Дайте понятие о гироскопе. Что такое Кориолисово ускорение, гироскопический момент?

Термин «гироскоп» получен от греческих слов «гирос»— вращение и «скопео» — наблюдаю.

Быстро вращающимся симметричным гироскопом называют вращающееся вокруг оси симметрии с большой угловой скоростью тело вращения (ротор). Ось z симметрии ротораназывают осью фигуры или осью ротора гироскопа.

Карданов подвес обеспечивает ротору гироскопа свободу вращения относительно трех осей (z, x и у1). Поэтому гироскоп, установленный в кардановом подвесе, называют гироскопом с тремя степенями свободы. Если центр масс гироскопа совпадает с точкой пересечения осей карданова подвеса, то такой гироскоп называется астатическим.

Таким образом, полное ускорение, которое возникает при участии какой-либо массы одновременно в двух движениях — относительном и переносном — выражается, как . Это называется поворотным или кориолисовым ускорением.

Направление действия кориолисового ускорения определяется поворотом вектора относительной скорости на 90° в сторону переносного вращения.

Представим себе ротор гироскопа, вращающийся с большой угловой скоростью Ω_Z вокруг оси Z.

Величину J_ZΩ = Н в технике иногда называют кинетическим моментом гироскопа, а в прикладной теории гироскопов — собственным кинетическим моментом.

Имеем      

Этот инерционный момент называется гироскопическим.

Гироскопический момент всегда направлен так, что стремится совместить вектор угловой скорости Ω_Z собственного вращения ротора гироскопа с вектором угловой скорости Ω_e переносного его вращения.

Перечислите основные свойства гироскопа.

Для облегчения изучения свойств гироскопа принято понятие «свободный гироскоп» т.е. гироскоп, на который не действуют никакие внешние силы.

В технике существует понятие «технический гироскоп», у которого хотя бы в незначительной степени появляются несбалансированность ротора гироскопа и трение в осях карданового подвеса.

Свободный (идеальный) гироскоп обладает следующими основными свойствами:

· если на гироскоп не действует внешняя сила, то главная ось гироскопа сохраняет неизменным свое направление в мировом пространстве;

· если к главной оси гироскопа приложить внешнюю силу, то он отклоняется не в том направлении, в котором действует сила, а в направлении, перпендикулярном действию силы: это движение главной оси гироскопа называется прецессией;

· быстро вращающийся ротор гироскопа не реагирует на кратковременно приложенную внешнюю силу и удары.

Для чего предназначены электрический указатель поворота (ЭУП), поясните принцип действия ЭУП?

Указатель поворота служит для указания поворота самолета вокруг вертикальной оси, а также для правильного выполнения разворота самолета с поперечным креном до 45° при скорости полета 500 км/ч.

Принцип действия указателя поворота основан на использовании свойств гироскопа с двумя степенями свободы, у которого главная ось расположена горизонтально.

ЭУП-53 состоит из указателя поворота и указателя скольжения, размещенных в одном корпусе. Чувствительным элементом указателя поворота является гироскоп с двумя степенями свободы, подвешенный в кардановом подвесе.

Питается постоянным током напряжением 28,5В.

На лицевой части прибора расположена шкала, на которой вправо и влево от нулевой отметки шкалы имеются по три индекса с оцифровкой «45°» на крайних индексах. Индексы предназначены для указания правильного разворота самолета вокруг вертикальной оси с поперечным креном 15, 30 и 45° при скорости полета 500 км/ч.