Патенты автора Левин Сергей Львович (RU)
Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесом ротора электростатического гироскопа (ЭСГ), используемого для высокоточных измерений навигационных параметров подвижных объектов. В способе управления подвесом ротора ЭСГ парируют воздействие на ротор внешнего ускорения силами подвеса, образованными при подаче на пару электродов, установленных по каждой оси подвеса с противоположных сторон ротора, опорного напряжения, к которому на одном электроде прибавляют приращение напряжения, пропорциональное внешнему ускорению, действующему вдоль данной оси подвеса, а на другом, противоположном электроде, вычитают приращение напряжения. При этом в условиях пониженного уровня внешнего ускорения снижают величину опорного напряжения, а в условиях повышенного уровня увеличивают величину опорного напряжения. Величину опорного напряжения определяют и устанавливают исходя из соотношения: где - опорное напряжение, определяемое в условиях Космоса; Uo - опорное напряжение, определяемое в условиях Земли; ΔU - приращение напряжения, пропорциональное внешнему ускорению в условиях Космоса при опорном напряжении Uo; - коэффициент запаса по приращению внешнего ускорения в одних условиях функционирования гироскопа; Ao - среднее значение внешнего ускорения; Am - максимально возможное ускорение. Технический результат – повышение точности ЭСГ. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано в бесплатформенных инерциальных системах ориентации (БИСО) для орбитальных космических аппаратов (КА), измерительный модуль (блок чувствительных элементов -БЧЭ) которых содержит электростатические гироскопы (ЭСГ). Способ калибровки погрешностей ЭСГ БИСО в условиях орбитального КА заключается в последовательном вращении КА вокруг осей, связанных с его корпусом, вычислении углового положения КА относительно инерциальных осей по данным измерений астровизирующего устройства (АВУ), вычислении на основе априорных значений коэффициентов модели дрейфа калибруемого гироскопа, расчетных значений направляющих косинусов орта его кинетического момента в инерциальных осях, формирование по данным списывающих устройств гироскопа измеренных значений направляющих косинусов орта его кинетического момента в корпусных осях, вычисление оценок ухода гироскопа в инерциальных осях и их коррекцию. При этом по данным измерений АВУ осуществляют формирование идеального (без дрейфа) гироскопа. По измеренным значениям направляющих косинусов орта кинетического момента калибруемого гироскопа и значениям направляющих косинусов орта кинетического момента идеального гироскопа формируют правый ортогональный гироскопический трехгранник, вычисляя значения матрицы ориентации осей гироскопического трехгранника относительно корпусных осей блока гироскопов, формируют измеренные значения косинуса угла между ортами кинетических моментов идеального и калибруемого гироскопов, по расчетным значениям направляющих косинусов орта кинетического момента калибруемого и идеального гироскопов формируют правый ортогональный инерциальный трехгранник. Затем вычисляют значения матрицы ориентации гироскопического трехгранника относительно инерциального трехгранника, формируют расчетные значения косинуса угла между ортами кинетических моментов идеального и калибруемого гироскопов, затем в моменты поступления данных от АВУ пересчитывают расчетные и измеренные значения направляющих косинусов орта кинетического момента калибруемого гироскопа на оси квазиинерциального трехгранника и формируют два скалярных измерения, первое измерение вычисляют как разность расчетного и измеренного значений косинуса угла между ортами кинетических моментов идеального и калибруемого гироскопов, а второе измерение вычисляют как разность первых элементов расчетного и измеренного значений направляющих косинусов орта кинетического момента калибруемого гироскопа в осях квазиинерциального трехгранника, после чего осуществляют линеаризацию полученных скалярных измерений и с привлечением расчетной модели уходов гироскопа в осях квазиинерциального трехгранника вычисляют оценки погрешностей привязки измерительных осей калибруемого гироскопа относительно осей АВУ и оценки погрешностей априорных значений коэффициентов его модели дрейфов. Технический результат – повышение точности калибровки погрешностей ЭСГ БИСО. 2 ил.
