використовуються в гірокомпасі як

Чому гірокомпас не можна використовувати у високих широтах ? горизонтальних ку-

утомірної частиною. 7. Для чого наведення зорової труби і відлік на орієнтир проводиться при «колі ліворуч» і «колі

ія температурного розширен-

73

дзеркала ЧЕ і вісь обер

1. В.Ю. Торочков. Гиротеодолиты. «Надра», 1970. ірювальні пере-твор

игада №__ гр. ПГ- Напрям Студенти ________________

________________

10. Для чого і як перед пуском проводиться прилад в горизонтальнее положення?

11. Як повинні бути взаємно зорієнтовані площина тання гіромотора?

4.7. Література

2. Бондар П.М. Конспект лекцій з дисципліни "Вимювачі, прилади і системи".

Додаток Зведена таблиця результатів вимірювань

Дата лабораторної роботи:_____ Виконала брок на орієнтир №___

___________________

Відліки Відліки t° рідини Ni Час ° ′ ′′

Ni Час ° ′ ′′

На-пру-га

Рівень рідини N1 V1 N2

N3 N4 V2 рольному дзер-калу

Відлік по конт-

N1 + N3 N2 + N4 V3 n =

2NNN 31 +=′

2NNN 42 +=′′

V Наявність стру-

ф. 4

му в N2 N3

I II III

N′ + N2 N′′ + N3 Примітка

2N 2

0 =′

NN +′

2N 3

0NN +′′

=′′

М ____________________ ср ==

2N 00

ср Nср ____________________

Відліки на орієнтир

′′+′ NN

Агир ____________________ ____________________

γ(сб. мер) ____________________ _________ α(дир. кут) ____________________

КЛ1 ______________ δформ КП1 ______________ М1 =_______________ Аист ____________________ КЛ2 ______________ КП2 ______________ М2 =______

74

5. КУРСОВА СИСТЕМА «ГРЕБІНЬ» 5.1. Мета роботи

М ї роботи є вивчення принципу роботи, особливо-Гребінь», а також

5 ачення й пристрій курсової системи «Гребінь»

я курсу літака ня с нал у я су льотчи-

ка й штурмана, так і всіх літакових (вертолітних) пристрозавдання навігац отування.

В лекті курсової системи « б ь» можна виділити наступні го-ловні прилади

1. Індукційний датчик ІД-6; . Корекційний -2Б

оагр ат ГА-84. Пульт керування -38Б; 5. Блок підсилювачів БУ-12 сеpії 1;

. Покажч ки курсу індикатори типу РМІ-2, або аналогічніУ курсовій системі "Гребінь" використовується принцип спільної о

робки інформації двох датчиків курсу з ізн м родом погріш їх вихідному сигналі: об'єднання вимірників здійснюється з допомогою слідкуючої системи, динамічні властивості якої дозволяють комплексування вихідної інформації.

У якост иків курсу стемі "Г у-ю а ний ІД- и-с нь омп и-ком урсу. Магнітний компас є додатковим вимірником й тому називаєть-ся коректором.

етою лабораторностей конструкції, характерних відмов курсової системи «експериментальне дослідження її основних характеристик.

5.2. Загальні відомості

.2.1. Призн

Курсова система «Гр н изначена для визначеннебі ь» пр(вертольота) і забезпечен иг ами курс к індикаторів кур

їв, що вирішують ії й піл

комп Гре ін:

2 механізм КМ ; 3. Гір ег ;

ПУ

6 и - . б-

р и ностей у а

здійснити

і, основних датч в си ребінь" використовться гіропівкомп с ГА-8 та індукцій компас 6. Внаслідок своєї вокої стійкості до дії зовнішніх збуре гіропівк ас є основним датч

к

75

Таким чином, система «Гребінь» фактично представляє собою гіро-скоп напрямку (ГН) з замкнутою системою азимутальної корекції, в якому поточне полож равленням на магн

та конкретних умов польоту курсо-имів:

у нормальних кліматичних умовах і при

станційної передачі сигналів курсу не перевищує ± 10′.

ення головної осі гіроскопа порівнюється з напітну північ.

Залежно від розв'язуваних завдань

Рис. 5.1. Функціональна схема курсової системи «Гребінь»

ва система "Гребінь" може працювати в одному з наступних реж- гіропівкомпаса (ГПК); - магнітної корекції (МК); - задавача курсу (ЗК). Основним режимом роботи системи є режим гіропівкомпаса. Похибка системи в режимі ГПК температурі +50°С не перевищує ±1°/годину, при температурі до -

60°С не перевищує ± 2°/годину. Похибка у визначенні магнітного курсу на широтах до ±80° не пере-

вищує ±0,7°, у прямолінійному горизонтальному польоті. Похибка ди

76

Додаткова похибка у режимі ГПК при дії лінійних або віражних при-скорень, а також при наборі висоти або зниженні не більше 0,1° за хвили-ну.

Час готовності до роботи не більше: а) у режимі корекції (МК, АК, ЗК ) − 3 хв, б) у режимі ГПК − 5 хв.

5.2.2. Конструктивні особливості блоків і агрегатів курсової сис-теми «Гребінь»

5.2.2.1. Гіроагрегат ГА-8

Гіроагрегат ГА-8 (рис.5.2) курсової системи служить для осереднення і запам'ятовування курсу літака (вертольота), що визначається індукційним або астрономічним датчиком курсу, для роботи в якості гіропівкомпаса, а також для видачі сигналів курсу споживачам.

