Поплавковий гіроскоп

Реферат: UA 80019 U UA 80019 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. СССР № 1779129, G01C 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 корпусу герметичний гіровузол з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу (див., наприклад: 1) Данилин В.П. 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 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) 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) Карачун В.В., Мельник В.Н., Ковалец О.Я. Поплавковый гироскоп. Дифракция звуковых волн на импедансном подвесе. - К.: Наук, думка, 2011, с. 162, рис. 5.3, с. 183-185, рис. 5.15). 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 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-неперервно перфорованої форми у вигляді наскрізних радіальних отворів однакової площі поперечного перетину, які закінчуються сферичними повітряними порожнинами, 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 кожуху 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 однакової площі поперечного перетину, які закінчуються сферичними повітряними порожнинами, утвореними співпадаючими півсферами теплового кожуха і корпуса. Зазначені відмітні ознаки забезпечують зміну циліндричної форми бічної поверхні теплового кожуха з гладкої, що має місце в найближчому аналогу, на дискретно-неперервно перфоровану, що, за інших рівних з найближчим аналогом умов, створює додаткове розсіяння енергії проникаючих ззовні потужних ударних звукових хвиль при льотній експлуатації гіперзвукових літальних апаратів, а це знижує збурення ними гіровузла і призводить до зростання точностівизначення курсу об'єкта. На кресленні схематично зображений заявляємий 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 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 1 UA 80019 U 5 10 15 20 25 якого дискретно-неперервно перфорована наскрізними радіальними отворами 12 однакової площі поперечного перетину, які закінчуються сферичними повітряними порожнинами 14. 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 однакової площі поперечного перетину, замість неперфорованої поверхні в найближчому аналогу, відбувається ефективне розсіювання енергії звукових хвиль 13 коливальним рухом, що спричиняється ними, маси повітря в отворах перфорації 12 на пружній поверхні повітряних сферичних порожнин 14 в кінці наскрізних отворів, а, отже, і зменшується амплітуда генерованих в корпусі 1 пружних коливань, що, в свою чергу, послабляє пружно-напружений стан поверхні поплавка 4 пройдешньою, значно ослабленою, акустичною хвилею (див., наприклад: Справочник по технической акустике. Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера; Пер. с нем. - Л.: Судостроение, 1980, с. 310, рис. 15.8). За рахунок перфорації поверхні теплового кожуха, забезпечується розсіювання енергії звукових хвиль коливальним рухом, що спричиняється ними, маси повітря в отворах перфорації на пружній поверхні повітряних сферичних порожнин в кінці наскрізних отворів і послаблення рівня проникаючого всередину поплавкового гіроскопа випромінювання, що знижує збурення гіровузла і призводить до росту точності вимірювань. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Поплавковий гіроскоп, який містить циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розташованим в порожнині корпусу 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 теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними, однакової площі поперечного перетину, радіальними отворами, які закінчуються сферичними повітряними порожнинами, утвореними співпадаючими півсферами теплового кожуха і корпуса. 2 UA 80019 U 3 UA 80019 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 4