Giroskopinis poveikis gamtoje. Giroskopinių prietaisų kūrimo perspektyvos

Planas:

Įvadas

• 1 Istorija
• 2 Klasifikacija
  • 2.1 Mechaniniai giroskopai
    • 2.1.1 Dviašio rotacinio giroskopo savybės
    • 2.1.2 Vibraciniai giroskopai
      • 2.1.2.1 Veikimo principas
      • 2.1.2.2 Veislės
  • 2.2 Optiniai giroskopai
• 3 Giroskopų taikymas technikoje
  • 3.1 Stabilizavimo sistemos
  • 3.2 Nauji giroskopų tipai
  • 3.3 Giroskopinių prietaisų kūrimo perspektyvos
  • 3.4 Giroskopo naudojimas išmaniuosiuose telefonuose ir žaidimų pultuose
• 4 Žaislai su giroskopu
• 5 Pastabos
• 6 Literatūra
• 7 skyriai
  • 8.1 Rusijos Federacija
  • 8.1.2 Ukraina
  • 8.2.3 JAV
  • 8.3.4 Prancūzija
  • 8.4.5 Vokietija

Įvadas

Pagrindinės 3-DOF giroskopo savybės iliustracija (idealizuotas veikimas).

Giroskopas(iš senovės graikų. γῦρος "ratas" ir σκοπέω „Aš žiūriu“) yra greitai besisukantis kietas kūnas, kurio pagrindas yra to paties pavadinimo prietaisas, galintis išmatuoti su juo susieto kūno orientacijos kampų pokyčius, palyginti su inercine koordinačių sistema, paprastai remiantis išsaugojimo dėsniu. kampinio momento (kampinio momento).

Precesija

Didėjanti precesija (smagračiui sulėtėjus)

Mechaninio giroskopo precesijos animacija.

1. Istorija

Foucault išrastas giroskopas (pastatytas Dumolin-Froment, 1852 m.)

Giroskopas MAKS-2009

Iki giroskopo išradimo žmonija naudojo įvairius metodus krypties erdvėje nustatymui. Nuo seniausių laikų žmonės vizualiai vedžiojo tolimus objektus, ypač Saulę. Jau senovėje pasirodė pirmieji instrumentai: svambalas ir nivelyras, paremtas gravitacija. Viduramžiais Kinijoje buvo išrastas kompasas, naudojęs Žemės magnetizmą. Europoje astrolabija ir kiti instrumentai buvo kuriami pagal žvaigždžių padėtis.

Giroskopą išrado Johanas Bonenbergeris ir 1817 metais paskelbė savo išradimo aprašymą. Tačiau prancūzų matematikas Puasonas paminėjo Bonenbergerį kaip šio prietaiso išradėją dar 1813 m. Pagrindinė „Bonenberger“ giroskopo dalis buvo besisukantis masyvus rutulys gimbale. 1832 metais amerikietis Walteris R. Johnsonas sugalvojo besisukančio diskinio giroskopo idėją. Prancūzų mokslininkas Laplasas rekomendavo šį įrenginį edukaciniais tikslais. 1852 m. prancūzų mokslininkas Foucault patobulino giroskopą ir pirmą kartą panaudojo jį kaip instrumentą, rodantį krypties pokyčius (šiuo atveju Žemę), praėjus metams po Fuko švytuoklės išradimo, taip pat paremto kampo išsaugojimu. pagreitį. Būtent Foucault sugalvojo pavadinimą „giroskopas“. Foucault, kaip ir „Bonenberger“, naudojo kardaninius. Ne vėliau kaip 1853 m. Fesselis išrado kitą giroskopo pakabos versiją.

Giroskopo pranašumas prieš senesnius įrenginius yra tai, kad jis tinkamai veikia sudėtingomis sąlygomis (prastas matomumas, drebėjimas, elektromagnetiniai trukdžiai). Tačiau giroskopas greitai sustojo dėl trinties.

XIX amžiaus antroje pusėje giroskopo judėjimui pagreitinti ir palaikyti buvo pasiūlyta naudoti elektros variklį. Pirmą kartą giroskopą 1880-aisiais praktiškai panaudojo inžinierius Aubrey, kad stabilizuotų torpedos eigą. XX amžiuje giroskopai buvo pradėti naudoti lėktuvuose, raketose ir povandeniniuose laivuose vietoj kompaso arba kartu su juo.

2. Klasifikacija

Pagrindiniai giroskopų tipai pagal laisvės laipsnių skaičių:

• 2 galių (integruojantis, dvigubai integruojantis, diferencijuojantis)
• 3 laipsnių.

Pagal veikimo principą yra du pagrindiniai giroskopų tipai:

• mechaniniai giroskopai,
• optiniai giroskopai.

Pagal veikimo režimą giroskopai skirstomi į:

• kampinio greičio jutikliai,
• krypties ženklai.

Tačiau tas pats įrenginys gali veikti skirtingais režimais, priklausomai nuo valdymo tipo.