В основу роботи гіроагрегата покладена властивість астатичного гіро-скопа з трьома ступенями свободи зберігати вісь власного обертання неру-хомою в інерціальному просторі при відсутності зовнішніх збурюючих моментів. Гіроагрегат ГА-8 є курсовим приладом з горизонтальним розта-шуванням осі власного обертання гіроскопа, утримуваної системою гори-зонтальної корекції, що компенсує горизонтальну складову обертання Зе-млі,

льна скла я Землі компенсуються системою азимуталь-ної к роагрегата досягається застосуванням реве-рсив ипників на горизонтальній осі.

ів:

і гіроскопа;

ГМС-I, балансу-валь ль-ними кронштейнами. Гіромотор ГМС-I є трифазним синхронним двигуном

моменти тертя на вертикальній осі і кутову швидкість обльоту Землі літаком (вертольотом). Постійна складова дрейфу гіроскопа і вертика

дова швидкості обертаннорекції. Висока точність гіних трикільцевих підшКонструктивно гіроагрегат ГА-8 складається з наступних вузл- гировузол; - карданний вузол з редуктором; - коректор горизонтальної ос- вузол швидкого узгодження; Гіровузол агрегату ГА-8 складається з гіромотора 3 них вантажів, рідинного маятникового датчика 6 ДЖМ-10Б з кріпи

77

гісте

неного "білячого колеса" з пластин з магнітожорсткого матеріалу.

резисного типу, в якому для зменшення часу розгону застосований асинхронний запуск, тобто пакет ротора виконаний у вигляді коротко-замк

Рис.

пник; 15 – редуктор; 16 – двигун; 17 – датчик кута; 18 – колекторний струмовідвід.

5. 2. Гіроскопічний агрегат ГА-8: 1 – кришка; 2 – корпус; 3 – гіромотор; 4 – точ-кові контакти; 5,12 – обертові підшипники; 6 – рідинний маятниковий датчик; 7 - редуктор; 8 – двигун; 9 – підшипник; 10 – ротор датчика моментів горизонтальної корекції; 11 – зовнішня рама підвісу; 12 – датчик азимутальної корекції; 14 - підши-

78

Карданний вузол складається з гіровузла і зовнішньої рами 11 кардан-ного підвісу з редуктором 7. Гіровузол за допомогою шарикопідшипників 5 і 12 підвішений в рамі. Живлення до гіровузла підводиться через групу пластин 4 з точковими (центральними) контактами. Точкові контакти на горизонтальній осі застосовані для отримання мінімального моменту тертя, оскільки тертя на цій осі викликає випадкові "відходи" гіроскопа в азимуті, які вносять додаткові помилки в сигнал курсу. З цією ж метою на горизон-тальній осі застосовані так звані обертові шарикопідшипники, тобто шари-копідшипники з двома рядами кульок і проміжними кільцями, у яких про-міжному кільцю надають примусове обертання. Такі шарикопідшипники мають зменшений момент тертя за рахунок того, що завдяки обертанню середнього кільця момент тертя в кожному окремому підшипнику не зале-

жить від характеру руху основи, тобто не є випадковою величиною. Ці кільця кожного з двох підшипників, встановлених на протилежних

кінцях осі підвісу приводяться в обертання в різні боки і реверсують з пе-ріодом у 70 секунд. При такій роботі шарикопідшипників виходить, що "відходи" гіроскопа викликаються не номінальним значенням моменту те-

а-

Рис. 5.3. Гіромотор ГМС-1

ртя в опорі, а його різницями. А так як ці різниці складають за своїм зн

79

ченн

від швидкого обертання навколо вимірювальної осі при граничних кутах повороту гіромотора ("завалі"). Гальма одночасно є контактним пристро-єм, який при "завалі" гіромотора видає сигнал на лампу "ВІДМОВА" в пульті управління системи "Гребінь-I". На карданної рамі укріплений ро-тор 10 горизонтального мотора-коректора. На горизонтальній осі встанов-лений датчик моменту 13 системи азимутальної корекції ДМ-6, ротор яко-го жорстко зв'язаний з гіровузлом, а статор укріплений на карданній рамі. На статор датчика ДМ-6 подається сигнал з пульта управління курсової системи. За цим сигналам гіроагрегат коригується від індукційного датчи-ка (в режимі МК) і вноситься широтна корекція в режимі ГПК. На осі кар-данної рами укріплений ротор 17 синусно-косинусного трансформатора СКТ-265Д, з якого знімається сигнал курсу.

Для утримання головної осі гіроскопа в горизонтальному положенні служить система горизонтальної корекції. Чутливим елементом горизонта-

конав-чим е

рідинний перемикач перерозподіляє струми в керуючих обмотках ротора

ям 10-20% від номінального, а іноді і менше, то значення моменту те-ртя зменшується у десятки разів.

В гіроагрегаті ГА-8 застосовані обертові шарикопідшипники 4-36093E і 4-300093K4. Вони приводяться в обертання двигуном 8 ДМ-0, 04а через два редуктора 7 і спеціальну тягу.

Для регулювання осьового люфта застосовується підп'ятник з твердо-го сплаву ВК-6Мп. Підп'ятником люфт встановлюється в межах 30-35 мкм. Реверсування двигуна здійснюється електронно-перемикаючим пристроєм, змонтованим на платі. Електронно-перемикаючий пристрій перемикає об-мотку управління двигуна ДМ-0, 04а з однієї фази в іншу, змінюючи тим самим напрямок обертання двигуна.

На карданній рамі є два гальма, призначені для запобігання гіроскопа

льної корекції служить рідинний маятниковий датчик ДЖМ-10Б. Вилементом є горизонтальний мотор-коректор, який представляє собою

двофазний реверсивний асинхронний двигун, що працює в режимі корот-кого замикання. Статор мотора-коректора укріплений на карданної рамі, а ротор знаходиться на корпусі гіроагрегата.

