Файл: Нечаев П.А. Электронавигационные приборы учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 223

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ное положение, т. е. в плоскость меридиана. Однако платформа уходит из меридиана не только при повороте или рыскании судна, но и в резуль­ тате вращения самой плоскости меридиана. Известно, что вследствие вращения Земли и движения судна по земной поверхности плоскость меридиана наблюдателя непрерывно вращается в пространстве с угло­

вой скоростью (о+ sin ф -г

tg ф (см. § 15). Следовательно,

°

*\+

для стабилизации платформы в плоскости меридиана она должна не­ прерывно поворачиваться вокруг вертикальной оси с такой же угловой скоростью.

Достигается это следующим путем. Инерциальный координатор имеет вычислительное устройство (на рисунке не показано), в котором

вычисляются величины ю+ sin ф и — И1<' tg ф поданным ф, vc и ИК,

снимаемым на выходе инерциального координатора. Сигнал азимуталь­

ной коррекции, пропорциональный величине со+ sin ф -f —-^п tg ф,

подается на датчик момента 6 азимутального гироскопа. Момент на валу датчика момента уравновешивает момент гироскопической реакции, вызванной поворотом азимутального гироскопа вследствие вращения плоскости меридиана. Этот поворот, в свою очередь, вызовет появле­ ние дополнительного сигнального напряжения в датчике сигнала и вращение электродвигателя Д1. Таким образом, платформа будет непрерывно следовать за плоскостью меридиана.

Гироскопы горизонтальной стабилизации и их стабилизирующие приводы обеспечивают стабилизацию платформы в плоскости горизон­ та. Стабилизирующие приводы гироскопов горизонтальной стабилиза­ ции состоят из датчиков сигналов 5, усилителей 7 и 8 и двигателей Д2 и ДЗ (см. рис. 74), которые через редукторы связаны с платформой по осям N —S и Ost — W. Если платформа отклонится от горизонтально­ го положения (например, на качке судна), то гироскопы горизонталь­ ной стабилизации вместе с платформой совершают вынужденную пре­ цессию вокруг входных осей, что приводит к появлению сигнальных напряжений в датчиках сигналов. Напряжения сигналов, пропорцио­ нальные углам поворотов платформы относительно осей N — S и Ost — —W, подаются на двигатели горизонтальной стабилизации, которые возвращают платформу в исходное положение.

Платформа отклоняется от горизонтального положения и в резуль­ тате вращения самой плоскости горизонта. Известно, что вследствие суточного вращения Земли и движения судна по земной поверхности плоскость горизонта непрерывно вращается в пространстве вокруг

линии

N — S c угловой

скоростью

ю* cos ф +

и вокруг

линии

Ost — W с угловой

скоростью

-с С0*И1<:.

Следовательно, для

горизонтальной стабилизации платформы она должна непрерывно по­ ворачиваться вокруг осей N — S и Ost — W с такими же угловыми скоростями. Вычислительное устройство вырабатывает сигналы, ве­ личины которых пропорциональны соответственно угловым скоростям НО -


со+ cos ф +

°с s‘n Щ и

. Эти сигналы поступают на датчики

4

^

Н+

к+

моментов гироскопов горизонтальной стабилизации и вызывают по­ вороты их поплавков. Возникающие при этом сигнальные напряжения на датчиках сигналов поступают через усилители 7 и 8 на электродвига­ тели Д2 и ДЗ горизонтальной стабилизации платформы. Последние через редукторы поворачивают платформу вокруг осей N—S и Ost—W, обеспечивая таким образом ее слежение за плоскостью горизонта.

Акселерометры 9 и 10 предназначены для измерения ускорений суд­ на по направлениям N — S и Ost — W. Сигналы, снимаемые с аксе­ лерометров, через усилители 11 и 12 подаются в интеграторы и с них — в счетчики широты и долготы.

Кроме перечисленных, в схему инерциального координатора вхо­ дит ряд других блоков, служащих для коррекции его показаний.

Инерциальные координаторы на транспортных судах морского фло­ та пока не применяются.

Глава V. ОСНОВЫ КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ ГИРОКОМПАСОВ

§30. КЛАССИФИКАЦИЯ ГИРОКОМПАСОВ

ИОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

Основной частью гироскопического компаса является ч у в с т в и ­ т е л ь н ы й э л е м е н т , главная ось которого в установившемся ре­ жиме (после успокоения собственных колебаний) должна оставаться неподвижной относительно координатных осей, связанных с Землей.

Для того чтобы изолировать гирокомпас от воздействия внешних возмущающих сил и тем самым предотвратить ненужное прецессион­ ное движение, применяются различные способы подвеса чувствитель­ ного элемента.