2.1. Mechaniniai giroskopai

Paprasto mechaninio giroskopo diagrama gimbale

Tarp mechaninių giroskopų jis išsiskiria rotacinis giroskopas- greitai besisukantis kietas kūnas (rotorius), kurio sukimosi ašis gali keisti orientaciją erdvėje. Tokiu atveju giroskopo sukimosi greitis gerokai viršija jo sukimosi ašies sukimosi greitį. Pagrindinė tokio giroskopo savybė yra galimybė išlaikyti pastovią sukimosi ašies kryptį erdvėje, nesant išorinių jėgų momentų įtakos.

Šią savybę pirmą kartą panaudojo Foucault 1852 m., kad eksperimentiškai pademonstruotų Žemės sukimąsi. Būtent šios demonstracijos dėka giroskopas gavo pavadinimą iš graikiškų žodžių „suktis“, „stebėti“.

2.1.1. Dviašio rotacinio giroskopo savybės

Mechaninio giroskopo pranašumas.

Veikiamas išorinės jėgos momentas aplink ašį, statmeną rotoriaus sukimosi ašiai, giroskopas pradeda suktis aplink precesijos ašį, kuri yra statmena išorinių jėgų momentui.

Pavyzdžiui, jei leidžiate giroskopinei ašiai judėti tik horizontalioje plokštumoje, tada ašis linkusi išsilygiuoti išilgai dienovidinio, todėl prietaisas sukasi taip pat, kaip ir Žemės sukimasis. Jei ašiai leidžiama judėti vertikaliai (dienovidinio plokštumoje), ji linkusi tapti lygiagrečia žemės ašiai. Būtent ši nuostabi giroskopo savybė lėmė platų prietaiso naudojimą.

Ši savybė yra tiesiogiai susijusi su vadinamosios Koriolio jėgos atsiradimu. Taigi, veikiamas išorinės jėgos momento, giroskopas iš pradžių suksis tiksliai išorinio momento (nutacinio metimo) kryptimi. Taigi kiekviena giroskopo dalelė dėl sukimo momento judės nešiojamu kampiniu sukimosi greičiu. Tačiau rotacinis giroskopas, be to, sukasi pats, o tai reiškia, kad kiekviena dalelė turės santykinį greitį. Vadinasi, atsiras Koriolio jėga, kuri privers giroskopą judėti statmena pritaikytam momentui, tai yra precesijai, kryptimi. Precesija sukels Koriolio jėgą, kurios momentas kompensuos išorinės jėgos momentą.

Giroskopinis besisukančių kūnų poveikis yra pagrindinės materijos savybės – jos inercijos – pasireiškimas.

Supaprastinus giroskopo veikimą apibūdina lygtis:

kur vektoriai ir yra atitinkamai giroskopą veikiančios jėgos momentas ir jo kampinis momentas, skaliarinis yra jo inercijos momentas, vektoriai yra ir kampinis greitis, ir kampinis pagreitis.

Iš to išplaukia, kad jėgos momentas, taikomas statmenai giroskopo sukimosi ašiai, tai yra, statmenai, sukelia judėjimą statmenai abiems ir, tai yra, precesijos reiškiniui. Giroskopo precesijos kampinis greitis nustatomas pagal jo kampinį momentą ir veikiančios jėgos momentą:

tai yra atvirkščiai proporcinga giroskopo sukimosi greičiui.

2.1.2. Vibraciniai giroskopai

Vibraciniai giroskopai – tai įrenginiai, kurie sukant išlaiko savo vibracijas vienoje plokštumoje. Šio tipo giroskopai yra daug paprastesni ir pigesni, palyginti su rotaciniu giroskopu, jo tikslumas yra panašus. Užsienio literatūroje taip pat vartojamas terminas „Coriolis vibraciniai giroskopai“, nes jų veikimo principas pagrįstas Koriolio jėgos efektu, kaip ir rotaciniai giroskopai.
Pavyzdžiui, elektrinio paspirtuko Segway posvyrio matavimo sistemoje naudojami vibraciniai giroskopai. Sistema susideda iš penkių vibracinių giroskopų, kurių duomenis apdoroja du mikroprocesoriai.
Būtent tokio tipo giroskopai naudojami mobiliuosiuose įrenginiuose, ypač iPhone 4

2.1.2.1. Veikimo principas

Du pakabinami svoriai vibruoja plokštumoje MEMS giroskope, kurio dažnis yra .

Giroskopui pasisukus, įvyksta Koriolio pagreitis, lygus , kur yra giroskopo sukimosi greitis ir kampinis dažnis. Svyruojančio svorio horizontalusis greitis gaunamas taip: , o svorio padėtis plokštumoje yra . Judėjimas už plokštumos, kurį sukelia giroskopo sukimasis, yra lygus:

- spyruoklės standumo koeficientas statmenai plokštumai.

• - sukimosi dydis plokštumoje, statmenoje svyruojančio svorio judėjimui.
• 2.1.2.2. Veislės
• Pjezoelektriniai giroskopai.
• Kietojo kūno bangų giroskopai.
• Tuning šakės giroskopai.

Vibruojantys rotoriniai giroskopai

MEMS giroskopai.

