Большая Советская Энциклопедия (ГИ)

Большая Советская Энциклопедия

В качестве простейшей Г. может служить трёхстепенной астатический гироскоп, ось которого стремится сохранять своё направление в мировом пространстве. Однако по отношению к вращающейся Земле эта ось будет со временем изменять своё направление. Поэтому без корректирующих устройств такой прибор может служить лишь кратковременным указателем направления (в частности, вертикали). Подобные приборы, называют гирогоризонтом и гировертикантом, применяются в баллистической ракете для определения углов её отклонения в вертикальной и горизонтальной плоскостях (углы тангажа, рыскания и крена). Для длительного удержания оси астатического гироскопа в вертикальном положении используют те или иные системы коррекции.

Г. с маятниковой системой коррекции (рис. 1) — трёхстепенной астатический гироскоп, в котором система коррекции состоит

из маятников-корректоров 4, 5, фиксирующих углы отклонения оси гироскопа от вертикали места, и датчиков моментов 6, 7, прикладывающих к гироскопу соответствующие корректирующие моменты, вызывающие прецессию оси гироскопа к вертикали места. Потенциометры 8 и 9 служат для определения углов наклона объекта относительно плоскости горизонта. Погрешности Г. этого типа, определяемые отклонениями оси гироскопа от вертикали места, могут составлять от долей градуса до единиц угловых минут. В прецизионных Г. для повышения их точности учитываются поправки на вращение Земли и собственное движение объекта.

При установке на корабле Г. с маятниковой коррекцией определяют углы бортовой и килевой качки, а на летательном аппарате — углы крена и тангажа. Применяются в системах автоматической стабилизации различных подвижных объектов, в успокоителях качки корабля, для стабилизации летательного аппарата и др., а также для определения искривления буровых скважин, шахт и т.п.

Другим типом Г., не требующим применения системы коррекции, является гиромаятник, т. с. гироскоп с 3 степенями свободы, центр тяжести G которого лежит на оси ротора на некотором расстоянии l от точки опоры О (рис. 2). При отклонении оси Oz гироскопа от вертикали Oz, ось Oz под действием силы тяжести Р начинает прецессировать вокруг Oz, описывая конус с вершиной в точке О. Т. к. собственный кинетический момент гироскопа Н очень велик, то период прецессии

T = 2pH/lP (1)

(где l = OG) также велик, что делает прибор практически нечувствительным к колебаниям объекта. В реальном приборе прецессионные колебания оси Oz погашаются специальным демпфером и ось Oz гироскопа приходит в положение, близкое к вертикали. Однако чтобы прибор обладал необходимой точностью при ускоренном движении (маневрировании) объекта, период Т должен удовлетворять условию М. Шулера (быть равным периоду колебаний математического маятника, длина которого равна радиусу Земли), т. е. составлять 84,4 мин, что до сих пор практически осуществить не удалось. В реализованных конструкциях Т обычно ~ 10—20 мин, вследствие чего подобные Г. при маневрировании объекта имеют значительные погрешности. Гиромаятники применяют в секстанте для стабилизации относительно плоскости горизонта его оптические системы и в некоторых корабельных системах стабилизации, используемых преимущественно при постоянных значениях скорости и курса корабля.

Прибором, позволяющим определять с высокой степенью точности направление вертикали при ускоренном движении объекта, на котором установлен прибор, является гироинерциальная вертикаль (рис. 3). В ней, кроме гироскопов, используются акселерометры и вычислительные устройства (интеграторы), при этом осуществляется искусственное моделирование маятника с периодом, равным периоду М. Шулера. Гироинерциальная вертикаль состоит из астатического трёхстепенного гироскопа, на гирокамере 1 которого расположены акселерометры 3, 4 (в реальных схемах акселерометры устанавливают на гиростабилизированной платформе). Измеряемые акселерометрами кажущиеся ускорения a_x и a_y объекта вдоль горизонтальных осей Ох и Оу поступают в интеграторы 5, 6; их выходные сигналы (скорости v_E и v_N вдоль осей Ох и Оу) вводятся на датчики моментов 7, 8, прикладывающие к гироскопу моменты коррекции, которые вызывают

