Gyroskop nima? Gyroskop

Optik giroskoplar

Ular optik tolali va lazerli giroskoplarga bo'linadi. Faoliyat printsipi 1913 yilda kashf etilgan Sagnac effektiga asoslangan. Nazariy jihatdan, SRT yordamida tushuntiriladi. STO ma'lumotlariga ko'ra, yorug'lik tezligi har qanday inersial yo'nalishda o'zgarmasdir. Inertial bo'lmagan tizimda u c dan farq qilishi mumkin. Qurilmaning aylanish yo'nalishi bo'yicha va aylanish yo'nalishiga qarshi yorug'lik nurini yuborayotganda, nurlarning kelishi vaqtidagi farq (interferometr tomonidan aniqlanadi) inertsiyadagi mos yozuvlar doirasidagi nurlarning optik yo'llarida farqni topishga imkon beradi va shuning uchun nurni o'tish paytida qurilmaning burchakli aylanish qiymati. Effektning kattaligi interferometrning burilish tezligi va interferometrdagi yorug'lik to'lqinlarining tarqalishi bilan bevosita mutanosibdir:

bu erda turli yo'nalishlarda tarqaladigan nurlarning kelishi vaqtidagi farq, konturning maydoni, giroskopning burilish tezligi. Qiymat juda kichik bo'lgani uchun uni passiv interferometrlar yordamida to'g'ridan-to'g'ri o'lchash faqat tolasi uzunligi 500-1000 m bo'lgan tolali-optik girozlarda mumkin. Lazerli giroskopning aylanuvchi halqali interferometrida kontrpropagatsiya to'lqinlarining fazaviy siljishini o'lchash mumkin:

to'lqin uzunligi qayerda.

Gimbaldagi eng oddiy mexanik gyroskopning sxemasi

Giroskopning xususiyatlari qurilmalarda - giroskoplarda qo'llaniladi, uning asosiy qismi tez aylanadigan rotor bo'lib, u bir necha darajali erkinlikka ega (mumkin bo'lgan aylanish o'qlari).

Eng ko'p ishlatiladigan gyroskoplar gimbalga joylashtirilgan. Bunday gyroskoplar 3 daraja erkinlikka ega, ya'ni u eksa atrofida 3 ta mustaqil aylanishni amalga oshirishi mumkin AA ", BB "   va CC "to'xtatib turish markazida kesishgan Ohbazaga nisbatan qoladi A   harakatsiz.

Stabilizatsiya tizimlari

Stabilizatsiya tizimlari uchta asosiy turga bo'linadi.

• 
  Quvvatni barqarorlashtirish tizimi (ikki bosqichli giroskoplarda).
  

Har bir eksa atrofida barqarorlash uchun bitta giroskop kerak. Stabilizatsiya giroskop va tushirish mexanizmi tomonidan amalga oshiriladi, boshida гирoskopik moment mavjud, undan keyin tushirish vositasi ulanadi.

• 
  Ko'rsatkich-quvvatni barqarorlashtirish tizimi (ikki bosqichli giroskoplarda).
  

Har bir eksa atrofida barqarorlash uchun bitta giroskop kerak. Stabilizatsiya faqat dvigatellarni tushirish orqali amalga oshiriladi, ammo boshida ahamiyatsiz bo'lishi mumkin bo'lgan kichik giroskopik moment paydo bo'ladi.

• 
  Ko'rsatkichlarni barqarorlashtirish tizimi (uch bosqichli giroskoplarda)
  

Ikki eksa atrofida barqarorlash uchun bitta giroskop kerak. Stabilizatsiya faqat dvigatellarni tushirish orqali amalga oshiriladi.

Gyroskoplarning yangi turlari

Gyro-qurilmalarning aniqligi va operatsion xususiyatlariga doimiy ravishda o'sib borayotgan talablar dunyoning ko'plab mamlakatlaridagi olim va muhandislarni nafaqat aylanadigan rotor bilan klassik giroskoplarni yaxshilashga, balki ob'ektning burchak harakatini parametrlarini o'lchash va namoyish qilish uchun sezgir sensorlar yaratish muammolarini hal qilishga qodir bo'lgan yangi g'oyalarni izlashga majbur qilmoqda.

