Пример: Транспортная логистика
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Авиация и космонавтика /

Оборудование летательных аппаратов

Документ 1 | Документ 2 | Документ 3 | Документ 4 | Документ 5 | Документ 6 | Документ 7 | Документ 8 | Документ 9 | Документ 10 | Документ 11 | Документ 12 | Документ 13 | Документ 14 | Документ 15 | Документ 16 | Документ 17 | Документ 18 | Документ 19 | Документ 20 | Документ 21 | Документ 22 | Документ 23 | Документ 24 | Документ 25 | Документ 26 | Документ 27 | Документ 28 | Документ 29 | Документ 30 | Документ 31 | Документ 32 | Документ 33 | Документ 34 | Документ 35 | Документ 36 | Документ 37 | Документ 38 | Документ 39 | Документ 40

←предыдущая  следующая→
1 2 



Скачать реферат


Тема №14. Системы измерения курса и курсовертикали.

Занятие №2 (2 часа).

1. Курсовой гироскоп (гирополукомпас).

Курсовым называется трехстепенной астатический гироскоп с вертикально расположенной осью наружной рамы. Главная ось курсового гироскопа находится в горизонтальной плоскости и занимает произвольное по отношению к осям ЛА положение, например, в исходном состоянии перпендикулярна к оси ОХ1 ЛА и к заданному направлению ОХ0 полета (рис. 1).

Курсовой гироскоп предназначен для измерения угла отклонения ЛА от заданного курса (угла рысканья ). При повороте ЛА на угол  вместе с ним относительно шкалы III, закрепленной на оси наружной рамы гироскопа, перемещается индекс И, нанесенный на корпусе прибора, жестко связанного с ЛА. Поскольку главная ось гироскопа сохраняет неизменным свое положение в пространстве, то положение индекса И относительно отметки О, нанесенной на шкале, и является мерой углового отклонения ЛА от заданного направления полета.

Трехстепенной астатический гироскоп не обладает в отличие, например, от магнитного компаса, способностью устанавливаться по направлению меридиана, так как его главная ось сохраняет (с точностью до собственных уходов) то положение в инерциальном пространстве, какое она имела к окончанию времени разгона ротора. Поэтому рассматриваемый гироскоп называется гирополукомпасом (ГПК). Основными погрешностями ГПК, как и любого гироскопа, являются кажущийся уход, собственный уход и карданная погрешность.

2. Основные погрешности ГПК и способы их устранения.

2.1 Кажущийся уход ГПК из-за вращения Земли.

Составляющие вектора з угловой скорости вращения Земли (рис. 14.13. а) для точки О, находящейся на широте , равны:

• горизонтальная составляющая зг=зcos;

• вертикальная составляющая зв=зsin.

Пусть ГПК сориентирован в точке О следующим образом (рис. 2б):

• главная ось лежит в плоскости горизонта, причем вектор Н направлен на восток Е;

• ось внутренней рамы Х (ось подвеса гиромотора) горизонтальна и направлена на север N;

• ось наружной рамы направлена по местной вертикали Z.

При таком расположении горизонтальная составляющая зг полностью проецируется на ось внутренней рамы, а вертикальная составляющая зв - на ось наружной рамы ГПК.

Наблюдатель из космоса (в соответствии с рис. 2б) будет видеть, что:

1. Главная ось ГПК сохраняет неизменным свое положение в инерциальном пространстве;

2. Верхний левый конец плоскости горизонта поднимается, а правый нижний - опускается. Это обусловлено горизонтальной составляющей зг угловой скорости вращения Земли и происходит со скоростью, равной зг;

3. Плоскость горизонта вращается вокруг местной вертикали Z. Это обусловлено вертикальной составляющей зв угловой скорости вращения Земли и происходит против часовой стрелки, если смотреть с конца вектора зв, со скоростью, равной зв.

Наблюдатель, находящийся на Земле, ее вращение не ощущает. Поэтому он будет видеть, что:

1. Вектор Н поднимается над плоскостью горизонта с угловой скоростью х, равной по величине и противоположной по знаку горизонтальной составляющей зг угловой скорости вращения Земли, то есть х= -зг;

2. Вектор Н вращается в плоскости горизонта с угловой скоростью , равной по величине и противоположной по знаку вертикальной составляющей зв угловой скорости вращения Земли, то есть = -зв.

Угловые скорости х и  в данном случае есть скорости кажущегося ухода ГПК из-за вращения Земли вокруг осей внутренней и наружной рам соответственно.

Величина ухода =t в плоскости горизонта, обусловленная вертикальной составляющей зв угловой скорости вращения Земли, является погрешностью ГПК в измерении курса. Она устраняется системой азимутальной широтной коррекции - моментной или кинематической (см. тему N13, занятие N2).

Величина ухода =хt из плоскости горизонта, обусловленная горизонтальной составляющей зг угловой скорости вращения Земли, компенсируется системами межрамочной или маятниковой коррекции.

2.2 Кажущийся уход ГПК из-за движения ЛА.