Конструкции чувствительного элемента и его подвеса являются основой для классификации гирокомпасов, т. е. определяют их основ­ ные отличительные особенности (тип следящей системы, вес, габарит, комплектацию и т. п.).

По устройству чувствительного элемента все современные гиро­

компасы делятся на две

группы:

о д н о г и р о с к о п н ы е и

д в у х г и р о с к о п н ы е .

 

 

Одногироскопный компас

имеет

чувствительный элемент с одним

гиромотором, который после прихода в положение равновесия устанав­ ливается своей главной осью в плоскости гирокомпасного меридиана.

Двухгироскопный компас имеет чувствительный элемент с двумя гиромоторами, оси вращения которых образуют между собой некото­ рый угол. У двухгироскопного компаса в положении равновесия оси вращения гиромоторов устанавливаются под симметрично равными углами к плоскости гирокомпасного меридиана.

ill


Чувствительный элемент гирокомпасов выполняется в виде камеры,

называемой

г и р о к а м е

р о й ,

с помещенными внутри нее одним

или двумя

гиромоторами.

У одногироскопных компасов гирокамеры

делают различной формы,

а у двухгироскопных гирокамеру обычно

изготовляют в виде сферы

(шара),

и называется она г и р о с ф е р о й .

Однако возможны и другие варианты конструкции двухгироскопных чувствительных элементов. Примером двухгироскопного гирокомпаса с гиросферой в виде шара является отечественный гирокомпас типа «Курс».

Виды подвесов. В зависимости от способов подвеса чувствитель­

ного элемента современные гирокомпасы делятся

на гирокомпасы с

торсионным, жидкостным и комбинированным подвесом.

Т о р с и о н н ы й п о д в е с применяется в

одногироскопных

компасах. При торсионном подвесе гирокамера обычно подвешена на металлической ленте (торсионе) только по вертикальной оси чувстви­ тельного элемента, а по горизонтальной оси — шарикоподшипниковым подвесом.

Ж и д к о с т н ы й п о д в е с применяется в двухгироскопных компасах. Для жидкостного подвеса используется плотная жидкость, в которую целиком погружается чувствительный элемент и центри­ руется в ней с помощью электромагнитных полей.

Ко м б и н и р о в а н н ы й ( ж и д к о с т н о - т о р с и о н н ы й )

по д в е с применяется в одногироскопных компасах с электромаг­ нитным управлением и коррекцией. В этом случае подвес гирокамеры по вертикальной оси обеспечивается жидкостным подвесом, а центри­ рование ее по вертикальной и горизонтальной осям достигается с по­ мощью торсионов.

Гирокомпасы с электромагнитным управлением и коррекцией имеют специальные устройства для связи чувствительного элемента с Землей

идля погашения собственных колебаний чувствительного элемента.

Уодногироскопных (кроме корректируемых) и двухгироскопных компасов чувствительный элемент связан с Землей с помощью маят­ ника.

Однако маятниковая связь одногироскопных и двухгироскопных компасов осуществляется различно. В одногироскопных применяется г и д р а в л и ч е с к и й ( ж и д к о с т н ы й ) м а я т н и к , обра­

зуемый парой сообщающихся сосудов, скрепленных с

гирокамерой.

В двухгироскопных компасах применяется т в е р д ы й

м а я т н и к ,

образуемый простым смещением центра тяжести чувствительного эле­ мента вниз по вертикальной оси.

Погашение колебаний чувствительного элемента у гирокомпасов этих типов также осуществляется с помощью твердого или гидравли­ ческого маятника. В первом случае успокоитель колебаний вводит вер­ тикальный гасящий момент (метод вертикального момента), во втором— горизонтальный гасящий момент (метод горизонтального момента).

В одногироскопных корректируемых компасах с электромагнит­ ным управлением закручиванием горизонтальных торсионов обеспе­ чивается приложение к уравновешенному чувствительному элементу момента, эквивалентного маятниковому, а момент, прикладываемый

112


со стороны вертикальных торсионов, обеспечивает погашение колеба­ ний чувствительного элемента гирокомпаса.

Следящая система является важной составной частью гирокомпаса. Она предназначена для устранения рассогласования положения чув­ ствительного элемента с поддерживающими его частями. Благодаря этому уменьшаются моменты сил трения, вызываемые относительным перемещением чувствительного элемента и поддерживающих частей, обеспечивается дистанционная передача показаний гирокомпаса.

Следящая система особенно необходима для гирокомпасов с тор­ сионным и комбинированным подвесами, так как с ее помощью устра­ няется вредное закручивание торсионов, а также передаются управ­ ляющие и корректирующие моменты.

