Тороид. Производство электротехнической продукции
(49831) 4-66-21
(925) 790-73-23
toroid2011@mail.ru

Главная Продукция и услуги Статьи Полезная информация Сертификаты Награды Отзывы Контакты

Продукция и услуги

Пельпор Д.С.
Гироскопические системы ориентации и стабилизации

Москва
МАШИНОСТРОЕНИЕ
1982

Рецензент: д-р техн. наук проф. А. С. Шаталов

Пельпор Д. С. Гироскопические системы ориентации и стабилизации. Справочное пособие. Москва: Машиностроение, 1982.

Книга «Гироскопические системы ориентации и стабилизации» является продолжением монографии «Гироскопические приборы систем ориентации и стабилизации», изданной в издательстве «Машиностроение» в 1977 г. В книге изложены основные принципы построения гиростабилизаторов различного назначения и гироскопических систем ориентации и дан анализ их динамических погрешностей. Рассматривается физическая сущность происходящих при этом явлений.

Книга предназначена для инженеров, занимающихся разработкой гироскопических приборов и систем ориентации и стабилизации.

Редактор И. А. Суворова
Художественный редактор В. В. Лебедев
Технический редактор А. И. Захарова
Корректор Л. Я. Шабашова
Обложка художника Л. С. Вендрова

© Издательство «Машиностроение», 1982 г.

Содержание книги
Гироскопические системы ориентации и стабилизации

Введение

Часть I. ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Глава 1. Стабилизация спутника в орбитальной системе координат
1.1. Принудительное вращение спутника вокруг одной из главных его осей
1.2. Принудительное вращение спутника с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения орбитальной системы координат
1.3. Стабилизация спутника с помощью гироскопа, установленного в его корпусе

Глава 2. Одноосные гироскопические стабилизаторы
2.1. Уравнения движения гиростабилизатора
2.2. Возмущающие моменты, действующие вокруг осей Ох и Оух гиростабилизатора
2.3. Одноосный гиростабилизатор с пропорциональной характеристикой разгрузочного устройства
2.4. «Пассивные» одноосные гиростабилизаторы для КЛА
2.5. Одноосные гироскопические стабилизаторы, устанавливаемые на борту ЛА
2.6. Погрешности одноосных гиростабилизаторов, возникающие при угловых колебаниях ЛА
2.7. Одноосные гиростабилизаторы с двумя гироскопами (гирорамы)
2.8. Управление движением платформы гиростабилизатора, устанавливаемого на борту ЛА
2.9. Гироскопический привод для стабилизации и управления КЛА

Глава 3. Двухосные гироскопические стабилизаторы, устанавливаемые на борту ЛА
3.1. Приближенные уравнения движения двухосного гиростабилизатора
3.2. Погрешности двухосных гиростабилизаторов

Глава 4. Трехосные или пространственные гироскопические стабилизаторы, устанавливаемые на борту ЛА
4.1. Уравнения движения силового гиростабилизатора
4.2. Гиростабилизатор с поплавковыми интегрирующими гироскопами
4.3. Гиростабилизатор с датчиками угловой скорости
4.4. Сравнение погрешностей гиростабилизаторов

Глава 5. Двухгироскопная пространственная гравитационно-гироскопическая система пассивной стабилизации спутника в орбитальной системе координат
5.1. Уравнения движения
5.2. Продольное движение спутника
5.3. Боковое движение спутника

Глава 6. Стабилизация и управление движением КЛА с помощью маховиков
6.1. Уравнения движения системы «КЛА—маховик»
6.2. Стабилизация и управление КЛА с помощью махозиков
6.3. Энергия, потребляемая двигателями маховиков
6.4. Формирование канала стабилизации КЛА

Глава 7. Стабилизация и управление КЛА гироскопическим приводом, представляющим собой два спаренных гироскопа с тремя степенями свободы
7.1. Уравнения движения гироскопов
7.2. Уравнения движения системы «КЛА-гиропривод»

Часть II. ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ ЛА

Глава 8. Принципы построения систем ориентации

Глава 9. Курсовые системы
9.1. Указатели направления ортодромии. Погрешности указателей направления ортодромии
9.2. Гироорбитант
9.3. Гиромагнитные компасы

Глава 10. Гироскопические вертикали
10.1. Гировертикали с квазиупругой радиальной коррекцией
10.2. Гировертикаль с интегральной коррекцией

Список литературы

Введение

В авиации, ракетной и космической технике, а также в морском флоте находят широкое применение сложные комплексные системы автоматического управления движением.

На рис. В.1 представлена обобщенная структурная схема системы автоматического управления летательным аппаратом (ЛА), включающая в себя в качестве чувствительных элементов системы ориентации, навигации и бортовые гироскопические устройства, предназначенные для управления радиолокационными, телеметрическими, оптическими и тепловыми приборами^ наведения; эти приборы и устройства в процессе наведения также формируют сигналы для автоматического управления ЛА. При этом базовыми элементами являются гироскопические стабилизаторы и приборы.

Среди различных силовых приводов, управляющих движением ЛА с помощью аэродинамических рулей, жидкостно-реактивных двигателей и маховиков для управления движением КЛА вокруг центра его масс находит применение и гироскопический инерционный привод.

