• Главная <
  • Галерея
  • Карта сайта
  • Наши контакты
  • Обратная связь

Принцип роботи гіроскопа

Гіроскоп в перекладі з давньогрецької мови означає дивитися обертання - це пристрій, який здатний виміряти у пов'язаної з ним предмета зміна кутів його орієнтації щодо інерційних систем координат і яке засноване на законі збереження моменту імпульсу. Гіроскопи від кількості ступенів свободи поділяються на двоступеневий і на триступеневе. А за своїм принципом дії гіроскопи можуть ділитися на механічні гіроскопи і оптичні гіроскопи. Також прийнято гіроскопи ділити по режиму їх дії на покажчики напрямку і датчики кутової швидкості. Часто одні пристрої можуть функціонувати в різних режимах і це залежить від типу управління.

З механічних гіроскопів особливу позицію займає роторний гіроскоп. Принцип його дії заснований на швидкому обертанні твердого тіла, що має вісь обертання, яка змінює свою орієнтацію в просторі. Швидкість обертання гіроскопа при цьому значно більше швидкості повороту його осі обертання. Основною властивістю гіроскопів цього типу - це здатність чітко зберігати в просторі постійний напрямок своєї осі обертання і при цьому відсутній вплив на цю вісь моменту зовнішньої сили. Вперше така властивість показав Фуко в 1852 році, коли він експериментально демонстрував обертання планети Земля. Саме через цю демонстрації обертання твердого тіла гіроскоп і отримав таку назву, що походить від грецьких слів: дивитися і обертання.

Двовісний роторний гіроскоп, його властивості та прецесія механічного гіроскопа.

Коли відбувається поворот гіроскопа навколо осі прецесії, перпендикулярної моменту зовнішніх сил, коли момент зовнішньої сили впливає навколо осі, яка перпендикулярна осі обертання його ротора, тоді гіроскоп повертається навколо осі прецесії, перпендикулярної моменту зовнішніх сил. Так, якщо дозволити гіроскоповой осі пересуватися тільки в площині горизонтальній, тоді вісь самого гіроскопа прагне стати по меридіану, але при тому так стає, що обертання гіроскопа відбувається точно так, як і обертання нашої планети. Якщо ж вісь буде рухатися вертикально (в площині меридіана), то вісь буде прагнути установаться паралельно осі землі. тому це виняткове властивість гіроскопа визначило широке застосування даного приладу.

радіокеровані вертольоти , Які оснащені гіроскопом, в повітрі набагато стійкіше, ніж радіокеровані вертольоти, які не мають в комплектації гіроскопа. Вони забезпечують плавний політ, вони не збиваються з наміченого курсу при попаданні в повітряну яму. Радіокеровані вертольоти з гіроскопом дозволяють новачкам пілотам, дуже швидко освоїти основні принципи пілотажу і азів польоту. Однією з кращих моделей на радіоуправлінні з гіроскопом є трьохканальний радіокерований вертоліт з соосной схемою гвинтів syma s032 .

Прямо пов'язане з появою коріолісовой сили це властивість гіроскопа. Так гіроскоп при дії моменту зовнішньої сили спочатку починає повертатися саме в такому напрямку дії виникає зовнішнього моменту, так званий нутационнимі кидок. При цьому всі частинки гіроскопа завдяки виникає моменту будуть в цей час пересуватися з переносною кутовий швидкістю його обертання. Однак роторний гіроскоп, крім цього, і сам теж обертається, отже, кожна частка гіроскопа буде мати свою відносну швидкість. Тому виникає коріолісова сила, яка і буде намагатися змусити гіроскоп рухатися тільки в перпендикулярному напрямку, завдяки прикладеному моменту, тобто виконувати прецесію. Прецессия викликатиме коріолісову силу, момент якої компенсує момент зовнішньої сили.

Вібраційні гіроскопи - це такі пристрої, які зберігають свої коливання в тільки одній площині, коли відбувається поворот. Такий тип гіроскопа є набагато простіше і дешевше при порівнянній точності, якщо порівнювати його з роторним гіроскопом. Якщо подивитися найчастіше зустрічається літературу, то там вживається останнім часом термін як «коріолісову вібруючі гіроскопи», принцип дії коріолісових вібруючих гіроскопів заснований на ефекті самої сили Коріоліса, яка присутня і у гіроскопів роторного типу.

Це властивість використовуються в приладах, у яких основною частиною є ротор, що швидко обертається і який має кілька ступенів свободи або осей можливого обертання. Найбільше застосування знайшли гіроскопи, поміщені в так званий карданний підвіс. А так як ці гіроскопи мають тільки три ступені свободи, то гіроскоп може здійснювати лише три незалежних повороту навколо своїх осей. Астатичними називаються гіроскопи, що мають збіг центру підвісу збігається і центру мас, в іншому випадку прилади називаються статичними гіроскопами. Якщо забезпечувати високошвидкісне обертання ротора гіроскопа, то для цього застосовуються зазвичай спеціальні гіромотори. При управлінні гіроскопом і для зняття з нього інформації, що цікавить зазвичай використовуються датчики моменту і датчики кута. Гіроскопи також використовуються у вигляді необхідних компонентів як в різних системах навігації (авіагоризонти, гірокомпаси тощо), а також і в інших нереактивного системах стабілізації і орієнтації космічних апаратів.

Гіроскопи призначені для гасіння кутових переміщень моделей вертольотів навколо осі, або стабілізації кутового переміщення моделей. В основному вони застосовуються на моделях вертольотів в тих випадках, коли необхідно підвищувати стабільність польоту моделі або створити стабільність штучно. Найбільше застосування (до 90%) в вертольотах звичної схеми гіроскопи знайшли для стабілізації по вертикальній осі шляхом управління кроком рульового гвинта. Відбувається це тому тим, що модель вертольота не має стабільність власної по вертикальній осі. Як правило, курс стабілізується на турбореактивних моделях для забезпечення безпечної посадки і зльоту, де великі швидкості і злітні дистанції, при вузькій злітно-посадковій смузі. Тангажу стабілізується на моделях вертольотів з негативною, нульовий або слабкою поздовжньої стійкістю, яка підвищує маневрені можливості моделей. Крен стабілізують навіть і на навчальних моделях.

Новости