Для гирокомпасов с жидкостным подвесом следящая система не является принципиально необходимой. Объясняется это тем, что тре­ ние о жидкость не вызывает ошибок в показаниях гирокомпаса, а лишь незначительно искажает характер его колебаний.

Следящие системы современных гирокомпасов делятся на индук­ ционные (с индукционным датчиком рассогласования) и системы мос­ тового типа на сопротивлениях. В одногироскопных компасах обычно применяются индукционные следящие системы, а в двухгироскопных — мостового типа.

Температурный режим работы чувствительного элемента гироком­ паса имеет большое значение. Гирокомпасы могут иметь: естественное охлаждение за счет теплоотдачи в окружающий воздух, искусственное или принудительное и электрообогрев. На морском транспортном флоте, имеющем неограниченный район плавания, применяются гиро­ компасы с естественным охлаждением или обогревом.

В отличие от двухгироскопных нормальная работа одногироскопных корректируемых компасов требует не охлаждения, а, наоборот, по­ стоянного подогрева поддерживающей жидкости, так как ее рабочая температура выше любой реально возможной температуры гироблока без обогрева. Для этой цели в схеме прибора предусмотрена специаль­ ная система термостабилизации, обеспечивающая поддержание ра­ бочей температуры жидкости, при которой гирокамера имеет нулевую плавучесть. При включении прибора для форсированного разогрева жидкости схема терморегулирования подключает дополнительный элек­ трообогрев и при достижении рабочей температуры поддерживающей жидкости отключает его.

Комплектация и классификация гирокомпаса. В комплект гиро­ компаса для судов морского транспортного флота входят следующие приборы:

основной компас; приборы управления и контроля; приборы курсоуказания; приборы питания.

Вкомплект также входят ящик с запасными частями и инструмен­ тами и техническая документация.

Втабл. 6 приведена классификация отечественных гирокомпасов, устанавливаемых на судах морского флота.

из


 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а б

Тип гиро­

Способ

подвеса

Связь С

Погашение колеба­

Обеспечение

компаса

Землей

ний

температурного

 

 

 

 

 

 

режима ЧЭ

 

А.

О д н о г и р о с к о п н ы е к о м п а с ы

 

Коррек­ Жидкостно-торсион­

Косвен­

Методом верти­

Электрообогрев

тируемый ный; центрирование дву­

ная

кального момента,

 

 

мя парами

взаимно пер­

 

создаваемого за­

 

 

пендикулярных

торсио-

 

кручиванием вер­

 

 

нов

 

 

 

тикальных торсио-

 

 

 

 

 

 

нов

 

 

Б.

Д в у х г и р о с к о п н ы е к о м п а с ы

 

«Курс»

Жидкостный;

центри­

Твердый

Гидравлическим

Искусственное

 

рование электромагнит­

маятник

успокоителем

водяное

«Амур»

ным полем

 

центри­

То же

То же

охлаждение

Жидкостный;

Искусственное

 

рование на ртутной «по­

 

 

воздушное

 

душке»

 

 

 

 

охлаждение

О с н о в н о й

к о м п а с

включает чувствительный элемент, узлы

синхронно-следящей системы

и поддерживающие части. Основной

компас, как правило,

устанавливают

в отдельном помещении, на­

зываемом

гиропостом

и расположенном,

по

возможности,

ближе

к центру качаний и рыскания судна.

 

 

 

 

 

 

П р и б о р ы у п р а в л е н и я

и

к о н т р о л я гирокомпаса

частично размещают в помещении гиропоста.

К

ним относятся

узлы

синхронно-следящей системы,

измерительные

приборы для контроля

токов и напряжения в цепях гирокомпаса,

пусковое устройство и др.

В малогабаритных гирокомпасах приборы управления и контроля

совмещены с основным компасом.

 

 

 

 

 

 

А г р е г а т

п и т а н и я

гирокомпаса также обычно устанавли­

вают в гиропосту.

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и б о р ы

к у р с о у к а з а н

и я,

 

к

которым относятся

курсограф, путевой репитер, репитеры для пеленгования, контрольные

репитеры,

а также репитеры,

входящие

в схемы радиолокатора, ра­

диопеленгатора и авторулевого, размещают на судне в зависимости от их назначения и количества. Число приборов-повторителей зависит от типа судна.

Курсограф обычно устанавливают в штурманской рубке. С его по­ мощью ведется непрерывная запись показаний курса во времени, что имеет большое значение для контроля за качеством управления судном. Курсограмма является важным объективным документом при разборе причин аварий судна.

Путевой репитер устанавливают вблизи рулевого поста, в рулевой рубке.

Репитеры для пеленгования устанавливают на специальных под­ ставках — пелорусах — на крыльях ходового мостика и на верхнем мостике.

114