Гірокомпас

Гірокомпас відноситься до приладобудування, зокрема до навігаційного приладобудування. Аналогом є гірокомпас з горизонтальною платформою, який описано в книзі Пельпора Д.С., Михалева В.А., Баумана В.А. и др. Гироскопические системы. Гироскопические приборы и системы.- М.: Высш. шк., 1988. - С.212216 та в статті Г.В. Попова, В.И. Эйдельнанта, В.А. Анисимова, В.Г. Попова Наземный гирокомпас на базе гирогоризонта, построенного на ДНИ/ Механіка гіроскопічних систем.-1999-2000. - Вип.15-16. - С.244-247. Зазначені аналоги використовують для визначення меридіану інформацію з датчиків кутової швидкості, які чутливі до динамічних збурень, і тому ці гірокомпаси можуть застосовува тись тільки як наземні. Відомо гірокомпас, який містить курсовий гіроскоп, встановлений на горизонтальній платформі. Цей пристрій описано в статті О.В. Збруцький, О.І. Нестеренко, А.В. Шевчук Математична модель однієї схеми курсокренопокажчика // Ме ханіка гіроскопічних систем. – 2001 - 2002. - Вип.17-18. - С.154-167. Пристрій, що заявляється, також містить курсовий гіроскоп, встановлений на горизонтальній платформі. Недоліком відомого пристрою є те, що в ньому курсовий гіроскоп працює в режимі гіроазимута, а не в режимі гірокомпасу. Це відбувається в наслідок того, що в відомому пристрої не має необхідних електричних зв'язків, через які б на датчик моменту гіроскопа, вісь якого горизонтальна, поступали сигнали про відхилення вектору кінетичного моменту ротора гіроскопа від площини горизонту. В основу винаходу поставлена задача забезпечення роботи пристрою в режимі гірокомпаса, який менш чутливий до динамічних збурень, шляхом накладання на курсовий гіроскоп необхідних корегуючих моментів, що приводять курсовий гіроскоп в меридіан за рахунок того, що датчик кута, вісь якого паралельна горизонтальній площині платформи, який видає сигнал про відхилення вектору кінетичного моменту ротора гіроскопа від горизонтальної площини платформи, електричне з'єднується через підсилювач з датчиком моменту гіроскопа, який розташовані співвісно з зазначеним датчиком кута. Гірокомпас, функціональна схема якого зображена на кресленні, складається з курсового гіроскопа 1 на базі динамічно настроюванного гіроскопа (ДНГ), що розташований на горизонтальній платформі 2. Горизонтальна слідкуюча рамка 3 та вертикальна слідкуюча рамка 4 призначені для слідкування за ротором ДНГ. Датчик кута горизонтальної слідкуючої рамки 5 визначає положення цієї рамки відносно платформи 2. 6- датчик моменту горизонтальної слідкуючої рамки. Датчик кута 7 вертикальної слідкуючої рамки визначає положення цієї рамки відносно вертикальної вісі платформи 2. 8- датчик моменту вертикальної слідкуючої рамки; 9, 10- датчики моменту та 11, 12- датчики кута ДНГ. Цей прилад працює наступним чином. По сигналах датчика кута 11 ДНГ, які через підсилювач поступають на датчик моменту 6, забезпечуєтся поворот рамки 3 навколо горизонтальної осі за ротором 1 ДНГ. Як виконуючий орган використовується датчик моменту 6. По сигналах датчика кута 12 ДНГ, які через підсилювач поступають на датчик моменту 8, забезпечується поворот рамки 4 навколо вертикальної осі за ротором 1 ДНГ. Як виконуючий орган використовується датчик моменту 8. Зазначені слідкуючі системи забезпечують роботу ДНГ в режимі вільного гіроскопа. Приведення в меридіан вектора кінетичного моменту ротора ДНГ 1 відбувається по сигналах датчика кута 5, який через підсилювач подається на датчики моменту 9, 10ДНГ. Зазначений датчик 5 вимірює кут між горизонтальною платформою 2 та ротором 1 ДНГ без урахування похибок слідкуючої системи рамки 3. Курсовий кут видається з датчика кута 7. Зазначений прилад може працювати і без слідкуючої системи, яка включає рамку 3, датчик кута 5 та датчик моменту 6. В цьому випадку датчик 11 вимірює кут між горизонтальною платформою 2 та ротором 1 ДНГ, а приведення в меридіан вектора кінетичного моменту ротора 1 ДНГ відбувається по сигналах зазначеного датчика кута 11, який через підсилювач подається на датчики моменту 9, 10 ДНГ. Рівняння, що описують роботу гірокомпасу наступні kk y e · b ду + b ду + w h a + w x =- · d H , · kk y a - wh b ду b + w z = w hd H ду b де d - похибка горизонтування платформи; ду - кут між вектором кінетичного моменту Н ротора ДНГ та k платформою; a - кут відхилення вектора кінетичного моменту ротора ДНГ від меридіану; y - коефіцієнт передачі підсилювача, що видає сигнал на датчик моменту, розташований на горизонтальній вісі ДНГ; e k коефіцієнт зниження відносно y коефіцієнта передачі підсилювача, що видає сигнал на датчик моменту, w ,w , w розташований на вертикальній вісі ДНГ; k - коефіцієнт передачі датчиків моменту ДНГ; x h z - складові кутової швидкості розвороту географічної системи координат у якої записані зазначенні рівняння. Зазначенні рівняння подібні до тих, що описані в книзі А.А. Одинцова Теория и расчет гироскопических приборов. - К.: Вища школа, 1985. - С.156, та показують можливість функціювання заявляємого гірокомпасу. Здійснення винаходу забезпечується можливістю виконати зазначені електричні з'єднання між датчиком кута та моменту, а також підтверджується наведеними вище рівняннями роботи гірокомпасу. Зменшення чутливості заявляємого гірокомпасу до динамічних збурень обумовлено тим, що цей гірокомпас не потребує для проведення в меридіан інформації з датчиків кутової швидкості і, крім того, кут відхилення вектора кінетичного моменту ротора гіроскопа вимірюється відносно горизонтальної платформи, а не визначається, наприклад, по сигналах акселерометрів, які як і датчики кутової швидкості більш чутливі до динамічних збурень.