Поплавковий гіроскоп

Реферат: UA 80090 U UA 80090 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, літаючих роботів 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. СРСР № 1779129, G01С 19/20, 1996]. Недолік цього ПГ полягає в складності виготовлення та балансировки внаслідок наявності в його конструкції деталей з поверхнями сферичної форми. Найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю і ефектом, що досягається, 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 корпуса герметичний гіровузол з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу (див. наприклад: 1) В.П. Данилин. Гироскопические приборы. - М.: Высш. шк., 1965. - С. 404, рис. 56.1, рис. 56.3, рис. 56.6; 2) У. Ригли, У. Холлистер, У. Денхард. Теория, проектирование и испытание гироскопов. - М.: Мир, 1972. - С. 288, фиг. 14.1, с. 292). 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 із середини від гіромотора, рідина зменшує швидкість проникаючих із зовні 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) В.Н. Мельник, В.В. Карачун. Нелинейные колебания в полиагрегатном подвесе гироскопа. - К.: "Корнейчук", 2008. - рис. 1.4, рис. 1.5, с. 13, с. 14; 2) В.В. Карачун, В.Г. Лозовик, В.Н. Мельник. Дифракция звуковых волн на подвесе гироскопа. - К.: "Корнейчук", 2000. - С. 49, рис, 1.13, 1.14 и с. 11, рис. 1.3; 3) В.В. Карачун, В.Н. Мельник, О.Я. Ковалец. Поплавковый гироскоп. Дифракция звуковых волн на импедансном подвесе. - К.: Наук, думка, 2011. - С. 162, рис. 5.3, с. 183-185, рис. 5.15. Підвищення температури рідини слугує сигналом для дії системи терморегуляції, що знаходиться в тепловому кожусі, і рідина буде охолоджуватися до необхідної температури, внаслідок чого буде зростати швидкість пройдешніх звукових хвиль і відповідно будуть рости амплітуди вимушених коливань поверхні підвісу і відповідно знижуватися точність вимірювань. Іншою причиною зниження точності вимірювань ПГ є те, що тепловий кожух, віддаючи назовні в оточуюче середовище надлишкове тепло, підігріває повітря поза корпусом і тим самим підвищує швидкість проникаючих із зовні акустичних хвиль, що збільшує амплітуду збурених коливань поверхні корпуса ПГ і, відповідно, поплавкового підвісу, що також знижує точність вимірювань. В основу корисної моделі поставлена задача зменшення амплітуд генерованих звуковими хвилями в стінках корпуса та в робочій рідині коливань шляхом зміни конструкції теплового кожуха і надання поверхні його торцевих кришок дискретно-неперервно перфорованої форми у вигляді наскрізних отворів однакової площі поперечного перерізу, затягнутої із внутрішньої сторони (зі сторони торців корпуса ПГ) сіткою, яка відокремлює кінці отворів від повітряної порожнини між корпусом і кришками (резонансний звукопоглинач), що зменшить збурення гіровузла енергією звукових хвиль і призведе 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 корпуса герметичним гіровузлом з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу, згідно з корисною моделлю, новим є те, що поверхня торцевих кришок теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними отворами однакової площі поперечного перерізу і затягнутої із внутрішньої сторони (зі сторони торців корпуса ПГ) сіткою, яка відокремлює кінці отворів від повітряної порожнини між корпусом і кришками. Зазначені відмітні ознаки забезпечують зміну поверхні торцевих кришок теплового кожуха з гладкої, що має місце в найближчому аналогу, на дискретно-неперервно перфоровану наскрізними отворами однакової площі поперечного перерізу і затягнутої із внутрішньої сторони (зі сторони торців корпуса ПГ) сіткою, яка відокремлює кінці отворів від повітряної порожнини між корпусом і кришками, що, за інших рівних з найближчим аналогом умов, створює додаткове розсіяння енергії проникаючих із зовні потужних ударних звукових хвиль при льотній 1 UA 80090 U 5 10 15 20 25 30 експлуатації гіперзвукових літальних апаратів, а це знижує збурення ними гіровузла і призводить до зростання точності визначення курсу об'єкта. На кресленні схематично зображений заявлений 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 корпуса 1, розташований поплавковий підвіс 4 з гіромотором 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 з кришками 11, які дискретно-неперервно перфоровані наскрізними отворами 12 однакової площі поперечного перерізу і затягнуті із внутрішньої сторони 13 (зі сторони торців корпуса 1) сіткою 14, яка відокремлює кінці отворів 12 від повітряної порожнини 15 між корпусом і внутрішньою поверхнею 13 кришок теплового кожуха. Працює ПГ наступним чином. При дії на корпус 1 звукових хвиль 16, його стінки набувають пружно-деформованого стану і приходять в коливальний рух. Оскільки на зовнішній поверхні 9 корпуса 1 встановлений тепловий кожух 10 з кришками 11, які дискретно-неперервно перфоровані наскрізними отворами 12 однакової площі поперечного перерізу і затягнуті із внутрішньої сторони 13 (зі сторони торців корпуса 1) сіткою 14, замість гладкої поверхні в найближчому аналогу, відбувається ефективне поглинання енергії звукових хвиль 16 спричиненим ними коливальним рухом маси повітря в отворах 12 перфорації на пружній поверхні повітряної порожнини 15 між внутрішньою поверхнею 13 торцевих кришок 11 і торцями корпуса 1, причому опір перфорації 12 звуковим хвилям 16, внаслідок тертя маси повітря об стінки наскрізних отворів, а отже і ефективність звукопоглинання можна регулювати сіткою 14, таким чином зменшуючи амплітуду генерованих в корпусі 1 пружних коливань, що, в свою чергу, послабляє пружно-напружений стан поверхні поплавкового підвісу 4 значно ослабленою акустичною хвилею 16 і призводить до росту точності вимірювань (див. наприклад: 1) Справочник по технической акустике. Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера; Пер. с нем. - Л.: Судостроение, 1980. - С. 310, рис. 15.8; 2) В.В. Карачун, Я.Ф. Каюк, В.Н. Мельник. Волновые задачи поплавкового гироскопа. - К.: "Корнейчук", 2007. - С. 33, табл. 1.1, с. 34, рис. 1.4-1.7; 3) А.Е. Колесников. Шум и вибрация. - Л.: Судостроение, 1988. С. 138, рис. 4.13). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Поплавковий гіроскоп, який містить циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розташованим в порожнині корпуса герметичним поплавковим підвісом з промотором 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 торцевих кришок теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними отворами однакової площі поперечного перерізу і затягнута із внутрішньої сторони сіткою, яка відокремлює кінці отворів від повітряної порожнини між корпусом і кришками. 2 UA 80090 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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