Гиростабилизатор

        гироскопическое устройство (См. Гироскопические устройства), предназначенное для стабилизации отдельных объектов или приборов, а также для определения угловых отклонений объектов. По принципу действия Г. делятся на непосредственные, силовые и индикаторные.

         Непосредственные Г. — устройства, в которых непосредственно используются стабилизирующие свойства трёхстепенного Гироскопа. Применяются в качестве успокоителей бортовой качки корабля, стабилизаторов вагона однорельсовой ж. д. и др. (вес и габариты подобных Г. весьма существенны), а также для стабилизации чувствительных элементов систем управления. Например, Г. (рис. 1), состоящий из гирокамеры 1 с ротором, установленной в наружном кардановом кольце (раме) 2, осуществляет непосредственную стабилизацию антенны 3 и координатора 4. Координатор вырабатывает сигналы, пропорциональные углам отклонения оси антенны от заданного направления ОА. Эти сигналы через усилители-преобразователи 5 и 6 — поступают на датчики моментов 7 и 8 системы коррекции, осуществляющей автоматическое слежение оси антенны за указанным направлением. Подобные Г. называют гироскопическими следящими системами.

         Силовые Г. (гирорамы) — электромеханические устройства, содержащие, кроме гироскопов, специальные двигатели для преодоления воздействия на стабилизируемый объект внешних возмущающих моментов. Применяются на кораблях, летательных аппаратах и др. объектах для стабилизации отдельных приборов и устройств. Кроме того, по принципу силовой гироскопической стабилизации работают некоторые типы гироскопов направления, гировертикалей и комбинированных устройств, называемых гироазимутгоризонтами. Силовые Г. в зависимости от числа гироскопов в раме могут быть одно- и двухгироскопными, а по числу осей стабилизации — одно-, двух- и трёхосными. У одноосного силового Г. с одним гироскопом (рис. 2) основным элементами являются гирокамера 1 с ротором; рама 2, играющая роль наружного карданова кольца и жестко связанная со стабилизируемым объектом; датчик угла 3, установленный на оси прецессии Ox; усилитель 4; стабилизирующий двигатель 5, предназначенный для приложения относительно оси стабилизации Oη моментов, компенсирующих действующие на раму внешние возмущающие моменты; маятник-корректор 6 и датчик моментов 7, являющиеся элементами системы коррекции Г. При действии внешнего возмущающего момента М, стремящегося повернуть раму вокруг оси Oη, гирокамера 1 по свойствам гироскопа начнёт прецессировать вокруг оси Ox; при этом возникает гироскопический момент М_г, противодействующий моменту М. В дальнейшем при повороте гирокамеры вокруг оси Ox на некоторый угол β датчик угла 3 через усилитель 4 включит стабилизирующий двигатель 5, прикладывающий относительно оси Oη момент стабилизации М_с, противоположный моменту М. В результате гирокамера начнёт прецессировать в обратном направлении и остановится (при постоянной величине М) в положении, для которого М_с + М = 0. Т. о., в силовом Г. гироскоп осуществляет стабилизацию лишь в первый момент; в дальнейшем её обеспечивает стабилизирующий двигатель, что позволяет стабилизировать значительные массы при сравнительно небольшом весе и габаритах самого гироскопа. На практике применяют также двухгироскопные Г., обладающие рядом преимуществ по сравнению с одногироскопными.

         Сочетание двух одноосных Г. даёт двухосный Г., стабилизирующий платформу относительно плоскости горизонта; этот Г. может быть также использован в качестве гировертикали силового типа. Сочетание трёх одноосных Г. даёт трёхосный силовой гиростабилизатор (гироазимутгоризонт) — устройство, состоящее из гироскопа направления (гироазимута) и гировертикали (гирогоризонта). Он служит для измерения трёх углов, определяющих положение объекта, и применяется на кораблях и самолётах. Трёхосный Г. используется также для пространственной стабилизации некоторой платформы (гиростабилизированная платформа). Подобные Г. применяют в инерциальных навигационных системах (См. Инерциальная навигационная система).

         Индикаторные Г. — системы автоматического регулирования, в которых гироскопические устройства, установленные на стабилизируемом объекте (например, платформе), являются чувствительными или задающими элементами, определяющими положение объекта и управляющими следящими системами; стабилизация же объекта (платформы) осуществляется с помощью следящих систем. В качестве чувствительных элементов, реагирующих на угловые скорости или углы отклонения платформы, применяют двухстепенные (например, поплавковые интегрирующие) гироскопы и гиротахометры или трёхстепенные астатические гироскопы. Индикаторные Г. используют в инерциальных навигационных системах, устанавливаемых на кораблях и летательных аппаратах.

         А. Ю. Ишлинский, С. С. Ривкин.

        

        Рис. 1. Принципиальная схема гироскопической следящей системы: 1 — гирокамера с ротором; 2 — наружное карданово кольцо (рама); 3 — антенна; 4 — координатор; 5, 6 — усилители-преобразователи; 7, 8 — датчики моментов.

        

        Рис. 2. Принципиальная схема одноосного силового гиростабилизатора с одним гироскопом: 1 — гирокамера с ротором; 2 — рама; 3 — датчик угла; 4 — усилитель; 5 — стабилизирующий двигатель; 6 — маятник-корректор; 7 — датчик моментов; Oξηζ — оси системы отсчёта; Охуz — оси, связанные с гирокамерой; Ox — ось прецессии; Oη — ось стабилизации; α — погрешность стабилизации; β — угол прецессии.