2.2. Optiniai giroskopai

Jie skirstomi į šviesolaidinius ir lazerinius giroskopus. Veikimo principas pagrįstas Sagnac efektu ir teoriškai paaiškinamas naudojant STR. Pagal STR šviesos greitis yra pastovus bet kurioje inercinėje atskaitos sistemoje. Nors neinercinėje sistemoje jis gali skirtis nuo c. Siunčiant šviesos spindulį prietaiso sukimosi kryptimi ir prieš sukimosi kryptį, spindulių atvykimo laiko skirtumas (nustatomas interferometru) leidžia nustatyti spindulių optinių takų skirtumą. inercinėje atskaitos sistemoje ir, atitinkamai, įtaiso kampinio sukimosi dydis per pluoštą.

3. Giroskopų taikymas technikoje Giroskopo savybės naudojamos įrenginiuose – giroskopuose, kurių pagrindinė dalis yra greitai besisukantis rotorius, turintis kelis laisvės laipsnius (galimo sukimosi ašis)., Dažniausiai naudojami giroskopai, įdedami į kardaninius žiedus (žr. pav.). Tokie giroskopai turi 3 laisvės laipsnius, tai yra, gali atlikti 3 nepriklausomus apsisukimus aplink savo ašis AA" BB" Ir CC", kuris išlieka pagrindo atžvilgiu A nejudėdamas.

Giroskopai, kurių masės centras sutampa su kardaninio veleno centru O, vadinami astatiniais, kitaip – ​​statiniais giroskopais.

Siekiant užtikrinti giroskopo rotoriaus sukimąsi dideliu greičiu, naudojami specialūs girovarikliai.

Giroskopui valdyti ir informacijai iš jo gauti naudojami kampo jutikliai ir sukimo momento jutikliai.

Giroskopai naudojami kaip komponentai tiek navigacijos sistemose (dirbtinis horizontas, girokompasas, INS ir kt.), tiek nereaktyviosiose erdvėlaivių orientavimo ir stabilizavimo sistemose.

3.1. Stabilizavimo sistemos

Stabilizavimo sistemos būna trijų pagrindinių tipų.

• Galios stabilizavimo sistema (ant 2 laipsnių giroskopų).

Norint stabilizuoti aplink kiekvieną ašį, reikia vieno giroskopo. Stabilizacija iš pradžių atliekama giroskopu ir iškrovimo varikliu, veikia giroskopinis momentas, o tada prijungiamas iškrovimo variklis.

• Indikatorius-galios stabilizavimo sistema (ant 2 laipsnių giroskopų).

Norint stabilizuoti aplink kiekvieną ašį, reikia vieno giroskopo. Stabilizavimas atliekamas tik iškraunant variklius, tačiau pradžioje atsiranda nedidelis giroskopinis momentas, kurio galima nepaisyti.

• Indikatoriaus stabilizavimo sistema (3 laipsnių giroskopuose)

Norint stabilizuoti aplink dvi ašis, reikia vieno giroskopo. Stabilizavimas atliekamas tik iškraunant variklius.

3.2. Nauji giroskopų tipai

Nuolat augantys giroskopinių prietaisų tikslumo ir eksploatacinių charakteristikų reikalavimai privertė daugelio pasaulio šalių mokslininkus ir inžinierius ne tik tobulinti klasikinius giroskopus su besisukančiu rotoriumi, bet ir ieškoti iš esmės naujų idėjų, sprendžiančių jautraus kūrimo problemą. jutikliai, skirti matuoti ir rodyti objekto kampinio judėjimo parametrus.

Šiuo metu žinoma daugiau nei šimtasįvairūs reiškiniai ir fizikiniai principai, leidžiantys spręsti giroskopines problemas. Rusijoje ir JAV atitinkamiems atradimams ir išradimams išduota tūkstančiai patentų ir autorių teisių sertifikatų.

Kadangi tikslūs giroskopai naudojami didelio nuotolio strateginių raketų nukreipimo sistemose, informacija apie šioje srityje atliekamus tyrimus Šaltojo karo metais buvo įslaptinta.

Kvantinių giroskopų plėtros kryptis yra perspektyvi.

3.3. Giroskopinių prietaisų kūrimo perspektyvos

Šiandien yra sukurtos gana tikslios giroskopinės sistemos, kurios patenkina daugybę vartotojų. Kariniam-pramoniniam kompleksui skiriamų lėšų mažinimas pirmaujančių pasaulio šalių biudžetuose smarkiai padidino susidomėjimą giroskopinių technologijų civiliniais pritaikymais. Pavyzdžiui, šiandien mikromechaninių giroskopų naudojimas automobilių stabilizavimo sistemose ar vaizdo kamerose yra plačiai paplitęs.

Anot tokių navigacijos metodų kaip GPS ir GLONASS šalininkų, dėl išskirtinės pažangos didelio tikslumo palydovinės navigacijos srityje autonominės navigacijos priemonės tapo nebereikalingos (palydovinės navigacijos sistemos (SNS) aprėpties zonoje), t. planetoje). Šiuo metu SNS sistemos yra pranašesnės už giroskopines savo svoriu, matmenimis ir kaina.