Использование: для изготовления криогенного гироскопа. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления чувствительного элемента криогенного гироскопа содержит: формообразование сферического ротора, представляющего собой заготовку из углеродного нанокомпозита, покрытую сверхпроводящим слоем ниобия, нанесение в зоне шарового пояса, у которого ось симметрии совпадает с динамической осью ротора, а высота определяется широтным углом α, растрового рисунка в виде равновеликих отрезков сферических линий, выполненных с одинаковым угловым шагом, изготовление двух керамических полусфер и центрирующего кольца, формирование на внутренней поверхности полусфер системы электродов электростатического подвеса, а между электродами подвеса и на внутренней цилиндрической поверхности кольца - тонкопленочных измерительных витков сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков, выполнение в стенках полусфер оптических окон для световодов оптического датчика и выемок для размещения обмоток статора сверхпроводящего магнитного подвеса ротора, при этом концы каждого из отрезков растрового рисунка замыкают с концами, по меньшей мере, одного из соседних отрезков перемычками, которые выполняют за пределами зоны упомянутого шарового пояса, образуя на поверхности ротора замкнутые контуры, при этом упомянутые отрезки и перемычки формируют в виде тонкопленочных структур нитрида ниобия, а обмотки статора сверхпроводящего подвеса размещают и соединяют с элементами управления подвеса, образуя многофазную систему, обеспечивающую создание вращающего магнитного поля на поверхности ротора. Технический результат: обеспечение возможности сокращения времени готовности КГ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при изготовлении чувствительных элементов (далее - ЧЭ) криогенного гироскопа (далее - КГ). Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления чувствительного элемента криогенного гироскопа дополнительно содержит этапы, на которых промежуточную прослойку выполняют в виде двухслойного покрытия, содержащего диэлектрический материал, который наносят на упомянутые токоведущие дорожки, и пластичный слой, наносимый на диэлектрическое покрытие, при этом вначале одновременно напыляют двухслойное покрытие на торцевую поверхность первой полусферы и одну из торцевых поверхностей центрирующего кольца, а затем - на торцевую поверхность второй полусферы и вторую торцевую поверхность центрирующего кольца, а при стыковке торцевую поверхность первой полусферы сопрягают со второй торцевой поверхностью центрирующего кольца. Технический результат – повышение надежности ЧЭ КГ. 3 ил.
Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при изготовлении роторов шаровых гироскопов, в частности криогенного гироскопа. Согласно изобретению формообразование заготовки ротора осуществляют посредством изготовления сферы диаметром, большим, чем конечный диаметр ротора, у сферической заготовки определяют вектор дисбаланса, а элементы, обеспечивающие создание моментов инерции, выполняют путем съема материала в зоне сферического пояса заготовки ротора с образованием кольцевого фрагмента, ось симметрии которого проходит через геометрический центр сферической заготовки и ориентирована перпендикулярно вектору дисбаланса. Затем осуществляют балансировку заготовки ротора посредством выполнения на поверхности кольцевого фрагмента выемки, при этом выемку выполняют со стороны, противоположной вектору дисбаланса, а ось выемки располагают в экваториальной плоскости заготовки, после чего на ее поверхность наносят функциональное покрытие и осуществляют финишную балансировку ротора. Технический результат заключается в повышении технологических возможностей процесса изготовления роторов шаровых гироскопов за счет варьирования конфигурации функционального покрытия. 3 ил.
Криогенный гироскоп // 2643942
Использование: для производства криогенных гироскопов со сферическим ротором. Сущность изобретения заключается в том, что криогенный гироскоп содержит герметичный корпус, сферический ротор, выполненный из сверхпроводящего материала, комбинированный подвес ротора, включающий систему сверхпроводящих экранов, установленных в корпусе попарно вдоль осей подвеса с противоположных сторон ротора и формирующих магнитное поле в рабочем зазоре подвеса, рабочая поверхность каждого из сверхпроводящих формирующих экранов, обращенная к ротору, выполнена в виде профилированной части сферы и образует со сферической поверхностью ротора переменный рабочий зазор, обеспечивающий равномерную плотность магнитного потока в зазоре, катушки возбуждения магнитного подвеса, установленные над экранами, схему управления магнитным подвесом, формирующую токи, протекающие в катушках возбуждения, схему управления электростатическим подвесом, формирующую электрический потенциал на поверхности сверхпроводящих формирующих экранов, на профилированную рабочую поверхность каждого сверхпроводящего формирующего экрана установлен дополнительный экран, имеющий электрический контакт со сверхпроводящим формирующим экраном из материала, не обладающего сверхпроводящими свойствами, рабочая поверхность которого выполнена в виде части сферы и образует со сферической поверхностью ротора равномерный зазор, что обеспечивает равномерность плотности электрических сил в зазоре. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности криогенного гироскопа. 2 ил.
Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гироскопов с электростатическим подвесом ротора. На ротор подают переменное напряжение, а к силовым электродам подвеса прикладывают постоянное напряжение. Измеряют переменные составляющие токов между ротором и измерительными электродами, на их основе формируют сигнал управления постоянным напряжением на силовых электродах. При этом переменное напряжение подают на ротор через силовые электроды, а к измерительным электродам прикладывают постоянное напряжение, сформированное сигналом управления на основе переменных составляющих токов. Технический результат заключается в увеличении центрирующей силы электростатического подвеса ротора гироскопа, и соответственно, перезагрузочной способности гироскопа. 1 ил.
ДВУХСТЕПЕННОЙ ПОПЛАВКОВЫЙ ГИРОСКОП // 2594628
Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Двухстепенной поплавковый гироскоп содержит корпус с двумя торцевыми крышками, цилиндрическую поплавковую гирокамеру, установленную в корпусе на камневых опорах, поддерживающую жидкость, заполняющую зазор между корпусом гироскопа и поплавковой гирокамерой, обмотку обогрева и обмотку термодатчика, размещенные на наружной цилиндрической поверхности корпуса, датчик угла, датчик момента, при этом внутри корпуса соосно с ним установлен цилиндр, на внутренней поверхности которого вдоль поплавковой камеры изолированно от корпуса установлены две идентичные системы из m электродов, где m=2(n+2), n=1,2 …, жестко связанных с цилиндром, геометрический центр поверхности плоской развертки одной системы электродов лежит по одну сторону от плоскости, перпендикулярной продольной оси гироскопа, делит цилиндрическую поверхность встроенного цилиндра на две равные части и симметричен геометрическому центру поверхности плоской развертки второй системы. Технический результат - повышение точности двухстепенного поплавкового гироскопа. 3 ил.
Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при производстве и эксплуатации электростатических гироскопов со сферическим ротором и оптической системой съема информации об угловом положении оси ротора относительно корпуса. Достигаемым техническим результатом является повышение точности определения информации об угловом положении ротора относительно корпуса электростатического гироскопа в различных режимах работы. Технический результат достигается изменением формы роторного рисунка и введением специального вида дополнительной модуляции световых потоков, а также благодаря выделению отдельных гармонических составляющих модулированных сигналов и однотипному методу определения углового положения ротора по фазовым соотношениям соответствующих гармонических составляющих как для точного, так и для грубого отсчетов. Для этого в известном электростатическом гироскопе, содержащем ротор с нанесенным на него рисунком из четного количества одинаково наклоненных к экватору светопоглощающих полос, форма полос выполнена так, что в любом широтном сечении ротора они равноотстоят друг от друга по своим центрам и составляют последовательность двух чередующихся групп с одинаковым четным количеством полос в группе. При этом ширина полос в каждой группе отличается от ширины полос соседней рядом расположенной группы и равна ширине промежутков между полосами соседней группы, а в пределах одной группы ширина полос одинакова. Кроме того, в способе определения углового положения ротора электростатического гироскопа за счет раскрутки ротора с рисунком указанной формы дополнительная модуляция шести световых потоков, оси которых образуют прямоугольную систему координат, осуществляется так, что каждый модулированный световой поток представляет последовательность чередующихся групп световых импульсов с большой и малой длительностями, а между центрами пауз всех импульсов на оси времени лежат равные интервалы. Причем в группе импульсов с большой длительностью все импульсы, кроме крайних, равны по длительности интервалу времени паузы между импульсами группы импульсов малой длительности, а в группе импульсов с малой длительностью все импульсы кроме крайних равны по длительности интервалу времени паузы между импульсами группы импульсов большой длительности. Кроме того, в способе определения углового положения ротора для каждого модулированного сигнала введено выделение низкочастотной гармонической составляющей на частоте вращения ротора, умноженной на количество групп широких импульсов за один оборот ротора, и высокочастотной гармонической составляющей на частоте вращения ротора, умноженной на количество всех импульсов за один оборот ротора, а определение углового положения ротора производится многоотсчетным методом по разностям фаз соответствующих гармонических составляющих. Причем по разности фаз двух низкочастотных составляющих, соответствующих пространственно смежным световым потокам, определяют знак проекции вектора кинетического момента ротора на перпендикулярную этим потокам координатную ось, по разности фаз двух низкочастотных составляющих, соответствующих пространственно противоположным световым потокам, определяют грубое значение угла между осью вращения ротора и координатной осью этих потоков, а по разности фаз двух высокочастотных составляющих, соответствующих пространственно противоположным световым потокам, определяют точное значение угла между осью вращения ротора и координатной осью этих потоков. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
