Гироскоп и его свойстваГироскоп – быстро вращающееся симметричное тело, ось вращения которого может изменять свое положение в пространстве. Технический гироскоп представляет собой гиромотор, который вращает массивное тело (ротор мотора). Гиромотор может быть электрическим трехфазным асинхронным двигателем, либо пневматическим гиромотором, который вращается под действием струи воздуха. Гиромотор закрепляется с помощью 2-х рамок: внутренней и внешней, которые образуют кардановый подвес.
Рис. 25 Гироскоп с тремя степенями свободы 1 – ротор; х–х – ось собственного вращения; 2 – внутренняя рама карданова подвеса; 3 – внешняя рама карданова подвеса; у–у – внутренняя ось подвеса; z–z – внешняя ось подвеса
Свойства гироскопа с 3 степенями свободы: 1. Если на гироскоп не действуют внешние силы и моменты, то он сохраняет свое положение неизменным в мировом пространстве. 2. Кратковременные силы и моменты (удары, вибрация) не влияют на положение главной оси гироскопа, а лишь вызывают быстро затухающие нутационные колебания. 3. Под действием постоянного внешного момента МВН, действующего на гироскоп, гироскоп прецессирует, т.е. его главная ось меняет свое положение, в сторону, чтобы по кратчайшему расстоянию совместить вектор угловой скорости собственного вращения с вектором МВН. Скорость прецессии гироскопа ωПР прямо пропорциональна внешнему моменту МВН и обратно пропорциональна кинетическому моменту Н.
где Н = J Ω; Ω – скорость вращения ротора гироскопа; J – момент инерции ротора относительно оси вращения. Чем больше кинетический момент, тем сильнее препятствует гироскоп действию внешних сил и моментов. Для увеличения кинетического момента нужно увеличить скорость вращения (она обычно составляет 22 103 – 23 103 об/мин) и увеличить размеры и массу вращающегося тела. Во время прецессии гироскопа силами инерции создается гироскопический момент МГ, пропорциональный ω; и Н, причем гироскопический момент равен внешнему моменту и противоположно ему направлен: МГ = - МВН.
|
,