Šiuo metu kuriama trečios kartos navigacinė palydovinė sistema. Tai leis kelių centimetrų tikslumu nustatyti Žemės paviršiaus objektų koordinates diferencialiniu režimu, kai jie yra DGPS korekcijos signalo aprėpties zonoje. Šiuo atveju tariamai nereikia naudoti kryptinių giroskopų. Pavyzdžiui, ant lėktuvo sparnų sumontavus du palydovinio signalo imtuvus, galima gauti informacijos apie lėktuvo sukimąsi aplink vertikalią ašį.

Tačiau GPS sistemos negali tiksliai nustatyti padėties miesto aplinkoje, kur palydovinis matomumas yra prastas. Panašios problemos aptinkamos ir miškingose ​​vietovėse. Be to, SNS signalų perdavimas priklauso nuo procesų atmosferoje, kliūčių ir signalų atspindžių. Autonominiai giroskopiniai įrenginiai veikia bet kur – po žeme, po vandeniu, kosmose.

Lėktuvuose GPS yra tikslesnis nei akselerometrai dideliais atstumais. Tačiau naudojant du GPS imtuvus orlaivio pasvirimo kampams matuoti, paklaidos gali siekti iki kelių laipsnių. Kurso apskaičiavimas nustatant orlaivio greitį naudojant GPS taip pat nėra labai tikslus. Todėl šiuolaikinėse navigacijos sistemose optimalus sprendimas yra palydovinių ir giroskopinių sistemų derinys, vadinamas integruota INS/SNS sistema.

Per pastaruosius dešimtmečius evoliucinė giroskopinių technologijų raida priartėjo prie kokybinių pokyčių slenksčio. Būtent todėl giroskopijos srities specialistų dėmesys dabar yra nukreiptas į nestandartinių tokių prietaisų pritaikymo galimybes. Atsivėrė visiškai naujos įdomios užduotys: naudingųjų iškasenų žvalgymas, žemės drebėjimų prognozavimas, itin tikslus geležinkelių ir naftotiekių padėčių matavimas, medicininė įranga ir daugelis kitų.

3.4. Giroskopo naudojimas išmaniuosiuose telefonuose ir žaidimų pultuose

Ženkliai sumažinus MEMS giroskopų gamybos sąnaudas, jie pradėti naudoti išmaniuosiuose telefonuose ir žaidimų pultuose.

MEMS giroskopo atsiradimas naujajame Apple iPhone 4 išmaniajame telefone atveria naujas galimybes 3D žaidimuose ir papildytos realybės formavimuose. Jau šiandien įvairūs išmaniųjų telefonų ir žaidimų konsolių gamintojai savo gaminiuose ketina naudoti MEMS giroskopus. Netrukus išmaniuosiuose telefonuose ir žaidimų konsolėse pasirodys aplikacijos, kurios kompiuterio ekraną pavers langu į kitą – virtualų pasaulį. Pavyzdžiui, 3D žaidime vartotojas, judindamas išmanųjį telefoną ar mobiliąją žaidimų konsolę, matys kitus žaidimo aspektus – virtualią realybę. Pakėlęs išmanųjį telefoną į viršų, vartotojas pamatys virtualų dangų, o nuleidęs žemyn – virtualią žemę. Sukdamasis kardinaliomis kryptimis, jis gali apsižvalgyti virtualiame pasaulyje. Giroskopas pateikia programai duomenis apie tai, kaip išmanusis telefonas yra orientuotas realaus pasaulio atžvilgiu, o programa šiuos duomenis susieja su virtualiu pasauliu. Lygiai taip pat, bet nebe žaidime, galite naudoti giroskopą, kad sukurtumėte papildytą realybę.

Taip pat giroskopas buvo pradėtas naudoti žaidimų valdikliuose, tokiuose kaip „Sixaxis“, skirta „Sony PlayStation 3“, ir „Wii MotionPlus“, skirta „Nintendo Wii“. Abu šie valdikliai naudoja du papildomus erdvinius jutiklius: akselerometrą ir giroskopas. Pirmą kartą „Nintendo“ išleido žaidimų valdiklį, galintį nustatyti savo padėtį erdvėje – „Wii Remote“, skirtą „Wii“ žaidimų konsolei, tačiau jame naudojamas tik trimatis akselerometras. 3D akselerometras negali tiksliai išmatuoti sukimosi parametrų labai dinamiškų judesių metu. Štai kodėl naujausiuose žaidimų valdikliuose: Sixaxis ir Wii MotionPlus, be akselerometro, buvo naudojamas papildomas erdvinis jutiklis - giroskopas.

4. Giroskopiniai žaislai

Paprasčiausi žaislų, pagamintų pagal giroskopą, pavyzdžiai yra yo-yo, top (spining top) ir malūnsparnių modeliai.
Viršūnės nuo giroskopų skiriasi tuo, kad neturi vieno fiksuoto taško.
Be to, yra sportinis giroskopinis treniruoklis.