При відхиленні головної осі гіроскопа від горизонтального положення

80

мотора-коректора таким чином, що ротор у взаємодії зі статором створює на карданної рамі гіроагрегата результуючий момент, необхідний для ви-ходу

го укріплений на осі карданної рами, а стато

укріплений в корпусі 2 і кришці 1, які, з

втор

підшипниках 12. Кут повороту маятникової підвіски 7 обмежується упо-

гіроскопа з "завалу" і повернення в горизонтальне положення. Вузол швидкого узгодження складається з синусно-косинусного тран-

сформатора СКТ-265Д, ротор якор укріплений в корпусі, що складається з двох кришок, які, утворюю-

чи єдине ціле, обертаються в підшипниках ковзання (в бронзових втулках). Корпус зі статором СКТ-265Д через шестерню зв'язаний з двигуном ДІД-0, 1ТА з редуктором, передавальне відношення якого i = 4500. На двигун на-дходить керуючий сигнал з блоку підсилювачів БУ-12.

Карданний вузол в підшипниках'єднані жорстко, утворюють корпус гіроагрегата. Живлення до карданного вузла подається через колектори 18 та щітки.

Щоб уникнути забруднення та для запобігання контактних пар від окис-лення гіроагрегат герметично закривається двома кожухами через ущіль-нювальні прокладки, затягнуті гвинтами через кільця. За допомогою обі-грівача і терморегулятора всередині гіроагрегата підтримується стабільна температура. Для запобігання впливу на гіроагрегата посадочних і вібра-ційних перевантажень служать три амортизатора типу АПН.

5.2.2.2. Індукційний датчик ІД-6

Індукційний датчик ИД-6 призначений для виміру проекцій векторагоризонтальної складової магнітного поля Землі по двох взаємно перпен-дикулярних умовних осях чутливості, що співпадають по напрямку з по-здовжньою (Х) і поперечною (Y) осями літака.

Індукційний датчик (рис. 5.4) ІД-6 складається з таких основних вуз-лів: корпуса 6;кришки 5;маятникової підвіски 7 із двома ідентичними чут-ливими елементами (ферозондами).

Чутливими, елементами датчика ІД-6 є два взаємно перпендикулярних ферозонди 10 і 11, кожний з яких являє собою два паралельно розміщених пермалоєвих сердечники з розподіленими на їхній довжині первинними й

инними обмотками. Ферозонди встановлюються в корпусі 6 за допо-могою двоступеневого карданного підвісу 4, виконаного на немагнітних

81

ром 1 і лежить у межах ±20°. Для демпфірування коливань маятникової пі-двіски, корпус ІД-6 заповнений неорганічною рідиною ПМС-10.

На корпусі приладу є три настановних довгастих отвори, що дозволя-ють розвертати датчик на ВР та азимуту в межах ±10°.

Основою індукційного чутливого елемента є магнітний зо

Рис. 5.4. Індукційний датчик ІД-6: 1 – Пружний упор; 2 – гермоввод; 3 – пружний струмопідвід; 4 – карданне кільце; 5 – кришка; 6 – корпус; 7 – підвіска; 8 – гвинт ба-

лансувальний; 9 – маятник; 10, 11 – ферозонди; підшипник.

нд (рис. 5.5), х сердечників (стрижнів) 1, виготовлених з

молі

обидва стержня відразу.

який складається з двох однаковибденового пермалоя 80 НХС і розташованих паралельно один одному. На сердечники навиті дві обмотки: намагнічування 2 і сигнальна 3.

Обмотка намагнічування навита зустрічно на кожен стрижень окремо і з'єднана послідовно. Сигнальна обмотка охоплює

Рис. 5.5. Ферозонд: 1 – сердечники; 2- котушка намагнічування; 3 – котушка сигнальна.

82

Якщо зонд помістити в магнітне поле Землі з напруженістю горизон-тальної складової Н3, то в сердечниках виникне постійний магнітний потік Ф3, пропорційний магнітної проникності матеріалу сердечника. При подачі в обмотку намагнічування 2 змінного струму частотою f сердечники нама-гнічуються і їх магнітна проникність μ змінюється. При цьому постійний магнітний потік, що виник в сердечниках від напруженості магнітного по-ля Землі при зміні магнітної проникності пермалоя сердечників, перетво-рюється на змінний пульсуючий потік, а останній за законом електромаг-нітної індукції викликає в сигнальних обмотках, намотаних поверх стриж-нів, електрорушійну силу.

При максимальних значеннях струму намагнічування відбувається на-сичення сердечників, різко зменшується їх магнітна проникність і відпові-дно до цього зменшується в сердечниках магнітний потік Ф3. При змен-шенні струму намагнічування і проходженні його через нульові значення магнітна проникність сердечників збільшується, досягаючи максимального значенн

За один період змін ння двічі відбувається зміна магнітної проникності сердечників і, отже, потоку Ф3.

Рис. 5.6. Принцип роботи ферозонда

я, і магнітний потік Ф3 стає при цьому максимальним. и струму намагнічува

83

Таким чином, якщо струм намагнічування змінюється з частотою f, магнітний потік Ф3 в сердечниках буде змінюватися з подвійною частотою 2f і буде наводити в сигнальній обмотці, що охоплює обидва сердечника, електрорушійну силу е з частотою 2f.

Обмотка намагнічування 2 з'єднана так, що при живленні її змінним струмом з частотою f в сердечниках створюються два магнітні потоки Фf, компенсуючи один одного, тому вони не викликають в сигнальної обмотці електрорушійної сили.

