Поплавковий гіроскоп

Реферат: Поплавковий гіроскоп містить циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розташованим в порожнині корпусу герметичним поплавковим підвісом з гіромотором та датчиками кута і моментів для визначення курсу, встановленим на опорах в торцях корпусу, на зовнішній частині корпуса розміщено тепловий кожух. Поверхня теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними радіальними отворами різної площі поперечного перерізу. UA 80018 U (54) ПОПЛАВКОВИЙ ГІРОСКОП UA 80018 U UA 80018 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до точного машинобудування, а саме до поплавкових гіроскопів, і може бути використана у складі інерціальних навігаційних систем гіперзвукових високоточних ракет, надзвукової авіації, розгінних крилатих ракет, планеруючих снарядів, гіперзвукову швидкість яким забезпечують маршеві ступені звичайних балістичних ракет, та інших гіперзвукових літальних апаратів, які при льотній експлуатації підвладні дії потужних ударних звукових хвиль. Відомий поплавковий гіроскоп (ПГ), який містить сферичний корпус із сферичною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розміщений в корпусі гіровузол (поплавок) з опорами і датчиками кута і моментів [А.с. СССР № 1779129, G01C19/20, 1996]. Недолік цього ПГ полягає в складності виготовлення та балансування внаслідок наявності в його конструкції деталей з поверхнями сферичної форми. Найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю і досягуваним ефектом є прийнятий за найближчий аналог ПГ, який містить розміщений в тепловому кожусі циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розміщений в порожнині корпусу герметичний гіровузол з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу (див., наприклад: 1) Ригли У., Холлистер У., Денхард У. Теория, проектирование и испытание гироскопов. - М.: Мир, 1972, с. 288, фиг. 14.1, с. 292; 2) Ягодкин В.В., Хлебников Г.А. Гироприборы баллистических ракет. - М.: Воениздат, 1967, с. 126, рис. 53; 3) В.П. Данилин. Гироскопические приборы. - М.: Высш. шк., 1965, с. 404, рис. 56.1, рис. 56.3, рис. 56.6). Відомий ПГ простіший у виготовленні та балансуванні, але він недостатньо ефективно захищає гіровузол від збурення проникаючими потужними ударними звуковими хвилями, що знижує точність вимірювань і є основним його недоліком. Зазначений недолік обумовлений тим, що робоча рідина рідинностатичної складової підвісу вже початково слугує добрим транслятором звукових хвиль. Нагріваючись зсередини від гіромотора, рідина зменшує швидкість проникаючих іззовні звукових хвиль, і, тим самим, знижує збурення поверхні поплавкового підвісу і породжене цим небажане явище дифракції звукових хвиль із значним підвищенням амплітуди вимушених пружних коливань його поверхні, які сприймаються гіровузлом за вхідний сигнал, в дійсності будучи "хибним" (див., наприклад 1) Мельник В.Н., Карачун В.В. Нелинейные колебания в полиагрегатном подвесе гироскопа. - К.: "Корнейчук", 2008, рис. 1.4, рис. 1.5, с. 13, с. 14; 2) Карачун В.В., Лозовик В.Г., Мельник В.Н. Дифракция звуковых волн на подвесе гироскопа. - К.: "Корнейчук", 2000, с. 49, рис. 1.13, 1.14 і с. 11, рис. 1.3). Іншою причиною зниження точності вимірювань ПГ є те, що тепловий кожух, віддаючи назовні, в оточуюче середовище, надлишкове тепло, нагріває повітря поза корпусом і, тим самим, сприяє підвищенню швидкості проникаючих іззовні акустичних хвиль, що збільшує амплітуду збурених коливань поверхні корпусу ПГ і, відповідно, поплавкового підвісу, що знижує точність вимірювань. В основу корисної моделі поставлена задача зменшення амплітуд генерованих звуковими хвилями в стінках корпусу та в робочій рідині коливань шляхом зміни конструкції теплового кожуха і надання його поверхні дискретно-неперервної перфорованої форми у вигляді наскрізних радіальних отворів різної площі поперечного перерізу, що зменшить збурення гіровузла енергією звукових хвиль і приведе до зростання точності вимірювань курсу. Поставлена задача вирішується тим, що в ПГ, який містить розміщений в тепловому кожусі циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розміщеним в порожнині корпусу герметичним гіровузлом з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу, згідно з корисною моделлю, новим є те, що поверхня теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними радіальними отворами різної площі поперечного перерізу. Зазначені відмітні ознаки забезпечують зміну циліндричної форми бічної поверхні теплового кожуха з гладкої, що має місце в найближчому аналозі, на дискретно-неперервно перфоровану, що за інших рівних з найближчим аналогом умов, чинить додаткове розсіяння енергії проникаючих іззовні потужних ударних звукових хвиль при льотній експлуатації гіперзвукових літальних апаратів, а це знижує збурення ними гіровузла і призводить до зростання точності визначення курса об'єкта. На кресленні схематично зображений заявлюваний ПГ в поздовжньому (фіг. 1) та поперечному А-А перерізі (фіг. 2). ПГ містить корпус 1 з циліндричною, діаметром D, порожниною 2, яка частково заповнена робочою рідиною 3. В порожнині 2 корпусу 1, розташований поплавковий підвіс 4 з промотором 5, який встановлюється на опорах 6 і має датчик кута 7 і датчик моментів 8 для визначення курсу. На зовнішній поверхні 9 корпуса 1 розміщений тепловий кожух 10, зовнішня поверхня 11 1 UA 80018 U 5 10 15 якого дискретно-неперервно перфорована наскрізними радіальними отворами 12 різної площі поперечного перерізу. Працює ПГ наступним чином. При дії на корпус 1 звукових хвиль 13, його стінки набувають пружно-деформованого стану і приходять в коливальний рух. Оскільки, на зовнішній поверхні 9 корпуса 1 встановлений тепловий кожух 10 з перфорацією радіальними наскрізними отворами 12 різної площі поперечного перерізу, замість неперфорованої поверхні в найближчому аналозі, відбувається ефективне розсіювання енергії звукових хвиль 13 породженим ними коливальним рухом повітря в цих отворах, а, отже, і зменшується амплітуда генерованих в корпусі 1 пружних коливань, що, в свою чергу, послабить пружно-напружений стан поверхні поплавка 4 пройдешньою, значно ослабленою, акустичною хвилею (див., наприклад: 1) А.Е. Колесников. Шум и вибрация. Л.: Судостроение, 1988, с. 140, рис. 4.15, с. 138, рис. 4.13; 2) Справочник по технической акустике. Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера; Пер. с нем. - Л.: Судостроение, 1980, с. 310, рис. 15.8). Наявність наскрізних отворів різної площі поперечного перерізу розширить смугу частот послаблюваних ударних звукових хвиль. Зменшення, в порівнянні з найближчим аналогом, амплітуди генерованих звуковими хвилями коливань в стінках корпусу ПГ, знизить збурення гіровузла аеродинамічним шумом, що призведе до росту точності вимірювань. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Поплавковий гіроскоп, який містить циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розташованим в порожнині корпусу герметичним поплавковим підвісом з гіромотором та датчиками кута і моментів для визначення курсу, встановленим на опорах в торцях корпусу, на зовнішній частині корпуса розміщено тепловий кожух, який відрізняється тим, що поверхня теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними радіальними отворами різної площі поперечного перерізу. 2 UA 80018 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3