5. Pastabos

1. Johann G. F. Bohnenberger (1817) „Beschreibung einer Maschine zur Erläuterung der Gesetze der Umdrehung der Erde um ihre Axe, und der Veränderung der Lage der letzteren“ („Mašinos aprašymas, paaiškinantis jos sukimosi aplink savo ašį ir Žemės dėsnius“. pastarojo krypties pokytis“ Tübinger Blätter für Naturwissenschaften und Arzneikunde, t. 3, 72-83 psl. Internete: http://www.ion.org/museum/files/File_1.pdf - www.ion.org/museum/files/File_1.pdf
2. Simeon-Denis Poisson (1813) „Mémoire sur un cas particulier du mouvement de rotation des corps pesans“ („Straipsnis apie ypatingą masyvių kūnų sukimosi judėjimo atvejį“), Journal de l'École Polytechnique, t. 9, 247-262 psl. Internete: http://www.ion.org/museum/files/File_2.pdf - www.ion.org/museum/files/File_2.pdf
3. Bonenbergerio giroskopo nuotrauka: http://www.ion.org/museum/item_view.cfm?cid=5&scid=12&iid=24 – www.ion.org/museum/item_view.cfm?cid=5&scid=12&iid=24
4. Walteris R. Johnsonas (1832 m. sausio mėn.) „Aparato, vadinamo rotaskopu, skirto parodyti kelis reiškinius ir iliustruoti tam tikrus sukamojo judėjimo dėsnius, aprašymas“ Amerikos mokslo ir meno žurnalas, 1 serija, t. 21, Nr. 2, 265-280 psl. Internete: http://books.google.com/books?id=BjwPAAAAYAAJ&pg=PA265&lpg=PR5&dq=Johnson+rotascope&ie=ISO-8859-1&output=html – books.google.com/books?id=BjwPAAAAYAAJ&lp=PA265&pg=PA265 PR5&dq =Johnson rotascope&ie=ISO-8859-1&output=html
5. Walterio R. Johnsono giroskopo („rotascope“) iliustracijos pateikiamos: Board of Regents, Dešimtoji Smithsonian instituto valdybos metinė ataskaita…(Vašingtonas, D.C.: Cornelius Wendell, 1856), 177–178 psl. Internete: http://books.google.com/books?id=fEyT4sTd7ZkC&pg=PA178&dq=Johnson+rotascope&ie=ISO-8859-1&output=html – books.google.com/books?id=fEyT4sTd7ZkC&pgson rotasco1&78&pg=PApe&78 = ISO-8859-1&output=html
6. Wagneris JF, „Bohnenbergerio mašina“, Navigacijos institutas. Internete: http://www.ion.org/museum/item_view.cfm?cid=5&scid=12&iid=24 – www.ion.org/museum/item_view.cfm?cid=5&scid=12&iid=24
7. L. Foucault (1852) „Sur les phénomènes d'orientation des corps tournants entraînés par un ax fixe à la surface de la terre“, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des Sciences (Paryžius), t. 35, 424-427 psl. Internete: http://www.bookmine.org/memoirs/pendule.html – www.bookmine.org/memoirs/pendule.html. Slinkite žemyn iki „Sur les phénomènes d’orientation...“
8. (1) Julius Plücker (1853 m. rugsėjis) „Über die Fessel'sche rotationsmachine“, Analen der Physik, t. 166, Nr. 9, 174-177 psl.; (2) Julius Plücker (1853 m. spalio mėn.) „Noch ein wort über die Fessel'sche rotationsmachine“, Analen der Physik, t. 166, Nr. 10, 348-351 psl.; (3) Charlesas Wheatstone'as (1864) „Apie Fesselio giroskopą“, Londono karališkosios draugijos darbai, t. 7, 43-48 psl. Internete: http://books.google.com/books?id=CtGEAAAAIAAJ&pg=RA1-PA307&lpg=RA1-PA307&dq=Fessel+gyroscope&source=bl&ots=ZP0mYYrp_d&sig=DGmUeU4MC8hAMuBtMAD Ktgf62vUH&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9 - knygos vUH &sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9 .
9. Lynchas D.D. HRG plėtra Delco, Litton ir Northrop Grumman //Jubiliejinio kietojo kūno giroskopijos seminaro medžiaga (2008 m. gegužės 19-21 d. Jalta, Ukraina). - Kijevas-Charkovas. Ukrainos ATS. 2009 m.- ISBN 978-976-02-5248-6.
10. Sarapuloff S.A. 15 metų kietojo kūno girodinamikos raidos SSRS ir Ukrainoje: taikomosios teorijos rezultatai ir perspektyvos //Proc. JAV Navigacijos instituto (ION) Nacionalinio techninio susirinkimo (Santa Monica, Kalifornija, JAV. 1997 m. sausio 14–16 d.). - P.151-164.
11. Deepapple.com straipsnis: „Atskleista AGD1 lusto paslaptis arba „iPhone 4“ giroskopas po rentgeno spindulių“ – deepapple.com/news/37653.html
12. IT specialistų forumas. Straipsnis: „Išmaniajame telefone esantis giroskopas atvers langą į naują dimensiją“ - habrahabr.ru/blogs/games/95788/

