Гирокомпас Вега (стр. 5 из 6)

Работа курсоуказателя в режиме гироазимута.

Для работы курсоуказателя в режиме гироазимута необходимо, чтобы ось кинетического момента гиросферы удерживалась в горизонте, а по обеим осям прецессии гиросферы были приложены корректирующие моменты для компенсации отклонения гиросферы за счет суточного вращения Земли и собственного движения объекта. В гирокурсоуказателе с электромагнитным управлением для осуществления режима гироазимута достаточно отключить маятниковый момент, пропорциональный сигналу индикатора горизонта, на горизонтальной оси прецессии гиросферы, сохранив при этом демпфирующий момент от индикатора горизонта на вертикальной оси для удержания главной оси гироскопа в горизонте. Необходимо также сохранить корректирующие моменты по обеим осям прецессии. В этом случае равенства (1.12), определяющие зависимости моментов от сигналов управления и коррекции, примут

(b -b_c) = e_x ; (a -a_c) = m n b + e_z(1. 23)

Полагая, что корректирующие сигналы e_x и e_z определяются, как и прежде, формулами (1.14) и, подставляя выражения (1.23) в уравнения (1.1), найдем частные решения системы (1.1) и (1.3) в виде:

a^* = V_N / ( R_u cosj +V_E + C_B R / H); a_c^*=0; .

b_c^*=H (u sinj + V_E tgj/ R); b^*=0. (1. 24)

Формулы (1.24), определяющие положение равновесия ЧЭ прибора в режиме гироазимута, тождественны формулам (1.15), определяющим положение равновесия ЧЭ в режиме гирокомпаса. Это свидетельствует о том, что при движении объекта в момент перехода из режима гирокомпаса в режим гироазимута ЧЭ никаких возмущений не получает и остается в прежнем положении, которое он занимал, работая в режиме гирокомпаса. Следовательно, в режиме гироазимута курсоуказатель сохраняет направление меридиана, выработанное в режиме гирокомпаса, естественно, с накапливающейся во времени ошибкой, которая определяется присущей данному гироскопу скоростью дрейфа.

При обратном переходе из режима гироазимута в режим гирокомпаса курсоуказатель в начальный момент будет иметь некоторую девиацию, так как за время работы в режиме гнроазимута гироскоп вследствие собственного ухода отклонится от меридиана. Затем, совершая затухающие колебания, гирокомпас придет в положение равновесия.

Следует отнести к достоинствам курсоуказателя с электромагнитным управлением то обстоятельство, что при переходе из одного режима в другой не требуется изменять корректирующие сигналы, тем более, что благодаря вводу в схему управления такого вида коррекции ЧЭ находится вблизи меридиана практически в обоих режимах работы прибора.

Основной погрешностью гироазимута является собственный дрейф гироскопа. Гирокурсоуказатель с косвенным управлением позволяет уменьшать эту погрешность теоретически до величины нестабильности скорости ухода гироскопа. Для этого достаточно ввести в схему управления сигнал, напряжение которого пропорционально постоянной составляющей скорости ухода гироскопа, и просуммировать с сигналом датчиков угла гироскопа в соответствующих масштабе и фазе как это делается при вводе корректирующих сигналов. В результате этого к гироскопу по горизонтальной оси прецессии окажется приложенным момент, который скомпенсирует постоянную составляющую скорости ухода гироскопа.

При воздействии на курсоуказатель, работающий в режиме гироазимута, ускорений качки, гироазимут имеет дополнительный систематический уход. Этот уход возникает из-за появления постоянной составляющей момента по горизонтальной оси прецессии гироскопа. Знакопеременные сигналы индикатора горизонта вызывают меняющийся в такт качке момент, накладываемый тор-сионами на гиросферу вокруг ее вертикальной оси. Благодаря одновременному раскачиванию следящей сферы в такт качке вокруг оси ее подвеса (по углу g) проекция знакопеременного момента дает постоянную составляющую на горизонтальную ось прецессии, которая и вызывает систематический уход гироазимута на качке.

Анализ факторов, влияющих на эту погрешность гироазимута, показывает, что меры, принятые для уменьшения погрешности гирокомпаса на качке, а именно, применение индикатора горизонта с большой постоянной времени и гидравлического демпфера на оси подвеса следящей сферы, существенно уменьшают погрешность гироазимута на качке.

Что касается влияния ускорений от маневрирования на нестабильность ухода гироазимута, то теоретически оно зависит от времени действия ускорений и мало по величине. Практически в силу тех же технических решений, которые компенсируют влияние ускорений на качке, это влияние не имеет существенного значения.