Таким чином, обмотки намагнічування служать тільки для перетво-рення постійного поля Землі в сердечниках в пульсуюче.

Величина електрорушійної сили e, що наводяться в сигнальній обмот-ці, залежить від кута ψ між напрямком поздовжньої осі сердечників зонда і напрямком горизонтальної складової магнітного поля Землі.

5.2.2.3. Блок підсилювачів БУ-12

Блок підсилювачів БУ-12 призначений для забезпечення роботи слід-куючих систем гіроскопічного, гіромагнітного й астрономічного курсів і необхідних комутацій режимів роботи курсової системи. Зовнішній вигляд блоку підсилювачів представлений на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Зовнішній вигляд блоку підсилювачів БУ-12

84

Блок підсилювачів забезпечує роботу курсової системи в наступних

режимах: - у режимі ГПК, тобто широтної корекції; - у режимі швидкого узгодження (БС), тобто прискореної початкової

виставки по сигналах з магнітного коректора (МК) і із задавача курсу (ЗК); - у режимі повільного узгодження (МС), тобто азимутальної корекції

по МК і ЗК. Блок підсилювачів містить окремі підсилювальні пристрої, що пра-

цюють незалежно друг від друга: - два підсилювачі датчиків моменту; - чотири підсилювачі низької частоти ( що працюють у режимі шви-

дкого узгодження); - підсилювач релейний, - тридцять п'ять малогабаритних реле, комутуючих режими роботи; Для запобігання від дії ударних і вібраційних перевантажень, а також

для комутації з іншими елементами курсової системи блок підсилювачів уста

для: - відтворення кутового положення умовної осі чутливості індукційно-

го датчика відносно горизонтальної складової магнітного поля Землі; - компенсації девіації; - компенсації методичних і інструментальних погрішностей магнітно-

го коректора; - формування й видачі магнітного (або істинного) курсу в курсову си-

стему; - роботи як задатчик курсу. Корекційний механізм складається з: - корпуса; - синусно-косинусного трансформатора; - підсилювача;

новлюється, на амортизаційній рамі РА-6.

5.2.2.4.Корекційний механізм КМ-2Б

Корекційний механізм КМ-2Б призначений

85

- блоку компенсаційних каналів, призначеного для компенсації напів-круговий девіації; методичних погрішностей від прискорення Коріолиса й інших прискорень об'єкта.

У корекційному механізмі КМ-2Б передбачена можливість перевірки власної працездатності без відключення його від системи, при натисканні кнопки, розташованої на лицьовій панелі КМ-2.

Рис. 5.8. Зовнішній вигляд КМ-2Б

5.2.2

ічному, так і в південному півкулях;

дкості узгодження в режимі магнітної

з:

і:

.5. Пульт керування ПУ-38Б

Пульт керування призначений для: - вибору режиму роботи курсової системи; - уведення широтної корекції на гіроскоп від добового обертання Зе-

млі як у півн- компенсації відходів гіроскопа в азимуті від його незбалансованості; - включення прискореної шви

корекції; - живлення широтних потенціометрів стабілізованою напругою жив-

лення. Пульт керування ПУ-38Б складається- лицьової панелі зі світлопроводом; - корпуса; - кожуха. На лицьову панель пульта ПУ-38Б виведен

86

- перемикач режимів; - шкала лічильника широтного потенціометра для індикації широти

місц

изначена для швидкого узгодження системи в режи

я; - кремальєра для уведення широти; - кнопка узгодження, прмі МК, ЗК;

Рис. 5.9. Зовнішній вигляд пульта ПУ-38Б

- лампотримач зі світлофільтром «Відмова», призначений для сигналі-зації завалу гіроагрегата;

- лампотримач зі світлофільтром «ϕавт» для сигналізації наявності ав-томатичного уведення широти від навігаційного обчислювача.

5.2.3. Режими роботи курсової системи «Гребінь»

5.2.3.1. Режим гіропівкомпаса.

Режим ГПК - є основним. Для включення системи в режим ГПК не-обхідно перемикач режимів роботи на пульті керування встановити в по-ложення «ГПК». Тумблер " НАСТРОЮВАННЯ-РОБОТА" у положення «РОБОТА».

Компенсація відходів гіроскопів, що викликаються обертан-ням Землі, здійснюється про допомогою широтного компенсатора.

Широтний компен з мостового задавача сигналів широти місця, підсилювача і азимутального датчика моментів.

добовим

сатор (рис. 5.10) складається

87

Одна з діагоналей мостового надавача живиться від спеціального ста-біліз діагональ одним кінцем з'єднана із вход ом зворотного зв'язку. На вихід

атора пульта керування CH, а друга ом підсилювача У-119, другим кінцем з опор підсилювача У-119 підключений азимутальний датчик моментів.

Рис. 5.10. Схема формування сигналу широтної корекції: 6 - датчик моментів; R2 і R3 - багатооборотні потенціометри; Roc – опір зворотнго

ДМ- о- зв'язку; В-119 – підсилювач широтної корекції;СН- стабілізатор напруги

залежно від широти місця, а другий – R2 є балансуваль-

ним і для видачі додаткової напруги на вхід підсилювача У-119 для компенсації відходів гіроскопа від його розбалансу в процесі експлуатації. З виходу підсилювача У-119 на статорну обмотку датчика моментів надходить струм. Взаємодія магнітного поля створюваного стру-мом в обмотці статора датчика моментів ДМ-6 з постійним магнітом рото-ра, розташованим на горизонтальній осі гіроскопа, створює момент, що викликає прецесію осі гороскопа в потрібному напрямку з необхідною швидкістю, залежно від широти місця. Ця прецесія компенсує "гаданий" відхід гіроскопа викликаний добовим обертанням Землі.

