ZÁKLADNÍ PARAMETRY GYROSKOPU
v Vektor obvodové rychlosti
Moment hybnosti
MH Vektor úhlové rychlosti
r Hlavní osa otáčení
SLEDOVÁNÍ OTÁČENÍ ZEMĚKOULE POMOCÍ GYROSKOPU
MH
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 = zem.t, kde zem je úhlová rychlost otáčení Země.
zem
Po 6 hodinách je poloha hlavní osy vzhledem k Zemi vodorovná
Gyroskop s nenulovým momentem hybnosti zachovává konstantní polohu hlavní osy otáčení v prostoru
CORIOLISOVO ZRYCHLENÍ CORIOLISOVA SÍLA vu
RADIÁLNÍ POHYB
UNÁŠIVÝ POHYB
vu B
vr
vr
A
A
Vuo
B
Vuo
vr
vr
vu
A
B
vr
A
ac = 2[
x
vr]
vr
ac
vr
v r
vu
vr ac
vr FC
hmota m
Fc = - 2 m aC = 2m[ vr x ]
PRECESNÍ POHYB GYROSKOPU F hlavní osa gyroskopu
z
Mz
MH
A1
Fky
vr v
vr Fkz A2
A4 p
p
Fkz
z
Fky
vr
x
A3 F Mg
z
vr
My
p
y
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
z z
y
FC
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 yp
yp 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.
ZÁKLADNÍ USPOŘÁDÁNÍ MECHANICKÝCH GYROSKOPŮ POUŽITÝCH NA LETADLE z 3 2
x
y
3
x y
1
2
3
1
MH
Kardanův závěs a)
Gyroskop se dvěma stupni volnosti
MH
4 3
b)
Gyroskop se třemi stupni volnosti
Gyroskop se otáčí úhlovou rychlostí kolem hlavní osy otáčení y. Tomu odpovídá moment hybnosti MH = JY JY je moment setrvačnosti k ose otáčení y Gyroskop s nenulovým momentem hybnosti zachovává konstantní polohu hlavní osy otáčení v prostoru
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
vertikála
boční osa letadla
stupnice podélného sklonu podélná osa letadla
stupnice příčného sklonu
drak letadla
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
0
0
MH
pα
x
Mk x KM x
Vx x U
pβ
y KM y umístění libely
Mk y
y
Vy
MĚŘENÍ ÚHLOVÉ RYCHLOSTI ZATÁČENÍ GYROSKOPEM SE 2 STUPNI VOLNOSTI
6
Mz z
5
z
MPX x
2 MH
-
+
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
av
g
R,
an
an
g
av
z
av y
y a)
b)
z
r
DEFINICE KURSU LETADLA
magnetický sever
zeměpisný sever x
sever kompasu
deviace
zeměpisný kurs
deklinace
podélná osa letadla x
POHYB PO ORTODROMĚ S
USPOŘÁDÁNÍ SMĚROVÉHO SETRVAČNÍKU 4
B
3 A
B
5 x J POHYB LETDLA PO ORTODROMĚ A b) LOXODROMĚ MH y 2 1
z
a)
USPOŘÁDÁNÍ GYROPOLOKOMPASU S KOREKCÍ NA OTÁČENÍ ZEMĚ
Vnějšíí rám Kardanova závěsu Mx x
Korekční motor v ose x
x Vnitřní rám s gyrem
KMx
y MH Jednoosá elektrolytická libela U
1 KMz
Korekční motor v ose z x
z Mz
z y U
2
POUŽITÍ GYROPOLOKOMPASU K LETU PO ORTODROMĚ
Vpo
ro
zem S
V
vertikála z
o
ypo Vro H
R
drak letadla
xro
z
y
po
R
poledník rovník
x
ZEMSKÉ MAGNETICKÉ POLE magnetická osa
zemská osa siločáry magn. pole.
A: 70° sev. šířky, 90° záp. délky
HV 650 HK
B: 72,5° jižní. šířky, 154° vých. délky
a)
inklinace b)
HZ = (24 až 47)A/m
HV = 15 A/m zemský povrch
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 A
Hv
Hp z
snímací cívka
k
A
1
1
B 3
2
B
Uv OTEVŘENÝ MAGN. OBVOD
Ib S
x
Ux
X
S Y
Uy UZAVŘENÝ(TOROIDNÍ) MAGNETICKÝ OBVOD
B
feromagnetické plíšy
y
H v
nástavec pólový 2 3
společná budící cívka
PRŮBĚH TOKŮ A INDUKOVANÝCH NAPĚTÍ U FEROMAGNETICKÉ SONDY
SYSTÉM GYROMAGNETICKÉHO KOMPASU
BLOKOVÉ SCHÉMA GYROMAGNETICKÉHO KOMPASU
SNÍMAČ MAGN. POLE
VÝSTUP Ux Uy Uz Ib
KOREKČNÍ MECHANIZMUS
U
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 MAGNETICKÝ KOMPAS
REŽIM GYROPOLO KOMPAS
ZADÁNÍ ZEM. ŠÍŘKY
GYROSKOP
RYCHLÉ SESOUHLASENÍ MAGNETICKY SNÍMANÝ KURS