6. Literatūra

• Borozdinas V. N. Giroskopiniai prietaisai ir valdymo sistemos įrenginiai: Vadovėlis. vadovas technikos kolegijoms., M., Mechanikos inžinerija, 1990 m.
• Merkurjevas I.V., Podalkovas V.V. Mikromechaninių ir banginių kietojo kūno giroskopų dinamika. - M.: FIZMATLIT, 2009. - 228 p. - ISBN 978-5-9221-1125-6
• Giroskopinės sistemos / Red. D. S. Pelpora. 3 valandą M.: Aukštesnis. mokykla, 1986-1988 m. 1 dalis: Giroskopų ir giroskopinių stabilizatorių teorija 1986 m. 2 dalis. Giroskopiniai prietaisai ir sistemos. 1988 m.; 3 dalis. Giroskopinių prietaisų elementai. 1988 m
• Pavlovskis M. A. Giroskopų teorija: vadovėlis universitetams., Kijevas, Viščos mokykla, 1986 m.
• Sivukhin D.V. Bendrosios fizikos kursas. - 5-asis leidimas, stereotipinis. - M.: Fizmatlit, 2006. - T. I. Mechanika. – 560 s. - ISBN 5-9221-0715-1

7. Skyriai

8.1. Rusijos Federacija

• Kavinės svetainė „Automatika ir elektroninių instrumentų gamyba“ pavadintas KAI. A. N. Tupolevas - au.kai.ru
• Kavinės svetainė "Instrumentai ir sistemos orientacijai, stabilizavimui ir navigacijai" MSTU. N.E Bauman - iu2.bmstu.ru
• Kavinės svetainė Maskvos aviacijos instituto „Automatizuoti orientacijos ir navigacijos kompleksai“ - www.mai.ru/colleges/fac_3/kaf/k305/
• Kavinės svetainė „Informacinės ir navigacinės sistemos“ Sankt Peterburgo valstybinis universitetas ITMO – www.elektropribor.spb.ru/IFMO/index.html
• Kavinės svetainė „Teorinė mechanika“ SSAU - vadovas Petrishchev V.F. „Giroskopo teorijos elementai ir jo pritaikymas erdvėlaiviams valdyti“ - www.termech.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=71&Itemid=36.
• Oficiali Maskvos energetikos instituto (TU) Energetikos ir mechanikos instituto svetainė www.enmi.ru/
• Kavinės svetainė „Instrumentai ir sistemos orientacijai, stabilizavimui ir navigacijai“ Tulos valstijos universitetas – www.gyroscopes.ru/?id=33
• Kavinės svetainė „Instrumentų inžinerijos“ SSTU – sstu.ru/node/3062
• SUSU Instrumentų inžinerijos katedros svetainė - instrcon.susu.ac.ru/

8.1.2. Ukraina

• Kavinės svetainė „Orlaivių prietaisai ir valdymo sistemos, NTUU „KPI“ – www.faks.ntu-kpi.kiev.ua/pskla/
• Kavinės svetainė „Orientacijos ir navigacijos prietaisai ir sistemos“, NTUU „KPI“ - pson.kiev.ua/
• Kavinės svetainė „Orlaivių valdymo sistemos“, pavadintas KhAI vardu. N. E. Žukovskis - k301.info

Patirtis rodo, kad jei kūnas sukamas apie tam tikrą ašį ir paliekamas sau, sukimosi ašies padėtis erdvėje laikui bėgant keičiasi. Sukimosi ašies padėtį galite išlaikyti nepakitusią, jei ją pritvirtinsite guoliais. Tačiau yra kūnų sukimosi ašių, kurios nekeičia savo orientacijos erdvėje be veiksmų išorinės jėgos. Šios ašys vadinamos nemokamai kirvius.

Bet kuriame kūne yra trys viena kitai statmenos ašys, einančios per kūno masės centrą, kurios yra simetrijos ašys, kurios gali būti laisvosios ašys.

Sukimosi stabilumui labai svarbu, kuri iš laisvųjų ašių yra sukimosi ašis. Patirtis rodo, kad sukimasis aplink ašis, turinčias didžiausią ir mažiausią inercijos momentą, yra stabilus, o sukimasis aplink ašį su vidutiniu inercijos momentu yra nestabilus.

Taigi, jei mesti gretasienį, priversdamas jį suktis tuo pačiu metu, tada krisdamas jis tolygiai suksis aplink 1 ir 2 ašis (4.7.1 pav.).

Technologijoje plačiai naudojama laisvųjų ašių savybė išlaikyti savo padėtį erdvėje. Įdomiausi šiuo atžvilgiu yra giroskopai – masyvūs vienarūšiai kūnai, besisukantys dideliu kampiniu greičiu aplink savo simetrijos ašį, kuri yra laisva ašis.