Опір зворотного зв'язка Rос, виконаного з матеріалу малим темпера-турним коефіцієнто руму, що протікає через обмотку ДМ-6. Обмотка статора цього датчика, виконана з мідного

Мостовий надавач сигналів містить два багатооборотні прецизійні по-

тенціометри. Один з них - RЗ є широтним і служить для подачі напруги навхід підсилювача

призначений

зм опору, служить для стабілізації ст

88

дрот межах ±20% від номінального значення, і, відпо-

відн о ким коефі-

зворотним зв'яз- ДМ-6 напрузі ком-

ового гіроскопа».

сучасних швидкостях польоту, необхідно широту місця ввод

атичне увед

із таки .

5.2.3.2. Режим магнітної корекції

Режим магнітної корекції застосовується для узгодження сигналів ку-рсу, що видаються гиропівкомпаса, з показаннями датчика магнітного кур-су.

Чутливим елементом, що визначає магнітний курс, є індукційний дат-чик ІД-6, сигнальні обмотки якого пов'язані зі статорними обмотками СКТ-приймача (СКТ1) каналу ІД корекційного механізму КМ-2.

Напруга, що знімається з обмоток ротора СКТ каналу ІД корекційного механізму КМ-2, подається на вхід підсилювача У99 і далі на обмотку управління електродвигуна, який через редуктор приводить ротор СКТ в положення, відповідне нульової е.р.с. на вході підсилювача.

аким чином, за будь-якого повороту індукційного датчика на довіль-

у, тому її опір при крайніх значеннях температури навколишнього по-вітря може змінюватися в

о, таким же буде зміна струму в обмотці. Це у свою чергу приведе дпояви більших погрішностей. Застосування підсилювача з велицієнтом підсилення по постійному струму з негативнимком дозволяє зберегти відповідність струму в статоріпенсації «уявного» відходу курс

На точність видачі курсу в режимі ГПК істотний вплив робить точ-ність введення в систему значень широти місця літака. Розрахунки пока-зують, що, для того щоб, додаткова погрішність була не більше 0,1°/годину при

ити з точністю 0,3°, тобто через кожні 4-5 хвилин польоту. Це, звичайно, може бути здійснено тільки автоматично. Автомення величини ϕω sin3 в системі "Гребінь" може здійснюватися шля-

хом перемикання потенціометра R3 пульту керування на потенціометрми ж параметрами, але розташованого в навігаційному обчислювачі

Командою на перемикання потенціометрів є сигнал навігаційного обчис-лювача.

Тний кут в горизонтальній площині щодо вектора горизонтальної складової

89

магн

(вер

ю на п

ітного поля Землі, тобто в разі розвороту літака (вертольота), буде ві-дповідати поворот на такий же кут ротора СКТ корекційного механізму.

На одну вісь з ротором СКТ каналу ІД корекційного механізму поса-джені ротори СКТ (СКТ2, СКТ3) першого і другого каналів корекційного механізму КМ-2, статор першого каналу пов'язаний електричним зв'язком зі статором СКТГА гіроагрегата ГА-8.

Сигнал неузгодженості між СКТ-датчиком гіроагрегата і СКТ першо-го каналу корекційного механізму надходить на вхід підсилювача гіромаг-нітного курсу УГМК (блок БУ-2) і далі на датчик моментів ДМ-6, розта-шований на горизонтальній осі гіроагрегата. Датчик створює момент на горизонтальній осі, що викликає прецесію гіроско

Рис. 5.11. Режим магнітної корекції

па щодо вимірювальної т

П т ц

тний курс.

икальної) осі. Прецесія гіроскопа триває до тих пір, поки не наступить узгоджене положення СКТ корекційного механізму і СКТ-датчика гіроаг-регата. ри акому зв'язку індукційний датчик - корек ійний механізм - гіроагрегат з вимірювальної осі гіроскопа знімається гіроскопічний курс, безперервно коректований по магнітному курсу, тобто гіромагні

За потреби в КМ-2 може бути уведене магнітне схилення - або крема-льєрою, розташовано ередній частині приладу праворуч унизу, або за допомогою двигуна Д2, керування яким здійснюється двохполюсним пе-ремикачем.

Півкругова девіація компенсується подачею в сигнальні обмотки ін-дукційного датчика сигналів постійного струму зі спеціальних потенціоме-

90

трів R5, R6 («В-З», «З-Ю»), розташованих у блоці підсилювачів БУ-12. Ство

ей дистанційних передач здійснюється електричним лекальним при-стро

рсів (0°, 15°,..., 345°

оризонтально-му п

рюване електромагнітне поле компенсує поле твердого заліза об'єкта. Компенсація почетвереної девіації, девіації вищих порядків і погріш-

ностєм, розташованим у корекційному механізмі КМ-2. Щітка 24 - відвід-

ного (через кожні 15°) - кільцевого потенціометра R4 зв'язана з віссю poтoрів СКТ 1 і СКТ 2. Потенціал щітки на кожному з 24 ку

) регулюється гвинтами, зв'язаними із движками потенціометрів R 9-R32, розміщеними на передній панелі КМ-2, під кришкою написом "Ком-пенсатор девіації".

