ZÁKLADNÍ USPOŘÁDÁNÍ MECHANICKÝCH GYROSKOPŮ POUŽITÝCH NA LETADLE z 3 2 y
x
3
x y
1
ω
2
ω
3
1
ω
MH ω
Kardanův závěs a)
Gyroskop se dvěma stupni volnosti
MH
4 3
b)
Gyroskop se třemi stupni volnosti
Gyroskop se otáčí úhlovou rychlostí ω kolem hlavní osy otáčení y. Tomu odpovídá moment hybnosti MH = JY ω JY je moment setrvačnosti k ose otáčení y Gyroskop s nenulovým momentem hybnosti zachovává konstantní polohu hlavní osy otáčení v prostoru
SLEDOVÁNÍ OTÁČENÍ ZEMĚKOULE POMOCÍ GYROSKOPU
MH β
t=0
MHH M
rovník
t
MH
t = 6 h.
hlavní osa
Gyroskop je na rovníku, v čase t = 0 je poloha hlavní osy vertikální. V čase t svírá s vertikálou úhel β = ωzem.t, kde ωzem je úhlová rychlost otáčení Země.
β
Ωzem
Po 6 hodinách je poloha hlavní osy vzhledem k Zemi vodorovná
PRECESNÍ POHYB GYROSKOPU 1. Gyroskop má moment hybnosti MH 2. Dvojice sil F vyvolá moment MZ, který se snaží otáčet gyroskopem podél osy z úhlovou rychlostí ωZ.
z Mz
ωz αz
y
FC ω
l
F v
MH
F
3. Na gyroskop působí dvě rychlostiobvodová rychlost v a úhlová rychlost ωZ. Tím dojde ke vzniku Coriolisova zrychlení a Coriolisovy síly FC, která vyvolá moment gyroskopické reakce MG a precesní moment Myp hlavní osy gyroskopu podél osy y.
Myp
x
FC ωyp
αyp MG
Věta o precesi: Působí-li na gyroskop s nenulovým momentem hybnosti vnější moment, který vyvolá otáčení kolem jiné osy než je hlavní osa gyroskopu, dojde k precesnímu pohybu při němž se hlavní osa gyroskopu posune do směru vnějšího momentu po nejkratší dráze.
POUŽITÍ GYROSKOPU NA LETADLE K MĚŘENÍ ÚHLŮ
y
MH
X kurs
absolutní podélný sklon absolutní příčný sklon
MH
X
z y z
X
y
z - vertikála
ZÁKLADNÍ USPOŘÁDÁNÍ UMĚLÉHO HORIZONTU K MĚŘENÍ ABSOLUTNÍHO PODÉLNÉHO A PŘÍČNÉHO SKLONU LETADLA MH
Gyroskop se 3 stupni volnosti pomocí Kardanova závěsu.
z x
Hlavní osa gyroskopu s momentem MH nastavena do vertikály
y
KONSTRUKCE UMĚLÉHO HORIZONTU
MH směr letu z x
UKAZOVACÍ ČÁST UMĚLÉHO HORIZONTU
stupnice podélného sklonu symbol letadla spojený s pouzdrem přístroje stupnice příčného sklonu symbol aretace stupnice
tlačítko aretace stupnice
ukazatel relativního příčného sklonu knoflík pro nastavení nuly stupnice podélného sklonu
VZDUCHOVÁ KOREKCE POLOHY HLAVNÍ OSY GYROSKOPU
x y
gyroskop s turbinkou systém vzduchové korekce
z
MH
a)
x
x MK
y
y
x
y reakční síla FK
clonka se závažím
b)
z
MH
