Чувствительный элемент прецизионных гироскопических приборов для пространственной ориентировки летательных аппаратов

 

,% 113446

Класс 42с, 25м т

1 !

Д. H. Ткачев

ЧУВСТВИТЕДЬНЫЙ 3JIEiAEHT 11РЕЦИЗИОННЫХ

ГИРОСКОПИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ ИДЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ

ОРИЕНТИРОВКИ "1ETATE 11bHb1Х A17HAPATQB

Заявлено 29 января 19-!9 г, ".а М 425841 в 1осударственн!яй Комитет Совета

Министров СССР по внедренгно передовой техники в народное хозяйство

P3Bcc7Kbl Р23.1H IHb! Схемы HP ÎOРОВ д, HPO:TPBHcTBBH)K 0É QPIHieH7ировгки летательных а!.паратов, пред тазля:ощне собой сочетание гироскопиче ки:, ЯкселсрОм- òpических H Ilнтегp:Ipl ющих э 78ilcHToB. Известно также, что -12 работу НСKoiopb!х В! росно-!Н1е,-к:1х прпборов благоприятно BIHHBг коз1пен".яцiiH A!0:ic;- тОВ на! рузс с (деЙств ющих по Внешней

ОСИ !1ОДВЕСа) ПОМОЩ, О:.!СТЕМЫ СгИЛОВой Стабиг!ИЗаЦИ1!. СОСТОЯЩЕЙ ИЗ датчика углов прецесс !и, у:илителя и .я311гате7я оои стабилизации.

Од Пако пряктi1чecкoe постpoc!,1!e1!:;рс Tp2iiHстгвен!!ых opiHCHTaTopoB до сих пор было,Т-езозможпо в!зиду отсутствия гироскопических чувстви ельных эле i!ентов !Остаточной !0 IHoc i!., так KHK даже 7i 111IHB H3Bест нь1е до сего времени пиросхопы с силовой c!Ябилизацией обладал!и погрешностью порядка 1 за 1 час, что нсприем.- емо для прецизионных приборов пространственной Ориентировки.

GI!lH -"ывяемый ГИ1 Оскоггическиг! 11 ст ":! . лв .=.ыи элемент Выполнен в виде поплавкового гиро:Kol;iHHecко".о силового стаби7изатора, высокая точность которого обеспечизается примепегнпем в Гиростабилизаторе

ОСЗ Ioi iICHTlIOI О Э, IЕКТР IЧЕСКОГО (ИН ДУКЦ!1ОННОГО) Датчика УГЛЯ пРецессНН, Гидростат1ичесKO! р23грузки преIJHB:.IOHHой хlехянической Опopbl, Оепаратора с,канавками для направления конвекционных течений поддержив210шеи !жидкоспи, cID!lI!cTpHHнОГО пироокопя, состоящеГО из дВух

ОД1ИПЯКОВЫХ ЭЛОКТРИЧЕСКИХ ГHPOXIOTOPOВ, И МЯГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНСратора моментов Н2 оси прецессии, причем дтя уменьшения габар!итоь чувствительного элемента пр!Именена поддержи вающая жидкость с 60льшим удельным весом, порядка 2 — 4 г/ся!, например тетрабромэтан.

На фиг. 1 показан чувствительный элемент B разрезе; на ф!Иг. 2— разрез по АА на фиг. 1; на ф1иг. 3 — разрез по ББ на фиг. 1; на фиг. 4— разрез по ВВ на фиг. 1. Приняты обозначения: ОХ вЂ” ось стабилизации, ОУ вЂ” ось прецессии и OZ — ось собственногп вращения электрического роторного гироскопа. № 113446

Электрический роторный ггироскоп 1 укреплен в герметичном цилиндрическом корпусе 2 с плоскими или конпческими днигцами. Корпус2 выполняет роль поплавка, поэтому объем его подб ирастся в соответствии с весом гироскопа — таиим, чтобы при погружении корпуса 2 в поддерживающую жидкость 8 при некоторой выбранной тегмпературе поплавок, т. е. корпус 2 с гироскопом 1, не тонул ил и не всплывал. Корпус 2 снабжен цапфами 4,и 5,для центрировач|ия его в цилнндриче=ко м сосуде 6, заполненном жидкостью 8. Радиальные опоры цапф 4 и 5 мо|.ут быть выполнены, IHBIIpIHMep, в в иде каменных пли металличесиих втулок часового типа, прецизионных шярикоподшипннков или в виде дисковой опоры, состоящей (c êàæäoé стороны корпуса 2) из трех дисков 7, осН 8 которых ьмогут вращатьоя на втулках 9 Расстояние между осями 8 дисков 7 р(егулируется с помощью рычага 10 с винтом 11 так, чтобы рад ияльныЙ люфт цяпф 4 H 5 бbI;I, м и има tIbIIbiiii. HpeioxpaHeaaie от ocenbix совмещений корпуса 2 может осугцествляться, наприи ер, с помощью каменных подпятников часового типа или "„помощью cTph)HHbIx растяжек

12 и 18, натянутых пружинной 14

Для направления конвекционных течений жидкости 8, с целью уменьшения увлекающих моментов вокруг оси ОУ, применены: сепаратор 15 с продольными канавками 16 и,KpbIIIIIKH 17 IH 18 с радиальными канавками 19. Полость 20 между сепаратором 15 и сосудом б служит для выравнивания температуры отдельных частей поплавка с помощью конвекцио н ных течений.

К,цапфе 5 корпуса 2 прикреплена подвижная катушка 21, проходящая черкез разрыв магнитопровода 22 электрического (индукционного) датчика с катушкой возбужден ля 23, питаемой переменным токо!м. Напряжен ие переменного тока катушки 21 выражает величину угла поворота корпуса 2, а фа за — знак поворота его вокруг оси прец есси ОУ.