Для підвищення точності режиму магнітної корекції у гольоті з поступальною швидкістю передбачена компенсація методич-

ної погрішності ІД-6, обумовленої відхиленням площини чутливих елеме-нтів від горизонтальної при прискореннях Коріолиса. Сигнал компенсації постійного струму, пропорційний ϕ⋅⋅ω≈Δ sin2 VЗк , (де ωЗ - кутова швид-

кість

5.2.3.3. Режим задатчика курсу

обертання Землі; V - шляхова швидкість), виробляється в пульті ке-рування і подається в сигнальну обмотку елемента ИД-6, перпендикуляр-ного поздовжньої осі ВР.

Включення режиму ЗК здійснюється переведенням перемикача режи-му роботи системи в положення «ЗК», перемикача " НАСТРОЮВАННЯ-РОБОТА" у положення "РОБОТА". На КМ-2 загоряється сигнальна лампа ЗК. У цьому випадку реле К5 відключено. Через нормально замкнутий ко-нтакт реле К5 на датчик моментів ДМА надходить сигнал неузгодженості слідкуючої системи СКТ3 - СКТГА. Кутове положення ротора СКТ3 відпо-відно до заданого курсу ψЗК установлюється в такий же спосіб, як і уве-дення магнітного схилення в режимі МК - за допомогою кремальєри або двохполюсного перемикача.

Після закінчення споживачеві видаєть- перехідного процесу корекції,

ся сигнал заданого курсу зкΨ .

91

5.2.3.4. Підрежими повільного й швидкого узгодження

Основним підрежимом курсової системи "Гребінь" у режимі МК, у процесі якого здійснюється фільтрація вихідних погрішностей датчиків курсу, є процес повільного узгодження. У даному підрежимі корекція ази-мутального положення головної осі гіроскопа здійснюється за допомогою датчика моментів ДМА. Керуючим сигналом ДМА є сигнал неузгодженості слідкуючої системи, що складається зі СКТ1 одного з коректорів і гіропів-компаса. Нормальна швидкість корекції в підрежимі повільного узгоджен-ня становить 2°- 4° за хвилину.

У випадках необхідності збільшення швидкості корекції до 10°/с (на-приклад, виставки за магнітним курсом при заході на посадку, початковій виставці й т.д.) використовується підрежим швидкого узгодження. Швидке узгодження здійснюється натисканням кнопки "УЗГОДЖЕННЯ" на пульті керування. Спрацьовує реле К2 і своєю контактною групою перемикає ке-руючий сигнал неузгодженості через фазочутливий підсилювач на обмотку управління двигуна Д3. Двигун Д3 повертає статор СКТГА до усунення си-гналу неузгодженості.

Тривале включення підрежиму швидкого узгодження в польоті не ре-комендується. Внаслідок того, що в даному підрежимі вихідний сигнал ку-рсової системи несе невідфільтровану високочастотну погрішність корек-торів, тривале включення підрежиму може викликати накопичення погрі-шності в споживачів і інші небажані явища.

Режим контролю. Режим контролю застосовується для експрес оцін-ки працездатності курсової системи «Гребінь». Здійснюється в режимі МК шляхом натискання на кнопку «Контроль 315», розташовану на лицьовій панелі корекційного механізму КМ-2Б.

При натисканні кнопки «Контроль 315» спрацьовує реле К1 корекцій-ного механізму. Своєю контактною групою з'єднує послідовно сигнальні обмотки ферозондів індукційного дат пругою 27В через опір чика ІД-6 з наR34.

Постійний струм, що протікає через сигнальні обмотки ферозондів IД-6, створює магнітне поле, напрямок якого створює «фіктивний курс» 315°±10°. Слідкуюча система КМ-2Б відпрацьовує цей курс, а далі він

92

спрацьовується слідкуючою системою корекційного механізму гіроагрега-та.

Таким чином, можна одержати інформацію про справність елементів магнітного компаса й курсової системи в цілому.

5.3. Опис лабораторної установки

Лабораторна установка для проведення лабораторної роботи містить: − комплект курсової системи "Гребінь"; − малогабаритну гіровертикаль МГВ-1; − контрольно-перевірочну апаратуру КПАП "Гребінь";

іл КПА-5. На рис. 5.12 представлена структурна схема лабораторної установки.

− пульт живлення й уведення несправностей ППВН; − поворотний ст

Рис. 5.12. Структурна схема лабораторної установки

На лицьову панель установки КПАП "Гребінь" (рис. 5.13) винесені наступні елементи контролю й керування:

93

94

Рис. 5.13. Установка КПАП «Гребінь»

вихідного сигналу кур-сової− призначені для перевірки

для перемикання режи-

ю; ння постій-

− -ним струмом− сигнальні лампи Л4 і Л5 РЕВЕРС, що служать для перевірки реверса обертання підшипників гіроагрегата ГА-8; − сигнальні лампи Л6 і Л7 ВІРАЖ, що служать для перевірки спрацьо-вування схеми компенсації віражних помилок; − гнізда А, В, З, Ш2 -Ш7, призначені для підключення зовнішніх кон-трольно-вимірювальних приладів.

− покажчик УППС, призначений для контролю

2,

;

системи; кнопка Кн і підстроювальний резистор Rпрацездатності покажчика УППС; − перемикач В1 Uкор/ОБІГРІВ, призначениймів контролю; − вимикач В2, призначений для перемикання режимів контрол− сигнальна лампа Л1, що служить для контролю живленим струмом; сигнальні лампи Л2 і Л3, що служать для контролю живлення змін

На лицьову панель пульта живлення й уведення несправностей ППВН винесені:

− вимикач ПИТ, що забезпечує включення живлення установки; − вимикач ВК, службовець імітатором вимикача корекції; − кнопка АРЕТИР, що служить для аретирування приладу МГВ-1; − сигнальна лампа ВІДМОВА, що служить для уведення несправнос-тей у курсову систему "Гребінь". Поворотний стіл КПА-5 із установленими на ньому: приладом МГВ,

гіроагрегатом ГА-8 і індукційним датчиком ІД-6 служить для імітації ма-неврів літального апарата по крену, тангажу й в азимуті.