reakční síla FK náklon hl. osy
c)
hl. osa svisle
d)
KOREKCE POMOCÍ ELEKTROLYTICKÉ LIBELY
y
2
Y1 S
4
Y1
1 y
3
Y1
4
S x
X1 2
Y2
X1
x
vodorovná poloha
X1
RX1
RX2
X2 x
RY2
Y2 X2
X2
RY1
y
náklon v ose x
Y2
S
REALIZACE KOREKCE UMĚLÉHO HORIZONTU POMOCÍ ELEKTROLYTICKÉ LIBELY z
x
Mk x
MH KM x
Vx x U y KM y umístění libely
Mk y
y
Vy
MĚŘENÍ ÚHLOVÉ RYCHLOSTI ZATÁČENÍ GYROSKOPEM SE 2 STUPNI VOLNOSTI
6 ωz
5
z ωx MX
2 MH
-α
ω +α
1 4
3
y
UKAZOVACÍ ČÁST VARIO - ZATÁČKOMĚRU stupnice variometru indikace zatáčení
ukazatel skluzu nastavení nuly variometru
MĚŘENÍ RELARIVNÍHO PŘÍČNÉHO SKLONU (SKLUZU) SPRÁVNĚ PROVEDENÁ ZATÁČKA
γ
γ
a
g
R, ω
an
an
γ
a
g
v
v
z
a v
y
γ
y a)
γ
b)
z
γr
DEFINICE KURSU LETADLA
magnetický sever
zeměpisný sever x
sever kompasu
deviace
zeměpisný kurs Ψ
deklinace
podélná osa letadla x
USPOŘÁDÁNÍ SMĚROVÉHO SETRVAČNÍKU
LET PO ORTODROMĚ
4
S
3
5
B
x
MH
A
ΨB
y 2 z
1
a)
J b)
USPOŘÁDÁNÍ GYROPOLOKOMPASU S KOREKCÍ NA OTÁČENÍ ZEMĚ
Vnějšíí rám Kardanova závěsu Mx x
Korekční motor v ose x
ωx Vnitřní rám s gyrem
KMx
y MH Jednoosá elektrolytická libela U
1
KMz
Korekční motor v ose z x
Mz
z
ωz U
y 2
ZEMSKÉ MAGNETICKÉ POLE
zemská osa
magnetická osa 18,5° A °
siločáry magn. pole.
M M B
A: 70° sev. šířky, 90° záp. délky a)
B: 72,5° jižní. šířky, 154° vých. délky b)
Hz = 24 – 47 A/m Praha Hv = 15 A/m Inklinace 65o
MAGNETICKÝ KOMPAS S PERMANENTNÍM MAGNETEM
osvětlení
plovák se stupnicí
korekční systém
miska s kapalinou dilatační krabice
konektor permanentní magnet
FEROMAGNETICKÉ SONDY 2
1
A
Ib
KONSTRUKCE TŘÍSLOŽKOVÝCH SNÍMAČŮ φA
Hv
Hp z
k
snímací cívka
δ
ΦA
1
1
B 3
2
φB
Uv OTEVŘENÝ MAGN. OBVOD
Ib S
x
Ux
X
δ S Y
Uy UZAVŘENÝ(TOROIDNÍ) MAGNETICKÝ OBVOD
ΦB
feromagnetické plíšy
y
Hv
nástavec pólový 2 3
společná budící cívka
BLOKOVÉ SCHÉMA GYROMAGNETICKÉHO KOMPASU
SNÍMAČ MAGN. POLE
VÝSTUP Ux Uy Uz Ib
KOREKČNÍ MECHANIZMUS
ΔU
ZESILOVAČ AUTOMATU SESOUHLASENÍ
BUZENÍ SOND VEKTOR ZEMSKÉHO MAGNETICKÉHO POLE
VSTUP DEVIACE (pevný po kompenzaci)
VSTUP DEKLINACE (nastavitelný)
VSTUP RYCHLÉHO SESOUHLASENÍ KONTROL A
POMALÉ SESOUHLASENÍ
ZEM. ŠÍŘKA
MAGNETICKY SNÍMANÝ KURS UKAZATEL
PULT ŘÍZENÍ
SIGNÁL PRO RYCHLÉ SESOUHLASENÍ MAGNETICK Ý KOMPAS
REŽIM GYROPOL O KOMPAS
ZADÁNÍ ZEM. ŠÍŘKY
GYROSKOP
RYCHLÉ SESOUHLASENÍ MAGNETICKY SNÍMANÝ KURS
VZNIK DEVIAČNÍ ODCHYLKY
KOMPENZAČNÍ KRUH S 330
30
300
60
270
90
240
120
210
J
150
