Поплавковий гіроскоп

Реферат: UA 80092 U UA 80092 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 балансування 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 зсередини від гіромотора, рідина зменшує швидкість проникаючих ззовні звукових хвиль, і, тим самим, знижує збурення поверхні гіровузла 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 кожуху, 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 ззовні акустичних хвиль, що збільшує амплітуду збурених коливань поверхні корпуса ПГ і, відповідно, гіровузла, 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 його бічній поверхні наскрізних поздовжних прорізів однакової ширини і довжини, а внутрішній поверхні теплового кожуха, окрім торців де встановлений корпус ПГ, надання більшого ніж у корпуса діаметра для створення між ними циліндричної повітряної порожнини, що зменшить збурення корпуса ПГ і, відповідно, гіровузла енергією звукових хвиль, і призведе до росту точності вимірювань курсу. Поставлена задача вирішується тим, що в ПГ, який містить розміщений в тепловому кожуху 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 бічна поверхня теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними поздовжніми прорізями однакової ширини і довжини, а внутрішня поверхня теплового кожуха, окрім торців, де встановлюється корпус ПГ, має більший ніж корпус діаметр і утворює циліндричну повітряну порожнину між корпусом і тепловим кожухом. Зазначені відмітні ознаки забезпечують зміну циліндричної форми бічної поверхні теплового кожуха з гладкої, що має місце в найближчому аналогу, на дискретно-неперервно перфоровану наскрізними поздовжніми прорізями однакової ширини і довжини, а більший за корпус діаметр внутрішньої поверхні теплового кожуха, окрім торців для встановлення корпусу ПГ, утворює циліндричну повітряну порожнину між корпусом і тепловим кожухом (резонансний екран), що за інших, рівних з найближчим аналогом умов, створює додаткове розсіяння енергії проникаючих 1 UA 80092 U 5 10 15 20 25 30 35 ззовні потужних ударних звукових хвиль при льотній експлуатації гіперзвукових літальних апаратів, а це знижує збурення ними гіровузла і призводить до зростання точності визначення курсу об'єкта. На кресленні схематично зображений ПГ, що заявляється, 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 гіровузол 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, зовнішня поверхня 11 якого дискретно-неперервно перфорована наскрізними поздовжніми прорізями 12 однакової ширини і довжини, а внутрішня поверхня теплового кожуха, окрім торців, де встановлюється корпус ПГ, має діаметр D1, більший за діаметр корпуса D, внаслідок чого утворюється циліндрична повітряна порожнина 14. Працює ПГ наступним чином. При дії на корпус 1 звукових хвиль 13, його стінки набувають пружно-напруженого стану і приходять в коливальний рух. Оскільки на зовнішній поверхні 9 корпуса 1 встановлений тепловий кожух 10 з перфорацією наскрізними поздовжніми прорізями 12 однакової ширини і довжини, а внутрішня поверхня теплового кожуха, окрім торців, де встановлюється корпус ПГ, має більший ніж у корпуса діаметр і утворює циліндричну повітряну порожнину 14 (резонансний екран) між корпусом 1 і тепловим кожухом 10, яка з'єднана із наскрізними прорізями 12, замість перфорованої поверхні в найближчому аналогу, відбувається ефективне розсіювання енергії звукових хвиль 13 спричиненим коливальним рухом маси повітря в прорізях перфорації 12 на пружній поверхні циліндричної повітряної порожнини, а, отже, і зменшується амплітуда генерованих в корпусі 1 пружних коливань, що в свою чергу, послабляє пружно-напружений стан поверхні гіровузла 4 пройдешньою, значно ослабленою, акустичною хвилею (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). За рахунок перфорації поверхні теплового кожуха і створення резонансного екрана, забезпечується більш інтенсивне розсіювання енергії звукових хвиль спричиненим ними коливальним рухом маси повітря в прорізях перфорації на пружній поверхні циліндричної повітряної порожнини між корпусом і тепловим кожухом і послаблення рівня проникаючого всередину поплавкового гіроскопа випромінювання, що знижує збурення гіровузла і призводить до росту точності вимірювань. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Поплавковий гіроскоп, який містить циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розташованим в порожнині корпуса герметичним поплавковим підвісом з гіромотором та датчиками кута і моментів для визначення курсу, встановленим на опорах в торцях корпуса, на зовнішній частині корпуса розміщено тепловий кожух, який відрізняється тим, що бічна поверхня теплового кожуха виконана дискретнонеперервно перфорованою наскрізними поздовжніми прорізями однакової ширини і довжини, а внутрішня поверхня теплового кожуха, окрім торців, де встановлюється корпус, має більший ніж корпус діаметр і утворює циліндричну повітряну порожнину між корпусом і тепловим кожухом. 2 UA 80092 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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