5.4. Порядок виконання роботи

Порядок виконання роботи наведений у таблиці 5.1. Відповідні техно-логічні карти виконання робіт видаються інженером (викладачем) при проведенні робіт.

Таблиця 5.1.

Перелік перевірок

№ п/п Зміст 1 Зовнішній огляд 2 Підготовка лабораторного стенда до роботи і його включення 3 Перевірка системи убудованим контролем 4 Перевірка швидкостей узгодження в режимі магнітної корекції 5 Перевірка правильності узгодження в режимі ЗК 6 Перевірка швидкостей узгодження в режимі ЗК

7 Перевірка й регулювання величини дрейфів гіроскопа ГА-8 (списання власних дрейфів)

8 Визначення карданної погрішності при включеній МГВ 9 Визначення карданної погрішності ГА-8 при відключеній МГВ

10 Визначення погрішності курсового гіроскопа через епізодичне уведення широти місця розташування

11 Вимикання стендового комплекту

Розглянемо докладно основні пункти перевірок (досліджень) згідно табл. 5.1.

95

5.4.1. Зовнішній огляд

Зробити зовнішній огляд агрегатів ГА-8, КМ-2, ПУ-38, ІД-6, БУ-12, РА-6 без знімання їх зі стенда.

Зовнішні покриття приладів не повинні бути порушені. Скла приладів не повинні мати тріщин, подряпин. Захисні ковпачки сигнальних ламп по-винні мати ущільнювальні прокладки. Кріплення приладів повинне бути надійним. 5.4.2. Підготовка лабораторного стенда до роботи і його включення

Поворотний стіл КПА-5 з розташованими на ньому агрегатами ГА-8, МГВ-1С и ИД-6 установити по тангажу, крену й азимуту на нульові зна-чення. На пульті керування ПУ-38 установити перемикачі:

- НАСТР-РАБ у положення РАБ; - режим - ГПК; рукояткою ШИРОТА виставити широту місця ϕ = 50° 30′ (широта

всі тумблери уведення несправностей поставити у

го механізму КМ-2 установити на

бінь перемикач В1 поставити в положення 3. поло-

троль наявності живлення по сигнальних лампах Л1, Л2

ни після включення живлення зробити аретирування

кається 2-3 повторні натис-

- місцезнаходження м. Києва).

На пульті ПВНверхнє положення, а вимикач «ВК» у положення «ВК».

Поворотом кремальєри корекційнолічильнику «схилення» показання "0".

На КПАП Гре Вимикачі ПИТ на ПВН і В2 на КПАП ГРЕБІНЬ поставити в

ження ВКЛ. При цьому гіроскопи МГВ і ГА-8 починають розкручуватися. Здійснити кон

і Л3. Примітка: лампи Л1, Л3 - горять яскраво, Л2 - тускле. Через 2 хвили

МГВ кнопкою АРРЕТ на ПВН. Після натискання кнопки лампа ВІДМОВА повинна згаснути. Якщо лампа не гасне, допускання на 2-3 секунди.

96

5.4.3. Перевірка системи убудованим контролем

Одночасно нажати кнопки «315°±10°» на КМ-2 і СОГЛАС на ПУ-38. пови-Після відпрацьовування слідкуючих систем покажчики УППС і КМ

нні показувати величину курсу 315°±10°.

5.4.4. Перевірка швидкості узгодження в режимі магнітної корек-ції

Нормальна швидкість узгодження. Перемикач режимів робіт ПУ-38 установити в положення МК. Натисканням кнопки узгодження на пульті керування погодити показання КМ-2 і УППС-1 відпустити кнопку, уста-новити на КМ-2 за допомогою кремальєри схилення 10° -12°, включити секу повороту стрілки УППС-1 че-рез о

ість узгодження

ндомір (помітити час) і зафіксувати кутдну хвилину. Нормальна швидкість узгодження повинна бути від 2 до 4°/хв. Велика швидк . Лічильник схилення КМ-2 установити

на "0". Натисканням кнопки пульта керування погодити показУППС-1. Перемкнути систему в -38. На КМ-2 за допо-могою перемикача напівавтоматичного уведення схилення ввести зі зна-к або "−" 170°. Перемкнути си в режим МК, нажати кнопку ш идкого час п ходж ка від розподілу кута 170° на ч

Вели 0°/с. Показання л ильни

5.4.5Пере

лицьовій и-льнику с овно встановити значення 30 УЗГОДЖЕННЯ» на пульті ке-рування -

" °, 120°. На покажчику установки УППС-1 повинні послідовно

ання КМ-2 і режим ГПК на ПУ

ом "+" стему в узгодження й одночасно включити секундомір. Замірити ро ення стрілкою УППС-1 кута 170°. Част

ас узгодження в секундах є великою швидкістю узгодження. ка швидкість узгодження повинна бути не менш 1

іч ка «СХИЛЕННЯ» на КМ-2 обнулити.

. Перевірка правильності узгодження в режимі ЗК микач режимів робіт ПУ-38 установити в положення ЗК. На

панелі КМ-2 повинна засвітитися лампа з написом ЗК. На лічхилення КМ-2 зі знаком "+" послід

°, 60°, 90°, 120° і при натиснутій кнопці « стежити за показаннями УППС-1. Аналогічно провести перевір

ку, установлюючи на лічильнику схилення КМ-2 значення зі знаком "−30°, 60°, 90

97

встановлюватися значення 30°, 60°, 90°, 120° з точністю ± 1° при уста-ачення 330°, 300°, 270°, 240° при установці на

лічи

я КМ (+) 30° 60° 90° 120°

новці лічильника "+" і знльнику схилення значень зі знаком "−". Результати вимірів занести в

табл. 5.2. Таблиця 5.2.

