Датчик кутового положення і лінійної швидкості

Датчик кутового положення і лінійної швидкості, що містить гіроскоп, внутрішню і зовнішню ра 3 34944 4 осі. Таким чином поставлена задача повністю відСила, що діє на кожну сейсмічну масу в реповідає даній корисній моделі. зультаті польоту літального апарата з прискоренЗапропоноване технічне рішення пояснюється & ням Vx дорівнює кресленням на Фіг. & (5) Fx = mV x Датчик кутового положення та лінійної швидкості вміщує внутрішню раму з гіроскопом 1, сейсПід дією сили Fx виникає сила пружної деформічні маси 2, 3 у пружному підвісі, зовнішню раму мації пружини 4, перетворювачі кутового положення рам 5, 6, Fпр=Кж Х, (6) аретируючі пристрої 7, 8, блок управління 9. де Кж – жорсткість пружного підвісу. Принцип дії датчика заключається в наступноОскільки Fпp=F x, то з сумісного рішення (5) і (6) му. На Фіг. показано орієнтацію датчика на літальмаємо ному апараті, де зв'язану з літальним апаратом & m · V x (7) X = . систему координат позначено OXYZ. К ж У даному випадку вісь підвісу внутрішньої раПісля підстановки (7) у (4), знаходимо, що куми 1 паралельна поздовжній осі літального апаратова швидкість прецесії відносно осі X дорівнює та ОХ, вісь підвісу зовнішньої рами 4 розташована паралельно поперечній осі літального апарата OZ, 2 ·m · g m & & wх = · · Vx = KVx , (8) H Kж а вісь кінетичного моменту гіроскопа H співпадає з вертикальною віссю симетрії літального апарата 2·m·g m OY. Перед запуском літального апарата за доподе K = · - постійний коефіцієнт. H Kж могою аретируючих пристроїв 7 і 8 осі підвісу внуПрипустимо, що такт вимірювання дорівнює t. трішньої і зовнішньої рам строго зафіксовані параТоді за час вимірювання t внутрішня рама 1 повелельно осям зв'язаної системи координат OXYZ. рнеться на визначений кут Після подачі живлення на гіроскоп і виходу його на номінальні оберти датчик готовий до роботи. t t & & (9) a = w dt = K V dt , При відсутності прискорення V x вздовж осі ОХ, сейсмічні маси 2 і 3 займають положення, що відповідає зааретированому стану. При виникненні & прискорення V x літального апарата під час польоту сейсмічні маси 2 і 3 зміщуються на величину X, в результаті чого відносно осі OZ виникає момент Mz=2mgx, (1) де m, g - відповідно маса сейсмічної маси і прискорення свободного падіння. Момент Mz призводить до появи кутової швидкості прецесії wx відносно осі ОХ wx = Mz , H (2) де Н – кінетичний момент гіроскопа. З появою wx виникає гіроскопічний момент z MГ , котрий зрівноважує момент MZ: Mz = MZ . Г (3) & Таким чином, при виникненні прискорення V x зовнішня рама 4 не змінює свого початкового положення у просторі. З ура хуванням (1) вираження (2) приймає наступний вид 2mg wx = ·X. (4) H ò x 0 звідки a = KVx . ò x 0 (10) Як видно з (10), кут повороту внутрішньої рами 1 прямо пропорційний швидкості польоту літального апарата. При цьому сигнал, що виробляється за допомогою перетворювача кутового положення 5 подається в систему управління швидкістю літального апарата, а сигнал, що виробляється з перетворювача кутового положення 6 - в систему стабілізації кутового положення, наприклад, в систему стабілізації літального апарата по тангажу. До позитивних якостей вимірювання за допомогою даного приладу можна віднести і те, що в моменти горизонтального польоту і відсутності прискорення за допомогою аретируючих пристроїв гіроскоп і його внутрішня і зовнішня рами можуть бути приведені в початковий стан. Цим самим ліквідуються усі похибки, що можуть накопичуватися за рахунок наявності дебалансу і інших збурюючих факторів. Таким чином поставлена задача повністю вирішується. Корисна модель дійсно забезпечує вимірювання водночас як кутове положення літального апарата так і лінійну швидкість, що при наявності трьох таких пристроїв на літальному апараті дозволяє спроектувати інерціальний навігаційний блок з меншими габаритами та масою відповідно до блоків, що містить окремі вимірювачі кутового положення і лінійного прискорення відносно осей X,Y і Z. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 34944 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601