На основании краткого анализа изложенного принципа действия двухрежимного курсоуказателя с электромагнитным управлением можно сделать некоторые выводы в отношении его преимуществ перед обычными маятниковыми гирокомпасами:

конструкция торсионно-жидкостного подвеса ЧЭ, который представляет собой астатический поплавковый гироскоп, обеспечивает гидростатическую разгрузку подвеса и отсутствие сухого трения в его осях, что уменьшает возмущения, вызываемые силами инерции;

электрическая схема управления параметрами гирокомпаса (периодом, степенью демпфирования) и режимами работы прибора позволяет, переключая электрические цепи, изменять параметры гирокомпаса и режимы работы в зависимости от условий плавания и эксплуатационных требований;

в гирокомпасе с электрической схемой управления сравнительно простыми средствами обеспечивается полная компенсация скоростной девиации для больших скоростей движения судна при условии ввода в прибор данных скорости и широты с достаточной точностью. При этом методе компенсации скоростной девиации существенно, что сам гироскоп практически все время остается в меридиане;

электрическая схема управления создает практическую возможность полной компенсации баллистических девиаций гирокомпаса пр-и маневрировании судна. Для этого может использоваться индикатор горизонта с коррекционньш датчиком момента и несложный электромеханический прибор, вырабатывающий нужный сигнал коррекции. При указанном способе компенсации баллистических девиаций нет необходимости изменять параметры гирокомпаса в зависимости от широты и выключать демпфирование на время действия ускорений;

конструкция и схема двухрежимного гироскопического курсоуказателя обеспечивает его работу в режиме гирокомпаса или гироазимута, а также в режиме гиромагнитного компаса. Это расширяет сферу применения приборов такого типа.

Основной прибор ВГ-1А.

Функцию гироскопического указателя меридиана выполняет прибор ВГ-1А (рис. 4). В корпусе прямоугольной формы 6 со сферическим колпаком 5 размещены трехстепенный поплавковый гироблок (ТПГ), элементы следящих систем стабилизации, детали схем терморегулирования и управления.

ТПГ выполнен в виде герметичной камеры (следящей сферы), заполненной специальной вязкой жидкостью (рис. 5). В этой камере с помощью вертикальных и горизонтальных тор-сионов подвешен поплавок с гиромотором. На гироблоке по линии N—3 установлены роторы индукционных датчиков углов / (ДУ) рассогласования гиросферы со следящей сферой (статоры ДУ находятся на гиросфере). Сверху и снизу на камере в кольцевых пазах 2 установлены дополнительные обогреватели для интенсивного разогрева жидкости при пуске компаса. Их включением управляет термореле 4 (Т/--003). На кронштейнах к крышке гироблока приспособлены штепсельные разъемы 5 для подачи питания на гироблок и снятия информации с датчиков углов. Снизу к камере подвешен груз 6 для придания маятниковости гироблоку в кардановом подвесе. Гироблок четырьмя приливами 3 с отверстиями для крепежных винтов укладывается на установочное кольцо. С западной стороны камеры на установочном кольце находится индикатор горизонта (ИГ), с северной—пузырьковый уровень для визуального конт- роля за балансировкой установочного кольца при сборке (уровень находится под колпаком). На двух цапфах, параллельных главной оси гироблока, установочное кольцо укладывается в подшипники на внутреннем кардановом кольце 6 (рис. 8). Для гашения колебаний гироблока относительно оси подвеса установочного кольца предусмотрен дисковый масляный демпфер.

С южной стороны в месте крепления цапфы в кардановом подвесе вмонтирован плоский вращающийся трансформатор (ПТ-003). Статор его неподвижен, а роторная обмотка связана с цапфой и поворачивается вместе с ней. Этот вращающийся трансформатор называют координатным преобразователем. Его включение в схему вызвано тем, что при повороте гироблока вокруг оси XX на угол ^ под воздействием внешних возмущающих сил в связи с маятниковостью гироблока и отсутствием стабилизации относительно главной оси происходит взаимное влияние горизонтной и азимутальной следящих систем (принцип работы следящих систем рассмотрен в § 18). Действительно, при выходе гироблока из отвесного положения моменты Ьгс и Ьтс, создаваемые торсионами, оказываются повернутыми в плоскости У02. на угол О. В таком случае горизонтальный и вертикальный моменты будут состоять из суммы проекций указанных моментов на эти оси. В результате нормальная величина корректирующих моментов искажается и в показаниях прибора возникают погрешности. Для исключения взаимного влияния следящих систем в схему управления подаются соответствующие сигналы, снимаемые с ротора преобразователя координат.