Гирокомпас

механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления. Преимущества Г. По сравнению с магнитным Компасом состоят в том, что он указывает направление географического (а не магнитного) меридиана, что на его показания существенно меньше, чем на магнитный компас, влияют перемещающиеся металлические массы (железо, сталь) и электромагнитные поля и что его точность в условиях маневрирования и колебаний объекта значительно выше. Принцип действия Г. Основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли. Его идея была предложена французским учёным Л. Фуко. Гирокомпас Фуко представляет собой двухстепенной астатический Гироскоп, ось которого перемещается в плоскости горизонта и благодаря возникающему из-за вращения Земли гироскопическому моменту стремится совместиться с плоскостью меридиана.

Г. Фуко не нашёл применения на подвижных объектах, подверженных колебаниям, но его идея была использована при разработке некоторых образцов наземных Г. На подвижных объектах широко применяются одно- и двухроторные Г., основанные на использовании трёхстепенных гироскопов. В однороторном мореходном Г. Используется трёхстепенной гироскоп, центр тяжести которого смещен в его экваториальной плоскости ниже точки подвеса, т. Е. Позиционный гироскоп. В зависимости от способа создания маятникового эффекта различают Г. С маятником, Г. С ртутными сосудами, Г. С косвенной коррекцией. В Г. С маятником (рис. 1) ротор 1 заключён в гирокамеру 2, к нижней части которой подвешен груз 3. Гирокамера установлена в наружном кардановом кольце (на рис.

Не показано), ось вращения которого расположена вертикально. Когда ось АВ ротора не находится в плоскости меридиана (отклонена на Восток или на Запад), она, стремясь в соответствии со свойствами трёхстепенного гироскопа сохранять своё направление по отношению к звёздам, будет вследствие вращения Земли отклоняться от плоскости горизонта (например, её конец В, если он отклонен к Востоку, будет приподниматься, как бы следя за восхождением звёзд). Вместе с осью AB будет отклоняться и гирокамера 2 с грузом 3 относительно плоскости горизонта. В результате относительно точки подвеса возникнет момент силы тяжести, который вызовет прецессионное движение оси АВ к плоскости меридиана. В своём движении ось АВ «проскочит» плоскость меридиана и тогда под действием момента силы тяжести она начнёт прецессировать в обратном направлении и т.д.

После погашения этих А колебаний специальным демпфером ось АВ устанавливается в плоскости меридиана. В Г. С ртутными сосудами (рис. 2) ротор 1 и гирокамера 2 отбалансированы так, что их общий центр тяжести совмещен с точкой подвеса. С гирокамерой связана система сообщающихся сосудов 3, частично заполненных ртутью. К правому сосуду прикреплена т. Н. Лапа 5, связывающая сосуды с гирокамерой. При отклонении оси гироскопа от плоскости горизонта избыток ртути в одном из сосудов обусловливает приложение к гироскопу момента силы тяжести, аналогичного соответствующему моменту в Г. С маятником. В Г. С косвенной коррекцией используется трёхстепенной астатический гироскоп, на гирокамере которого установлен маятник (акселерометр), фиксирующий угол отклонения оси гироскопа от плоскости горизонта.

На основании информации об этом угле в приборе формируются сигналы моментов коррекции, которые прикладываются к гироскопу с помощью соответствующих датчиков моментов, установленных на осях карданова подвеса гироскопа. Подобные приборы могут также работать в режиме гироскопа направления. Из однороторных Г. Применяются в основном Г. С ртутными сосудами. Двухроторный Г. Чувствительный элемент этого Г. (рис. 3) — гиросфера, или поплавок, представляет собой полую сферу 1. В гиросфере помещены гироскопы 2 и 3, гидравлический успокоитель для погашения собственных колебаний и др. Элементы. Оси собственного вращения гироскопов 2 и 3 расположены горизонтально, а оси прецессии — вертикально и связаны с шарнирным механизмом спарником 4, который соединён пружинами 5 с корпусом гиросферы.

В исходном положении (при невращающихся роторах) оси гироскопов составляют с направлением NS гиросферы равные углы Е=45°. Центр тяжести гиросферы находится на её вертикальной оси ниже её геометрического центра, что обеспечивает, как и в однороторном Г., необходимый маятниковый момент. Гиросфера помещена в жидкость и поэтому в подвесе имеет место лишь вязкое трение. Для обеспечения невозмущаемости Г. Ускорениями объекта параметры системы подбирают так, чтобы период прецессионных колебаний гиросферы при отсутствии затухания составлял 84,4 мин. Наличие в Г. Двух гироскопов существенно снижает погрешности прибора при качке корабля. Погрешности Г. При прямом курсе и постоянной скорости хода корабля не превышают нескольких десятых долей градуса.

Г. Весьма широко распространены на кораблях морского флота. Разновидность Г. — гирогоризонт-компас, предназначенный для определения курса корабля и углов отклонения его относительно плоскости горизонта. А. Ю. Ишлинский, С. С. Ривкин. Рис. 1. Принципиальная схема чувствительного элемента однороторного гирокомпаса с маятником. 1 — ротор. 2 — гирокамера. 3 — груз. Рис. 2. Принципиальная схема чувствительного элемента однороторного гирокомпаса с ртутными сосудами. 1 — ротор. 2 — гирокамера. 3 — сосуды с ртутью. 4 — соединительная трубка. 5 — лапа. Рис. 3. Принципиальная схема чувствительного элемента двухроторного гирокомпаса. NS и WE — направления север — юг и восток — запад. H1, H2 — кинетические моменты гироскопов. 1 — гиросфера. 2, 3 — гироскопы.

4 — спарник. 5 — пружины..