Hozirda ma'lum yuzdan ortiq   giroskopik muammolarni hal qilishga imkon beradigan turli xil hodisalar va jismoniy printsiplar. Rossiya va AQShda tegishli kashfiyotlar va ixtirolar uchun minglab patentlar va mualliflik guvohnomalari berildi.

Aniq gyroskoplar uzoq masofali strategik raketalarni boshqarish tizimlarida qo'llanilganligi sababli, ushbu sohadagi tadqiqotlar haqidagi ma'lumotlar Sovuq urush davrida yashirin deb tasniflangan.

Istiqbol - bu kvant gyroskoplarining rivojlanish yo'nalishi.

Giroskopik asboblarni rivojlantirish istiqbollari

Bugungi kunda iste'molchilarning keng doirasini qondiradigan juda aniq гирoskopik tizimlar yaratildi. Harbiy-sanoat kompleksi uchun dunyoning etakchi davlatlari byudjetlarida mablag'larning kamayishi gyroskopik texnologiyalarning fuqarolik qo'llanilishiga qiziqishni keskin oshirdi. Masalan, bugungi kunda avtomashinalar yoki videokameralar uchun stabilizatsiya tizimlarida mikromekanik giroskoplardan foydalanish keng tarqalgan.

GPS va GLONASS kabi navigatsiya usullari tarafdorlarining fikriga ko'ra, yuqori aniqlikdagi yo'ldoshli navigatsiya sohasidagi ulkan yutuqlar avtonom navigatsiya vositalarini keraksiz qildi (sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimi (SNA) qamrov zonasida, ya'ni sayyorada). Hozirgi vaqtda massa, o'lcham va narx jihatidan SNA tizimlari гирoskopikdan ustundir.

Ayni paytda ish olib borilmoqda uchinchi avlod navigatsiya yo'ldosh tizimi. Bu sizga DGPS tuzatish signalining qamrov zonasida bo'lganda, differentsial rejimda santimetr birliklarining aniqligi bilan Er yuzidagi ob'ektlarning koordinatalarini aniqlash imkonini beradi. Shu bilan birga, kurs gyroskoplaridan foydalanishning hojati yo'q. Masalan, ikkita sun'iy yo'ldosh signallarini qabul qiluvchi samolyot qanotiga o'rnatilishi samolyotning vertikal o'q atrofida aylanishi haqida ma'lumot olish imkonini beradi.

Biroq, SNA tizimlari sun'iy yo'ldoshlarning yomon ko'rinishi bilan shahar sharoitida vaziyatni aniq aniqlay olmaydi. Shunga o'xshash muammolar o'rmonli joylarda ham uchraydi. Bundan tashqari, SNK signallarining o'tishi atmosferadagi jarayonlarga, to'siqlarga va signallarni qayta aks ettirishga bog'liq. Avtonom gyroskopik asboblar hamma joyda - er osti, suv ostida, kosmosda ishlaydi.

Samolyotlarda SNA aniq ANN yoqilgan uzoq uchastkalari. Samolyotning egilish burchagini o'lchash uchun ikkita SNS-qabul qilgichdan foydalanish bir necha darajagacha xatolarga olib keladi. SNA yordamida samolyotning tezligini aniqlash orqali kursni hisoblash ham etarlicha aniq emas. Shu sababli, zamonaviy navigatsiya tizimlarida eng yaxshi echim - integratsiyalashgan (o'rnatilgan) ANN / SNA tizimi deb ataladigan sun'iy yo'ldosh va giroskopik tizimlarning kombinatsiyasi.

So'nggi o'n yilliklarda gyroskopik texnologiyaning evolyutsion rivojlanishi sifat o'zgarishi ostonasiga yaqinlashdi. Shuning uchun endilikda гирoskopiya sohasidagi mutaxassislarning diqqat-e'tiborlari bunday qurilmalarning nostandart qo'llanmalarini izlashga qaratilgan. Yangi qiziqarli vazifalar ochildi: geologik qidiruv, zilzilalarni bashorat qilish, temir yo'l va neft quvurlari, tibbiy asbob-uskunalar va boshqa joylarning holatini juda aniq o'lchash.