Введение к работе
Актуальность проблемы.
По современным представлениям среди неконтактных подвесов наиболее перспективным и высокоточным является электростатический подвес (ЭСП), рассматриваемый при обычных температурах как единственный тип механического гироскопа с бесфрикционным подвесом ротора. Благодаря высокой точности и стабильности эксплуатационных характеристик, а также сравнитэльной простоте конструкции ЭСП начинает находить широкое применение во многих областях современной техники и успешно используется при создании новых навигационных гироприборов.
Одним из таких приборов является наземный гироскопический компас (гирокомпас) с электростатическим подвесом, который значительно отличается по конструкции и принципу действия от известных традиционных схем. Кожух наземного гирокомпаса с ЭСП окружен тремя взаимноортогоналышми парами контуров, плоскости которых образуют куб. Ось симметрии вертикальной пары контуров направлена вдоль истинной вертикали места. Протекающий в контурах ток создает магнитное поле в объеме, занимаемом ротором, которое индуцирует вихревые токи в роторе гирокомпаса. Возникающий при этом магнитный момент должен обеспечивать непрерывное совмещение оси собственного вращения ротора с местной вертикалью. Измеряя токи в цепях контуров, моюго определить величину угла меаду плоскостью меридиана и горизонтальной осью симметрии контура.
В нестоящее время большинство важных вопросов, возникающих при разработке наземного гирокомпаса с ЭСП, изучено еще недостаточно и требует соответствующих теоретических и экспериментальных исследований, позволяющих улучшить эксплуатационные и технические характеристики прибора. Актуальными задачами являются исследование динамики и выявление погрешностей прибора, выбор оптимального режима взаимодействия магнитного поля с ротором, проблемы запуска, начальная выставка оси вращения и демпХироваяие нутационных колебаний ротора наземного гирокомпаса с ЭСП.
Диссертация посвящена решению оформулироваяных задач, которые представляют большой интерес для разработчиков гироскопических я навигационных приборов о неконтактными подвесами.
Цель работы состоит в исследовании динамических я точностных
характеристик наземного гироскопического компаса с электростатическим подвесом и выработке рекомендации по улучшению прибора. Основные задачи диссертации:
исследование динамики и погрешностей наземного гироскопического компаса с электростатическим подвесом;
исследование устойчивости стационарных вращений и демпфирование нутационных колебания ротора гирокомпаса в переменном магнитном поле;
исследование влияния формы ротора гирокомпаса на его динамические характеристики.
Научная новизна. В диссертационной работе проведено исследование динамики ротора наземного гирокомпаса с ЭСП, получены формулы его погрешностей, возникаодих при нестабильности кинетического момента и в связи с неточностью установки оси вращения; найдена зависимость амплитуда нутационных колебаний ротора от частоте магнитного ноля и указаны пути уменьшения нагрева ротора наземного гирокомпаса с ЭСП.
Получены условия устойчивости стационарных вращений нанагнн-чиваюпегося ротора гирокомпасе в резонансных я нерезонансных случаях, выбраны параметры переменного магнитного поля, обеспечивающие максимальную быстроту затухания амплитуды нутационных колебаний ротора.
Проанализирован процесс возникновения регулярных прецессий шихтованного ротора гирокомпаса в постоянном и переменном магнитном полях.
Достоверность результатов, полученных в диссертации, подтверждается сравнением с известными решениями, а также корректностью применения используемых для решения рассмотренных задач методов.
Практическая ценность. Результаты диссертационной работы
позволяют повысить точность, уменьшить время подготовки наземных
гирокомпасов с ЭСП к работа и могут служить теоретической основой
новых перспективных разработок в области прецизионного приборост
роения, на предприятиях, разрабатывающих навигационные датчики с
неконтактными подвесами. Результаты исследования использовались
на предприятиях приборостроительной промышленности, разрабатнваю-
вдах гироскопы с неконтактными подвесами. -
Вывода, полученные при анализе динамики гирокомпаса и устой-
чивости стационарных вращении проводящего намагничивавдегося ротора гирокомпаса в переменном магнитном пола, представляют интерес при разработке других типов приборов, содержащих твердое тело, движущееся в магнитном поле.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы опубликованы в работах И - 41 и доложены иа:
Всесоюзной конференции "Современные проблемы механики и технологии машиностроения" (Москва, апрель 1S89 г.);
Всесоюзной конференции, посвященной Дню науки "Современные проблемы механики и технологии машиностроения" (Горький, апрель 1989 г.):
Всесоюзной конференции "Современные проблемы физики и ее приложений" (Москва, апрель 1990 г.);
Всесоюзной конференции "Современные проблемы информатики, вычислительной техники и автоматизации" (Москве, апрель 1991 г.);
научном семинаре "механика управляемых систем" кафедра теоретической механики МЭИ (Москва. 1983 - 1992 г.г.).
Структура и объем диссертации.
диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, содержащего 86 наименований и прилохения. Общий объем работы составляет 144 страницы и включает 1 таблицу и 36 рисунков.