Kad giroskopo ašis pakeistų savo kryptį erdvėje, būtina, kad išorinių jėgų momentas skirtųsi nuo nulio. Bandant sukelti giroskopo ašies sukimąsi, pastebimas reiškinys, vadinamas giroskopiniu efektu: veikiant jėgoms, kurios turėtų priversti giroskopo ašį suktis aplink tiesią liniją, giroskopo ašis sukasi aplink tiesią liniją (4.7 pav.). .2). Iš pažiūros nenatūralus giroskopo elgesys visiškai atitinka sukimosi judėjimo dinamikos dėsnius. Iš tiesų, jėgų momentas ir , linkęs pasukti giroskopo ašį aplink ašį, yra nukreiptas tiesia linija į kairę (pagal gimleto taisyklę).

Laikui bėgant giroskopo kampinis impulsas padidės, o šis padidėjimas turi tą pačią kryptį kaip (vektorius yra brėžinio plokštumoje ir nukreiptas į kairę). Po kurio laiko giroskopo kampinis impulsas taps lygus (vektorius yra figūros plokštumoje). Kadangi kampinio momento kryptis sutampa su giroskopo ašies kryptimi, kryptis sutampa su nauja giroskopo ašies kryptimi. Taigi giroskopo ašis pasisuks kampu aplink ašį.

Jei giroskopo ašis fiksuojama guoliais, tai dėl giroskopinio efekto atsiranda giroskopinės jėgos, kurios veikia atramas, kuriose sukasi giroskopo ašis. Į juos reikia atsižvelgti projektuojant įrenginius, kuriuose yra greitai besisukančių masyvių komponentų (pavyzdžiui, garo turbinų guolius laivuose).

Giroskopai naudojami įvairiuose navigacijos įrenginiuose (girokompasas, girohorizonas, autopilotas, autopilotas ir kt.).

5 skyrius. Mechaniniai virpesiai

Panagrinėkime tokį įdomų inercijos pasireiškimą kaip giroskopinis efektas. Daug parašyta apie giroskopinį efektą ir jo naudojimą daugelyje prietaisų. Čia trumpai išryškiname tipišką giroskopinio efekto transportavimo taikymą, leidžiantį stabilizuoti automobilį erdvėje, tiksliau – apsaugoti nuo kampinių judesių viena ar kita kryptimi. Dažniausiai kalbama apie ne viso automobilio, o tam tikros platformos stabilizavimą.

Pažymėtina, kad stabilizuotos platformos technologijose naudojamos labai plačiai. Todėl prieš kalbėdami apie konkrečius transporto priemonių stabilizavimo pavyzdžius, trumpai apibūdinkime giroskopo savybes ir kaip tiksliai jis stabilizuoja platformas.

Vadinamasis dviejų laipsnių giroskopas, kuris būtinai yra stabilizuotų platformų komponentas, parodytas Fig. 9.1. Rodyklė ant smagračio

Ryžiai. 9.1.

/ - giroskopas; 2 - kampo jutiklis; 3 - servo stiprintuvas; 4 - servovariklis; 5 - kūnas; 6 - platforma; 7 - platformos ašis rodo jos sukimosi kryptį. Rėmas, kuriame yra pats smagratis, sukasi aplinkui X ašis, pats smagratis yra aplink Z ašį, o platforma stabilizuojasi nuo sukimosi savo pagrindo plokštumoje, t.y. aplink vertikalią ašį.

Giroskopo elgesį visiškai lemia inercijos reiškinys. Tarkime, kad norime pasukti platformą brūkšninės rodyklės kryptimi. Tada smagračio ratlankio taškai, susikertantys su ašimi X, turintis aiškiai apibrėžtą linijinį greitį, persijungs į dešinę ir į kairę. Tačiau žinoma, kaip sunku išstumti greitai judantį masyvų tašką ir kokį pasipriešinimą dėl inercijos jis suteikia su juo besiliečiančiam kūnui. Ašies susikirtimo taškai Y su smagračio ratlankiu, sukant platformą, jie keis greitį kryptimi, o tai taip pat sukelia pasipriešinimą dėl inercijos. Šie taškai sukasi ašį Z smagratis, „bando“ sumažinti greičio nuokrypį nuo pradinės krypties. Šis sukimasis bus ašies priekinio galo judėjimas Zžemyn, o galinė aukštyn. Smagratis rodomas šioje šiek tiek nukreiptoje padėtyje.

Bet tai dar ne viskas. Taškai, apie kuriuos ką tik kalbėjome, keisdami savo greičio kryptį ir susijungę su ratlankiu, kartu su juo nukeliauja tam tikrą atstumą išilgai apskritimo, o nauja jų sukimosi plokštuma nebėra tokia, kokia buvo anksčiau. inercija išlaikyti pradinį judėjimą, šie taškai sukasi smagračio ašį IR ta pačia kryptimi kaip ir anksčiau.

