Файл: Балуев В.М. Прицелы воздушной стрельбы учебное пособие.pdf

ся правилом правого буравчика. Если вращающееся тело рас-_

сматривать как правый буравчик, то направление вектора г совпадает с направлением осевого движения буравчика. Ана­

логично, если смотреть в направлении вектора М. то представ­ ляется, что сила Р старается повернуть тело по часовой стрел­ ке.

Теперь можно сформулировать второе правило определения

направления прецессии: под действием внешнего момента М гироскоп прецессирует таким образом, что вектор угловой ско­

рости собственного вращения г при этом стремится кратчайшим

путем к совмещению с вектором М.

Если гироскоп, помимо вращения вокруг оси симметрии, можно свободно поворачивать еще вокруг двух осей, перпен­ дикулярных к оси симметрии гироскопа и между собой, то говорят о свободном гироскопе или говорят, что гироскоп имеет три степени свободы. Примером свободного гироскопа является быстро вращающийся артиллерийский снаряд или гироскоп прицела типа АСП. Особенности баллистики снаряда, связан­ ные с гироскопическими его свойствами, рассмотрим в следую­ щем параграфе.

В этом параграфе познакомимся еще с работой двухстепен­ ных гироскопических измерителей угловой скорости.

Для измерения угловой скорости визирной линии в верти­ кальной и боковой плоскостях применяются гироскопические измерители (гиродатчики) угловой скорости. Гиродатчики раз­ мещаются на оптическом визире. В случае прицеливания с помощью радиолокационной станции угловые скорости измеря­ ются гиродатчиками, установленными на специальной гиропло­ щадке, которая в режиме прицеливания повторяет движение следящей антенныДля этого гироплощадка и антенна связаны

спомощью сельсинной следящей системы. В обзорном режиме, когда антенна работает с очень большими ускорениями, похо­ жими на удары, следящая система разрывается и гироплощадка

сгироскопами находится в покое.

закреплен специальный тяжелый маховик 2. Ротор мотора вме­ сте с этим маховиком и является гироскопом. Таким образом, ось ротора является осью собственного вращения гироскопа. Статор 3 мотора одновременно является рамкой гироскопа. На статоре расположена соленоидная катушка 4. Рамка гироскопа (статор мотора) вместе с соленоидом может свободно повора­ чиваться вокруг оси 1—1 в корпусе гироскопа. Таким образом, гиродатчик представляет собой гироскоп с двумя степенями свободы.

Корпус гироскопа жестко связан с оптическим визиром или с гироплощадкой, которая повторяет движения антенныСледо­ вательно, во всех случаях можно считать, что корпус гироскопа жестко связан с визиром.

Соленоидная катушка находится между мощными постоян­ ными магнитами. Постоянные магниты, жестко связанные с корпусом гироскопа, создают сильное магнитное поле, с кото­ рым .взаимодействует ток, текущий через соленоидную катушку.

Ток в катушке соленоида создается путем усиления и вы­ прямления сигнала индукционного датчика. По принципу действия индукционный датчик является дифференциальным трансформатором. Железный сердечник с тремя полюсами

укреплен на корпусе гироскопа. На боковые полюса намотаны две первичные обмотки. Эти обмотки соединены последователь­ но навстречу друг другу. На центральном полюсе намотана вторичная обмотка (рис. 1.9).

Второй частью индукционного датчика является якорь, укрепленный на рамке гироскопа (рис. 1.8 и 1-9). Если якорь

18

занимает нейтральное положение, симметричное относительно

величине и разные по знаку. Поэтому суммарное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки, равно нулю.

Если положение якоря относительно полюсов изменяется, то вследствие неравенства при этом воздушных зазоров «якорь — первый полюс» и «якорь — третий полюс» нарушается сим­ метрия магнитопроводов (т. е. нарушается равенство сопротив­ ления магнитопроводов) первичных обмоток. Поэтому наведен­ ные во вторичной обмотке электродвижущие силы не будут одинаковыми. Со вторичной обмотки будет сниматься разност­ ное напряжение, причем амплитуда этого напряжения зависит

снимаемое со вторичной обмотки индукционного датчика, после усиления и детектирования подается в катушку соленоида.