Результати перевірок узгодження в режимі ЗК

ПоказаннПоказання УППС-1 Показання КМ (-) -30° -60° -90° -120°Показання УППС-1

5.4.6. Перевірка швидкостей узгодження в режимі ЗК дкість узгодженняНормальна шви . Перемикач режимів робіт ПУ-38

уста КМ-2 і УППС-1 відпустити кнопку, устано-

витилки УППС-1 через

одну

новити в положення «ЗК». Натисканням кнопки узгодження на пульті керування погодити показання

на КМ-2 за допомогою кремальєри схилення 10° - 15°, включити се-кундомір (помітити час) і зафіксувати кут повороту стрі

хвилину. Нормальна швидкість узгодження повинна бути від 2 до 4°/хв. Велика швидкість узгодження. Лічильник схилення КМ-2 установи-

ти н показання КМ-

сти зомір. Замірити

час п

5.4.7. Перевірка й регулювання величини дрейфів гіроскопа ГА-8 Перевірку робити через 35 хвилин після включення живлення. Ручкою

на ПУ-38 установити широту місця ϕ = 50° 30′ північної широти з точніс-тю до 0,1°. По покажчику УППС-1 зафіксувати показання курсу й одноча-

а "0". Натисканням кнопки пульта керування погодити 2 і УППС-1. Перемкнути систему в режим ЦПК на ПУ-38. На КМ-2

за допомогою перемикача напівавтоматичного уведення відмінювання вве-і знаком "+" або "−" 170°. Перемкнути систему в режим ЗК, нажати

кнопку швидкого узгодження й одночасно включити секундроходження стрілкою УППС-1 кута 170°. Більша швидкість узго-

дження повинна бути не менш 10°/с. Показання лічильника «СХИЛЕН-НЯ» на КМ-2 обнулити. На ПУ-38 перемикач режимів робіт установити в «ГПК».

98

сно ти нові показання УПП

перевірку). Величина «дрейфу» повинна бути не більше 1°/годину в нормальних кліматичних умовах.

Якщо погрішність на широті місця перевірки перевищує припустиму вели

рецесію з швидкістю 1,5°/година.

пізо-дичн

КПАП ГРЕБІНЬ у вихідне поло

включити секундомір. Через 15 хвилин зафіксуваС-1. Різниця показань до й після перевірки буде дрейфом гіроскопа

ГА-8 за 15 хвилин. Потім абсолютну величину отриманого «дрейфу» по-множити на 4 (перерахування на годинну

чину, необхідно повертати гвинт поправочного потенціометра, роз-ташованого на лицьовій стороні пульта керування ПУ-38. Якщо різниця показань позитивна, то гвинт поправочного потенціометра обертати проти годинникової стрілки, якщо різниця показань негативна – за годинниковою стрілкою. Поворот гвинта поправочного потенціометра на один оберт ви-кликає додаткову п

5.4.10. Визначення погрішності курсового гіроскопа через ее уведення широти місця розташування

На пульті керування ПУ-38 увести широту місця розташування ϕ =70° с.ш. Перемикач роботи на ПУ-38 установити в положення МК. Зробити уз-годження показань на УППС за допомогою кнопки «СОГЛАС» на ПУ-38. Установити перемикач роботи на ПУ-38 у положення ГПК. Визначити показання УППС. Через 10 хвилин зняти показання з УППС. Розрахувати погрішність курсового гіроскопа через епізодичне уведення широти місця розташування.

5.4.11. Вимикання лабораторної установки Установити перемикачі й вимикачі пультівження.

5.5. Зміст звіту

Звіт по лабораторній роботі повинен містити: − Назва лабораторної роботи. − Ціль лабораторної роботи. − Основні технічні характеристики курсової системи Гребінь. − Таблиці, зазначені в розділі 5.4.

99

100

ди по проробленій роботі.

5.6. Контрольні питання

1. Призначенної систе ". дані системи.

4 роботи сист Гребінукцію індукційного датчика ИД-6.

6 Який курс вимірює індукційний датчик. 78

1

− Графіки помилки виміру курсу курсової системи «Гребінь» при за-вданні ненульового кута крену ГА-8 на різних вихідних курсах, що задаються за допомогою поворотного стола КПА-5. − Виво

я курсової системи "Гребінь". 2. Комплект курсов ми "Гребінь 3. Основні технічні

. Основні режими курсової еми " ь". 5. Пояснити констр

.

. Який курс вимірює система "Гребінь" у режимі "ГПК".

. Поясніть роботу системи убудованого контролю. 9. Чим відрізняється гіроскоп напрямку ГА-8 від ГПК-52? 10. Як проводиться компенсація систематичної складової «відходу» гі-

роскопа ГА-8. 11. Які типи струмовідводів використовуються на внутрішніх і зовніш-

ніх осях підвісу? 2. Як зменшується вплив моментів тертя по осі внутрішньої рамки на

погрішності ГА-8?

5.7. Література

1. Воробьев В.Г. и др. Авиационные приборы, информационно-измерительные системы и комплексы. Под ред. В.Г.Воробьева. – М: Тран-спорт, 1992.

2. Авиационные приборы и навигационные системы. Под ред. О.А.Бабича. – М.: ВВИА, 1981.

3. Морозов А.И., Рахимов А.Х. "Гребень". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. МО, 1974.