Предположим, что Земля не вращается. Пусть ГПК, находящийся на северном полюсе N, выставлен так, что ось его наружной рамы вертикальна, а главная ось - горизонтальна (рис. 3а).

При перемещении ЛА к экватору ось наружной рамы ГПК будет вместе с ЛА поворачиваться в инерциальном пространстве, но по отношению к Земле всегда будет оставаться вертикально (если ЛА летит горизонтально). При этом главная ось ГПК, сохраняя неизменным свое направление в инерциальном пространстве, относительно Земли будет поворачиваться и на экваторе займет вертикальное положение, вследствие чего гироскоп "сложится".

Для удержания главной оси ГПК в плоскости горизонта применяется, как было уже сказано, межрамочная или маятниковые системы коррекции. Уход же ГПК в плоскости горизонта ("в азимуте") из-за движения ЛА зависит от вида траектории.

Пусть ЛА перемещается из точки А в точку В, причем в точке А главную ось ГПК (вектор Н) совместим с вектором W путевой скорости.

Если ЛА будет двигаться по локсодромии, то ее проекция на горизонтальную плоскость, построенную в точке А, есть кривая линия (рис. 3б).

При этом в точке В вектор Н уже не будет совпадать с вектором W, то есть имеет место кажущийся уход ГПК в плоскости горизонта, обусловленный движением ЛА по криволинейной траектории.

Проекция ортодромии на горизонтальную плоскость есть прямая линия (рис. 3в). При этом в точке В, также как и в точке а, вектор Н совпадает с вектором W, то есть в этом случае кажущегося ухода ГПК в азимуте не будет.

Получим выражения для суммарного кажущегося ухода из-за вращения Земли и перемещения ЛА. Пусть ЛА движется по локсодромии с постоянным истинным курсом и, с путевой скоростью W и в каждый момент времени находится в точке О с текущей широтой . Свяжем с этой точкой сопровождающую географическую правую систему координат ONZE, оси которой направлены следующим образом:

• ON - лежит в плоскости горизонта и направлена на север;

• OZ - по линии местной вертикали;

• OE - лежит в плоскости горизонта и направлена на восток.

Проекции вектора путевой скорости на оси ON и OE обозначим: WN и WE - северная и восточная составляющие путевой скорости.

За счет северной составляющей ЛА перемещается по меридиану и вращается в инерциальном пространстве с угловой скоростью

n=(WN/R), где R - радиус Земли (высоту полета не учитываем ввиду ее малой величины по сравнению с R Земли), вектор которой лежит в плоскости горизонта и направлен в отрицательную сторону оси ОЕ, поэтому в выражении значения N стоит знак "минус".

За счет восточной составляющей ЛА перемещается по параллели и вращается в инерциальном пространстве с угловой скоростью

е=(WE/(Rcos)), вектор которой совпадает по направлению с вектором угловой скорости вращения Земли. Построим в точке О суммарный вектор з + е и разложим его на горизонтальную (проекция на ось ON) и вертикальную (проекция на ось OZ) составляющие

г=(з + Е )cos=зг +WЕ/R;

в=(з + Е )sin= зв+(WЕ/R)tg,

где зг=зcos, зв=вsin - горизонтальная и вертикальная составляющие угловой скорости вращения Земли. Если скомпенсировать кажущийся уход ГПК в азимуте, то он может быть использован в качестве указателя истинного курса. Однако на высоких широтах (в районе полюсов) компенсация составляющей (WЕ/R)tg невозможна, так как в этом случае tg Следовательно, в полярных районах самолетовождение при движении по локсодромии с помощью ГПК осуществить нельзя. Это возможно только при движении по ортодромии. Необходимо иметь в виду, что азимутальный уход ГПК из-за движения ЛА по ортодромии отсутствует. Следовательно, при движении по ортодромии азимутальный уход ГПК обусловлен только вертикальной составляющей зв угловой скорости вращения Земли. Этот уход

компенсируется системами азимутальной широтной коррекции - моментной или кинематической.

Следует отметить, что направление и величина кажущегося ухода ГПК не зависят от направления и величины кинетического момента, а зависят только от его ориентации, вида траектории, географической широты места, а также от направления и величины скорости движения ЛА.

Плоскость ортодромии вращается вокруг местной вертикали с угловой скоростью, равной зв.

Если скомпенсировать уход гироскопа в азимуте из-за зв, то он будет строить эту плоскость. При этом ГПК является указателем ортодромии.

В этом случае ГПК (наряду с астрономическими средствами, которые здесь не рассматриваются) обеспечивает возможность навигации в полярных районах.

Плоскость ортодромии в исходном пункте маршрута ИПМ задается начальным путевым углом ортодромии НПУО, отсчитываемым от северного направления географического меридиана, причем в ИПМ этот угол равен истинному курсу (рис. 4), то есть НПУО = ипм (рис.14.20).

←предыдущая  следующая→
1 2 



Copyright © 2005—2007 «Mark5»