Таким образом, величина и направление постоянного тока, текущего в катушке соленоида, зависят от величины и направ­ ления отклонения якоря индукционного датчика от нейтрально­ го положения.

действующей на гироскоп, зависят от величины и направления

нейтрального положения.

Теперь рассмотрим работу гиродатчиков в целом. Для измерения угловой скорости визирной линии по составляющим

навливаются по два гиродатчика. Оси их роторов устанавли­

плоскости (рис. 1.8). Предположим, что поворачиваем визирное устройство (вместе с корпусом гироскопа) в вертикальной пло­ скости. Так как гироскоп сохраняет неизменным направление оси собственного вращения в пространстве, то реакция (давле­

ние) корпуса гироскопа на ось рамки 1— 1 создает момент М, направленный по измерительной оси. Под действием этого мо­ мента гироскоп прецессирует вокруг оси 1—1. При этом якорь индукционного датчика отклоняется от нейтрального положе­ ния, поэтому напряжение, снимаемое со вторичной обмотки индукционного датчика, не равняется нулю. Следовательно, в катушке соленоида будет течь ток, а взаимодействие тока с постоянным магнитом приведет к возникновению силы, прило­ женной к гироскопуСила действует в горизонтальной плоско­ сти, и гироскоп под действием этой силы будет прецессировать

ввертикальной плоскости.

Взависимости от направления вращения визирного устрой­ ства в вертикальной плоскости, якорь индукционного датчика отклоняется от нейтрального положения в такую сторону, что

соответствующие ей фаза напряжения во вторичной обмотке индукционного датчика и направление тока в соленоидной ка­ тушке приводят к созданию силы, под действием которой гироскоп прецессирует в вертикальной плоскости влед за ви­ зирным устройствомОтклонение якоря индукционного дат­ чика, напряжение во вторичной обмотке, сила тока в соленоид­ ной катушке и, наконец, сила, действующая на гироскоп, тем больше, чем больше угловая скорость вращения визирного устройства. Например, в гидродатчике ГР-2 сила тока в соле­ ноидной катушке в миллиамперах численно равняется угловой

скорости визирного устройства в градусах в секунду.

Следовательно, сила тока в соленоидной катушке может служить мерой угловой скорости визирного устройства. Если о цепь соленоидной катушки последовательно с ней включить потенциометр (рис. 1.9), то приложенное к потенциометру (или снимаемое с движка потенциометра) напряжение также можно принять в определенном масштабе за значение угловой скоро­ сти визирного устройства.

20

§5. ОСОБЕННОСТИ БАЛЛИСТИКИ СНАРЯДА ПРИ СТРЕЛЬБЕ ПОД УГЛОМ К НАПРАВЛЕНИЮ ПОЛЕТА САМОЛЕТА

Таблицы S t(cH^r> ®oi) и ё-ц (сн Дн) составляются обычно в предположении, что угол нутации снаряда равняется

нулю.

При стрельбе с подвижной установки самолета под некото­

ляет с вектором Уо1 некоторый угол. Она может быть заменена силой лобового сопротивления

/?т, направленной по вектору — у0ь нормальной силой RN (анало­ гичной подъемной силе крыла самолета), перпендикулярной к

вектору Уоь и опрокидывающим моментом М.

Момент Ж старается опрокинуть снаряд. На рис. !.П век­

тор момента М не показан, он направлен точно на нас. Так как за счет быстрого вращения вокруг оси симметрии снаряд ведет себя как гироскоп, то он не опрокидывается, а прецессирует. Для того, чтобы найти направление прецессии гироскопа, вспомним, что стволы пушек имеют у нас правые нарезки, т. е.

плоскости чертежа, причем нос снаряда выходит из плоскости чертежа и идет к нам. Вместе с прецессирующим снарядом

21