прецессию оси гироскопа Oz к вертикали. При соответствующем выборе коэффициенты пропорциональности между сигналом с интегратора и величиной момента коррекции период прецессии оказывается равным периоду Шулера. Благодаря этому устройство обладает высокой точностью при маневрировании объекта и его погрешности не превосходят несколько угловых минут. Гироинерциальные вертикали широко используются в инерциальных навигационных системах, устанавливаемых на кораблях и летательных аппаратах.

А. Ю. Ишлинский, С. С. Ривкин.

Рис. 3. Принципиальная схема гироинерциальной вертикали: 1 — гирокамера с ротором; 2 — наружное карданово кольцо; 3, 4 — акселерометры; 5, 6 — интеграторы; 7, 8 — датчики моментов.

Рис. 1. Принципиальная схема гировертикали с маятниковой коррекцией: 1 — ротор; 2, 3 — внутреннее и наружное кардановы кольца: 4, 5 — маятники-корректоры; 6, 7 — датчики моментов; 8, 9 — потенциометры.

Рис. 2. Принципиальная схема гиромаятника: 1 — гирокамера с ротором; 2 — наружное карданово кольцо.

Гировоз

Гирово'з, рудничный локомотив с механическим аккумулятором энергии, предназначенный для перемещения вагонеток в шахтах. Г. начали применять в Европе в 40-х гг. 20 в., после освоения их серийного производства швейцарской фирмой «Эрликон»; в СССР выпуск Г. осуществляется с 50-х гг. Для движения поезда в Г. используется энергия, накопленная вращающимся маховиком, раскручивание которого (до 2—3 тыс. об/ мин) осуществляется электрическим или пневматическим двигателем установленным на Г. или на стационарном зарядном пункте. В конструкции Г. предусмотрено ступенчатое или бесступенчатое (например, с помощью гидропередачи) регулирование скорости движения. Длина пробега Г. после однократной зарядки не превышает обычно 3—5 км. В основном Г. используются для транспортирования небольших составов по вентиляционным выработкам и при строительстве шахт, а также в качестве вспомогательного транспорта в гидрошахтах и шахтах сплошной конвейеризации.

А. А. Пархоменко.

Илл. к ст. Гировоз.

Гирогоризонт

Гирогоризо'нт, то же, что гировертикаль.

Гироинерциальная вертикаль

Гироинерциа'льная вертика'ль, один из типов гировертикали.

Гирокастра

Гирока'стра, Гьинокастер, Гьирокастра (Gjirokastra), город на Ю. Албании, в долине р. Дрино. 15,6 тыс. жителей (1967). Узел шоссейных дорог. Пищевые, табачные, кожевенные, металлообрабатывающие предприятия. Основан в 4 в. В 14 в.. вероятно, принадлежал Венеции, с 1460 до начала 20 в. — Турции. Архитектурные памятники: венецианская крепость (известна с 14 в.), средневековая жилая застройка по склонам холмов — 2—3-этажные каменные дома-крепости (кула) с глухими нижними этажами, нависающими крышами и окнами, снабженными решётками. Собор 18 в. Мечети начала 18 в. Близ Г. — церковь Лабове-э-Крюки (10—11 вв.).

Гирокомпас

Гироко'мпас, механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления. Преимущества Г. по сравнению с магнитным компасом состоят в том, что он указывает направление географического (а не магнитного) меридиана, что на его показания существенно меньше, чем на магнитный компас, влияют перемещающиеся металлические массы (железо, сталь) и электромагнитные поля и что его точность в условиях маневрирования и колебаний объекта значительно выше. Принцип действия Г. основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли; его идея была предложена французским учёным Л. Фуко.