В книге уделяется большое внимание анализу физической сущности механических явлений, возникающих в процессе гироскопической стабилизации и управления различными объектами.

Простейшим гироскопическим стабилизатором является астатический гироскоп, нашедший применение в различных приборах систем ориентации, а также при стабилизации спутников в орбитальной системе координат. Книга начинается с рассмотрения принципов стабилизации вращающегося спутника, представляющего собой практически идеальный астатический гироскоп.

В книге рассматриваются принципы построения различных гиростабилизаторов, вариант возможной классификации которых приведен на рис. В.2.

Классификация дает наглядное представление о многообразии различных видов гироскопических стабилизаторов, отличающихся по принципу действия, виду чувствительных элементов, приводов разгрузочного устройства и по применению.

В части I книги излагаются принципы построения различных одноосных гиростабилизаторов, представляющих в своей основе одинаковые одномерные каналы как двухосных, так и трехосных гиростабилизаторов. При изложении принципов построения двухосных и трехосных гиростабилизторов рассматриваются только те их особенности, которые органически присущи лишь этим системам и не характерны для одноосных гиростабилизаторов. Кроме тод>, здесь важное место занимают системы гироскопической стабилизации и управления КЛА.

На КЛА для создания моментов, управляющих его движением вокруг центра масс, применяются малогабаритные жидкостно-реактивные двигатели, или реактивные сопла, выбрасывающие струи сжатого газа. Кроме того, для стабилизации используются моменты, образуемые гравитационным полем тяготения и магнитным полем Земли, а также моменты, создаваемые электромеханическим инерционным гироскопическим приводом и приводом с маховиками.

Принципы стабилизации КЛА с помощью гироскопов в случае «пассивной» стабилизации и при превращении КЛА в астатический гироскоп путем принудительного его вращения вокруг одной из главных осей инерции во многом подобны принципам действия гироскопических стабилизаторов бортовых устройств. В случае применения «активной» гироскопической стабилизации, как, например, при стабилизации и управлении антеннами, а также в системах непосредственного управления КЛА с помощью гироскопов последний Сам становится инерционным силовым приводом.

При «пассивной» гироскопической стабилизации гироскопы одновременно служат и чувствительными элементами, определяющими отклонение КЛА от заданного направления в пространстве. При «активной» гироскопической стабилизации ориентация КЛА осуществляется с помощью приборов системы ориентации (гироорбитант, ИКВ, ДУС и др.), устанавливаемых на его борту, а для целей стабилизации и управления движением КЛА используется гиропривод. Особое место занимает «активная» стабилизация и управление КЛА с помощью маховиков, которую, нельзя называть гироскопической стабилизацией, так как здесь гироскопические моменты, развиваемые маховиками, не только не являются стабилизирующими, но в процессе управления КЛА становятся возмущающими моментами, подавление которых производится с помощью тех же маховиков.

Часть I заканчивается рассмотрением динамики «пассивной» системы типа «V-крен», активных систем с маховичными приводами и коническим приводом для стабилизации и управления КЛА.

Во II части излагаются принципы построения гироскопических систем ориентации ЛА. Формирование структурных схем систем ориентации, применяемых на ЛА, в соответствии с классифакацией, представленной на рис. В.З, развивается в трех основных направлениях.

1. Системы, основанные на совместном применении различных самостоятельных курсовых приборов и систем и гировертикалей.

2. Системы, основным элементом которых является пространстственный гироскопический стабилизатор.

3. Бесплатформенные системы ориентации, чувствительными элементами которых являются приборы, измеряющие углы или угловые скорости поворота ЛА и линейные ускорения; эти приборы устанавливаются непосредственно на борту ЛА и используются совместно с цифровой или аналоговой вычислительной машиной.

Как видно из рис. В.З, не все курсовые системы находят широкое применение на ЛА. Например, классические однороторные и пространственные гирокомпасы вообще не применяются на скоростных летательных аппаратах (за исключением наземных гирокомпасов, в том числе и гиродеклинометров, используемых для начальной предстартовой выставки систем ориентации).

Наиболее широкое распространение на ЛА получили гироскопические указатели направления ортодромии, гиромагнитные и гироиндукционные компасы.

Из рассмотрения структурной схемы, представленной на рис. В.З, также следует, что существует большое количество различных вариантов схем систем ориентации, отличающихся видом приборов и элементов.

В книге излагаются принципы формирования систем ориентации и построения курсовых систем и гировертикалей; определяются их динамические погрешности. Также уделяется внимание методам уменьшения динамических погрешностей этих систем в неустановившемся режиме полета.

Рассматриваются принципы построения прецизионных гироскопических вертикалей с интегральной коррекцией, невозмущаемых в неустановившемся режиме полета.

Достаточно полно рассматривается механика гироскопических приборов и систем, применяемых на современных самолетах, ракетах и космических летательных аппаратах.

Скачать книгу "Гироскопические системы ориентации и стабилизации". Москва, издательство Машиностроение, 1982

143502 МО, г.Истра-2, ул. Заводская, 43А. Тел. (49631) 4-66-21. E-mail: toroid2011@mail.ru