О гироскопах

6 января 2015 - Роман Мирошин
 
Гироскоп – это очень важный для любого самолета прибор. Он позволяет измерять изменение углов ориентации связанного с ним тела относительно выбранной инерциальной системы координат.
Гироскоп был изобретен Иоганном Боненбергером, который опубликовал свое изобретение в 1817 году. Главной частью был вращающийся массивный шар в кардановом подвесе. Через 25 лет был придуман гироскоп с вращающимся диском. В 1852 году Фуко усовершенствовал конструкцию и впервые ввел понятие “гироскоп”. Главное преимущество этого устройства состоит в том, что он правильно работает в сложных условиях. Правда, гироскоп может быстро остановиться из-за трения.

Принцип работы любого гироскопа основан на эффекте силы Кориолиса

Среди механических гироскопов особо стоит отметить роторный гироскоп. Под этим механизмом понимается быстро вращающееся твердое тело, ось вращения которого может изменять свою ориентацию в пространстве. Гироскоп вращается намного быстрее, чем его ось. Основное свойство – способность сохранять в пространстве свое неизменное положение оси при отсутствии моментов внешних сил. Впервые это свойство было использовано для демонстрации вращения Земли. Вибрационные гироскопы относятся к устройствам, которые сохраняют колебания в одной плоскости при повороте. Такой тип гироскопа считается более простым и дешевым при его сравнении с роторным гироскопом. Гироскопы вибрационные используются в системах измерения наклона электрического самоката Сегвей. Вся система состоит из пяти таких гироскопов, данные от которых обрабатываются при помощи двух микропроцессоров.
 

Самыми современными видами гироскопов можно считать лазерные и волоконно-оптические гироскопы

Чтобы сильно не углубляться в принцип действия этого механизма, уточним лишь то, что он работает согласно эффекту Саньяка. Гироскоп просто находит разницу оптических лучей в специально выбранной инерционной системе отсчета. Чаще в технике используются гироскопы, которые помещены в карданов подвес. Каждый из таких гироскопов имеет по три степени свободы, то есть он легко может совершать три независимых поворота вокруг осей, которые пересекаются в центре подвеса, который остается постоянно неподвижным. Тот гироскоп, у которых центр масс совпадает с центром подвеса, носит название астатический, в противоположном случае гироскоп называется статическим. Чтобы снимать данные с любого гироскопа, как правило, используются датчики угла и датчики момента. Часто гироскопы используются в системах навигации (инерциальная навигация, авиагоризонт, гирокомпас).

В последнее время возросли требования к точностным и эксплуатационным характеристикам гиро-приборов

Эти требования заставляют инженеров и ученых не только усовершенствовать уже имеемые виды приборов, но и искать, и создавать принципиально новые идеи. Часто пытаются усовершенствовать датчики, делают их более чувствительными.
Сегодня созданы уникальные и точные гироскопические системы, которые удовлетворяют многих потребителей. В данный момент в ведущих странах мира уменьшены бюджеты на оборонный комплекс, поэтому гироскопы нашли широкое применение в гражданской жизни населения.
В таком ключе гироскопы используют в системах навигации GPS и ГЛОНАСС. Некоторые ученые пытаются использовать этот прибор для поиска полезных ископаемых, предсказание землетрясений, в медицинской техники и так далее.
Рейтинг: +4 Голосов: 4 1672 просмотра
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!