Сигн|алы датчика используются для управления двигателем силовой стабилизации через электронный усилитель. К корпусу 2 с помощью вспомогательных деталей прикрепл:на тякяке псдви инал токовая катушка 24, проходящая через разрыв магн итопровода постоянного магнита 25 магнитоэлектричеокого генератора моментов по оси прецессиями ОУ, прикрепленного к крышке 17 (возможно и обратное расположение: магнит 25 кр епится к корпусу 2, а катушка 24 — к к рышке 17). Кроме магнитоэлектр ического гечератора моментов 24 и 25, в чувствительном элементе предуомот рен генератор моментов 26 соленоидного типа, применяемый в случаях. копна не требуется высокой точности момента, например для осуществления коррекции от маятника.

Токоподводы между корпусом 2 и сосудам 6 выпол нены в виде тонких серебряных ленточек 27, обладающих весьма малым упругим моментом. Токоподводы через днище корпуса 2 выполнены с помощью стеклянных гермевичесиих изолято ров 28.

Для предохранения сосуда 6 от разрыва при нагревании ж идкости 3 применены упругие сильфоны 29. Ребра 80 ня сосуде 6 служат дланя улучшения теплопередачи от чувствительного элемента к термо стату, в котором должен находиться этот элемент.

С ц елью получения стабильности центра THTKecTIH по дв ижной систеMbl при температурных деформациях деталей, гироскоп 1 выполнен в .виде двух одинаковых пиромоторов с роторами 81, статораи и 82 и осевыми пружинаи и 88, зеркально-симметр ично расположенных по отношению к плоскости:центрального основания ХОУ, причем для поддержания постоянства скорости вращения целесообразно применять гиромоторы синхронного випа

Описываемый чувстнителыный элемент может быть использован, например, в качестве указателя ортадромии, для чего он устанавливает № 11 3446 ся так, чтобы ось стаб!ллизац и71 ОХ была верт!лкальна; кроме того, оп должен быть снабжен приспособг!ен ием:для учета вращения земли, напр!Имер регулируемым источ!ником электрического тока, создающим с Iloмощью мапнитоэлектрического генератора моментоз 24 и 25 коррекц ионный момент:

Af HU SiI7-., где: Π— кинетический момент ги!роскопа;

U = 7,29. 11! рад cev — у Гл св а я скорость вращения зе мли;

:. — шир G т а мест а.

Описываг!мый чувстьнтельный элемент может быть также применен для построения гироскоплчгских ориентаторов = трехосной платформой по IHBBe!BT HbI схемаъ1. Для этОГО три ч Вствнте !ъных элгх!Сита ) ст!а!навливаются в об1цем кардановсс,! подвесс:так, чтобы HI, оси стабилизации образовывали прнмоугольньш трехгран11ик, служащий ос!Нсванием !д;!я установки акселеро IBTpo(B. TIplH отсутствии управляющих моментов!И меем гироскопический ориентатор с пнерциальнои плат(рормо!!. Ес.ãH же чувствительные элементы получают через lxl агнитоэлектрические геяераторы моментов 24 !Н 25 управляющие в!о IPklTbl от .интеграторов ускорений, имеем гироскопически!! орисптатор с шгтеграторной коррекцией.

Предмет изобретения

1. 1yBBTBHTe7bHbli элемент пргцизглонных пироскопических приборов д7Я пространственной ориепт1лровки летательных аппаратов, отл ич а ю шийся тем, что он выполнен в в!1де роторного пироскопа с цилицдр ическим корпусом, ме::а ниче ск:t центр ируех!ых! в сосуде, счабженноьм канавкам и для направления конвекционных течении по ерживающей жГ1лдкости и электрического датчик", поворотов вокруг оси подвеса.

2. Форма выполне:-тля чувствитгльчого элемента по и. 1, отличающа яся тем, что, с целью получения стабг!лльности центра тяжести системы при тех!пературлых деформациях дгталг!1, в нем прибив!е нено два

ОдинакGBых 37ÐI.Tpè÷eñêkt:i ГиpoèoTОра, сп1ммгтpè÷ío pÿoI7oëoæeíHbi : в общем кожухе по обг стсрсны цгнтрального основания.

3. Форма выполнсчлия чувствилгльного элемента по пп. 1 и 2, o Tл и ч а ю щ а,я с я тем, что, -„целью по7учсния минимальных габаритов системы в жидкостном подвгсе, в качестве под!держ 1лвающей жидкост!и применена, тяжелая жидкость, например тетрабромэтан.

4. Фор!ма выполнен!ля чувствительного элгмг!нта по пп. 1 — 3. о тлич а ю щ а я с я Te ú!, ITo 7ëÿ наложг!!ия еорргкционных моментов Hi3 Ось подвеса применено магнитоэлектрическое прглспособлен ие, постоянный маги!ит которого прикреплен к внешнему сосуду, а токовая катушка— к ко р п усу ги р оскоп а.

5. Форв!а выполнения чув"твительчого элсмг!Нта по пп. 1 — 4, отличающа яся тем, что, с целью елспользования его в качестве указателя направлен ия ортОдроми и, он установлен IHB горизонтальной площадке и снабжен приспособленглем для учета вращения земли.

Кохитет по делах наобретон:от.; "::,"„и<он Сонете Хиннстосз СССР

<Редактор Л. М. Струве Гр. 165

Информационно-издательский отдел. Поди. к печ. 23/111-1959 г.

Объем 0,51 п. л. Заказ 2059. Тираж 815. Цена 75 коп.

Гор. Алатырь, тгп-огра<<и:и _#_:,:::.:,. <. 1з=тпа культуры т1юаьпско11 ..CCP.