Авиагоризонты и гировертикали. Системы коррекции авиагоризонтов

1. Лекция № 7

Раздел 1. Гироскопические приборы и системы
Тема 1.2 Авиагоризонты и гировертикали
Системы коррекции авиагоризонтов.
3. Принцип действия жидкостной маятниковой
коррекции
4. Принцип действия шариковой коррекции. Примеры
работы

2. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

14
Корректирующие устройства. Одним из основных свойств
трехстепенного гироскопа является способность сохранять неизменным
положение оси вращения ротора (главной оси гироскопа) в мировом
пространстве. Однако для решения ряда практических задач
необходимо, чтобы главная ось гироскопа сохраняла неизменное
направление не в мировом пространстве, а относительно той или иной
выбранной системы координат. Так, для определения с помощью
трехстепенного гироскопа углов крена и тангажа ЛА необходимо, чтобы
ось вращения ротора была направлена по вертикали места.
Для устранения нежелательных отклонений главной оси гироскопа от
требуемого направления или компенсации различного рода
возмущающих моментов, нарушающих нормальный режим работы
гироскопического прибора, применяют корректирующие устройства.

3. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

13
Корректирующие устройства гироскопических приборов
обеспечивают сохранность требуемого положения главной оси
гироскопа путем приложения к гироскопу внешних управляющих
(корректирующих) моментов или компенсацию уходов гироскопа в
показаниях гироприбора.
Основными элементами корректирующих устройств являются
чувствительные элементы и исполнительные органы. В качестве
чувствительных элементов выбирают элементы, обладающие избирательностью к опорному направлению или устойчиво сохраняющие
заданное им направление.
В авиациоцных приборах в основном используют
гравитационные, магнитные и ориентированные по небесным светилам
чувствительные элементы.

4. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

12
Опорным направлением для гравитационных элементов
является направление вертикали места, совпадающее с направлением
ускорения силы тяжести (жидкостные маятниковые датчики
направления вертикали - однокоординатные и двухкоординатные
жидкостные маятниковые датчики (маятниковые переключатели) .
Магнитные чувствительные элементы реагируют на магнитное
поле Земли, поэтому опорным направлением для них является
направление магнитного меридиана.
Чувствительные элементы, ориентированные по небесным
светилам, обеспечивают задание устойчивого направления на Солнце,
Луну, планеты или звезды.
Исполнительными органами КУ авиационных приборов
являются, как правило, двухфазные реверсивные асинхронные
электродвигатели, работающие в заторможенном режиме, а также
сельсинные и потенциометрические следящие системы.

5. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

11
Маятниковое устройство,
вертикальное сечение которого
показано на рис. , представляет
собой жидкостный маятник,
называемый также электролитическим переключателем коррекции.
Медный герметичный корпус 1
заполнен проводящей жидкостью электролитом 2. Роль маятника
выполняет воздушный пузырек 5
В крышку 3 корпуса впрессованы четыре симметрично расположенных контакта
4, изолированные от корпуса. На рис. ,а показано включение контактов,
расположенных по оси x внешней рамки, в цепь с короткозамкнутым ротором.
Обмотка возбуждения W3, питается напряжением U2, сдвинутым по фазе на 90°
по отношению к напряжению U1, подводимому к корпусу и общей точке обмоток
W1 и W2. Таким же образом включены два других контакта цепи поперечной
коррекции.

6. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

10
Если гироузел вертикален,
пузырек занимает центральное
положение, так что поверхности
соприкосновения всех контактов 4 с
жидкостью одинаковы.
Следовательно, одинаковы и сопротивления между каждым из этих
контактов и корпусом. Поэтому магнитные потоки Ф1 и Ф2 включенных
встречно обмоток W1 и W2 будут равны, а результирующий момент
двигателя будет равен нулю.

7. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

9
При продольных
отклонениях гироскопа от вертикали
пузырек сместится вдоль оси х,
вследствие чего площади
соприкосновения с жидкостью двух
контактов, расположенных вдоль
этой оси, станут неодинаковыми.
В результате неравенства потоков Ф1 и Ф2 возникнет
корректирующий момент двигателя Д2, под действием которого гироскоп
будет прецессировать к вертикали. Аналогично работает и цепь
поперечной коррекции.
Скорости коррекции авиагоризонтов обычно не превышают 5-6
град/мин.

8. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

9

9. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

9
При продольных ускорениях самолета, достигающих значений
более 1,67 м/с2, отключается продольная коррекция. Отключение
производит выключатель 18, включенный последовательно в цепь
продольной коррекции. Он представляет собой герметичный сосуд с
двумя контактами и токопроводящей жидкостью между ними. Когда
возникает положительное или отрицательное продольное ускорение,
жидкость, перемещаясь, оголяет один из контактов и цепь коррекции
разрывается.

10. 3. Принцип действия жидкостной маятниковой коррекции

8

11. 4. Принцип действия шариковой коррекции

7
Для устранения "кажущегося" ухода гироскопа вследствие
суточного вращения Земли, инструментальных уходов ( из–за трения в
осях карданного подвеса и дебаланса) и уходов, связанных с
перемещением ЛА относительно земли в авиагоризонте АГ-77
предусмотрен шариковый корректор .
Корректор, накладывая на гироскоп моменты определённого
направления, удерживает вектор кинетического момента гироскопа Н
по вертикали места.
Устройство коррекции состоит из привода вращения желоба,
подвижного шарика двух направляющих в виде наклонных
поверхностей, плавно переходящих в горизонтальные поверхности.
Устройство коррекции работает следующим образом.
При действии определенного ускорения шарик начинает по наклонным
поверхностям направляющих закатываться вверх до упора. При
перемене знака ускорения, происходящей о вследствие поворота
желоба на 180 шарик скатывается.

12. 4. Принцип действия шариковой коррекции

6
Схема образования
корректирующего
момента требуемого
направления
На рис. 3 вектор кинетического
момента гироскопа направлен
по оси ОУ вверх. Если вектор
Н направлен по вертикали
места, то плоскость,
касательная к основанию, по
которому движется шарик,
параллельна плоскости
горизонта и шарик будет
находиться в центре (или
близко к нему) направляющей,
т.к. основание имеет вогнутую
сферическую форму (рис. 3а).

13. 4. Принцип действия шариковой коррекции

5
Если вектор Н гироскопа
отклонится от вертикали места
на некоторый угол в
поперечной плоскости в
сторону левого крыла (поворот
вектора Н относительно оси Х Х1), то под действием силы
тяжести шарик, вращаясь с
направляющей, будет
скатываться по основанию и
занимать последовательно
положения, показанные на
рис.3. б, в, г, д и за один оборот
корректора центр массы
шарика опишет траекторию,
показанную рис.3.д.

14. 4. Принцип действия шариковой коррекции

4
Находясь в процессе своего
движения справа от оси Z – Z1,
сила тяжести шарика создаёт
корректирующий момент
относительно этой оси МКОР,
который вызывает прецессию
гироскопа в направлении
возвращения вектора Н к
вертикали места.

15. 4. Принцип действия шариковой коррекции

3
При действии на гироскоп
ускорений, отличных по
направлению от ускорения
силы тяжести ( например, при
разворотах, торможении)
механизм
коррекции будет уводить
главную ось гироскопа к
направлению "кажущейся"
вертикали, поэтому на время
действия этих ускорений
необходимо выключить
коррекцию или уменьшить её
эффект. Для этой цели служит
устройство отключения
коррекции.

16. 4. Принцип действия шариковой коррекции

2
При действии ускорений, эквивалентных наклону гироузла на угол более 8º,
шарик 11 попадает в ловушку специальной конфигурации (выключатель
коррекции 14 на рис. 1), которая не позволяет ему перемещаться и
создавать корректирующий момент.

17.

5