Pasirodo, bandant pasukti platformą brūkšninės rodyklės nurodyta kryptimi, smagratis, besisukantis ištisinės rodyklės kryptimi, priešindamasis platformos sukimuisi, sukasi savo Z ašį, o kartu su ja ir rėmą, bet pati platforma nesisuka. Tai yra, bandydami pasukti platformą, sukame giroskopo ašį. Šio apsisukimo kryptis, tiksliau, jos pradžia, parodyta fig. 9.2. Padėtyje, kur Z ašis yra statmena platformos sukimosi ašiai, smagračio pasipriešinimas yra didžiausias. Kai šios ašys sutampa sukant Z ašį, pasipriešinimas išnyksta.

Tokiu būdu, žinoma, su tam tikra aproksimacija, nenaudojant matematinio aparato galima paaiškinti giroskopinį efektą, o kartu ir platformos stabilizavimo priežastį, apsaugančią nuo sukimosi. akimirka,

Ryžiai. 9.2.

7 - smagratis; 2 - vidinio rėmo ašis

bandant pasukti platformą, tai vadiname išoriniu momentu, o besisukančio smagračio plokštumos ir su juo rėmo sukimasis vadinamas precesija.

Tačiau patikimai ir ilgalaikiu būdu stabilizuoti platformų aprašytu būdu neįmanoma. Anksčiau ar vėliau smagratis sulygiuos savo ašį su platformos sukimosi ašimi ir stabilizavimo savybė išnyks. Ir net smagračio precesijos metu platforma nelieka nejuda, bet vis tiek lėtai sukasi veikiama išorinio momento.

Kad stabilizavimas būtų patikimas ir stabilus, reikia daryti įtaką smagračio precesijai naudojant ant mašinos korpuso sumontuotą servovariklį (pagalbinį variklį).

Fig. 9.3 paveiksle pavaizduota vienos ašies stabilizuota platforma. Atsiradus giroskopo precesijai (smagračiui rėmelyje), kampo jutiklis jį pagauna ir, sustiprinęs signalą servo stiprintuve, nukreipia į servovariklį, kurio statorius pritvirtintas korpuse. Servovariklis per reduktorių, padidinančią sukimo momentą, pradeda sukti platformą aplink savo ašį, o tai savo ruožtu sukelia atitinkamą giroskopo sukimąsi (priverstinę precesiją) ir platformos grįžimą į ankstesnę padėtį).

Šis stabilizavimo būdas vadinamas jėgos giroskopiniu stabilizavimu. Giroskopo sukurtas stabilizuojantis momentas yra giroskopinis momentas, atsirandantis giroskopo precesijos metu ir nukreiptas statmenai precesijos ir savo sukimosi ašims.

Ryžiai. 9.3.

7 - giroskopas; 2 - rėmas; 3 - rankena

Jis yra lygus dydžiui ir priešinga kryptimi išoriniam momentui, veikiančiam platformą ir sukeliančiam giroskopo precesiją. Giroskopinis momentas, taigi ir stabilizuojantis poveikis paties giroskopo platformai, egzistuoja tik tol, kol egzistuoja precesija. Kai servovariklio sukimo momentas tampa lygus trikdančiam sukimo momentui, precesija sustoja ir platformą stabilizuoja tik servovariklis.

Stabilizuojančios smagračių savybės panaudotos vadinamuosiuose vienbėgiuose vagonuose, kurių pusiausvyrą palaiko juose įtaisytas stabilizuojantis giroskopinis įtaisas. Šia giroskopų savybe dviratį vežimą stabilizuoti panaudojo rusų inžinierius R.P.Šilovskis, o dar anksčiau – anglas L.Brenanas.

Vieno bėgio automobiliuose naudojami du giroskopinio stabilizatoriaus įdėjimo variantai: pirmajame pagrindinė giroskopo ašis yra vertikaliai; antroje – miegelis dedamas horizontaliai ir statmenai išilginei automobilio ašiai. Pagal antrąjį variantą buvo pagamintas giroskopinis stabilizatorius Brenan vieno bėgio automobiliui. Masyvus rotorius rėme buvo sumontuotas ant guolių (9.3 pav.), dėl ko jis laisvai sukasi aplink savo ašį. AA, lygiagrečiai automobilio dugnui. Rėmas buvo sumontuotas ant guolių rėme, standžiai pritvirtintame automobilio kėbule taip, kad giroskopo plokštuma sudaryta iš jo ašių AA AA" BB, buvo statmena automobilio išilginei ašiai CC.

Nurodykite giroskopo rotoriui didžiausią galimą kampinį sukimosi aplink savo ašį greitį AA, Jie gavo sistemą, kurios judėjimas pakluso pagrindiniam precesijos dėsniui. Norint paveikti giroskopą išoriniu momentu, rėmas buvo aprūpintas rankena. Automobiliui pakrypus į dešinę pusę važiavimo kryptimi, vairuotojas paspaudė rankeną, bandydamas ją pasukti į kairę. Tai sukūrė jėgą, veikiančią giroskopą ašies atžvilgiu. BB momentas M, nukreiptas prieš laikrodžio rodyklę žiūrint į platformą iš viršaus. Įspūdingai M Giroskopas gavo precesinį judėjimą aplink išilginę SS automobilio ašį. Dėl to ašis AA giroskopas buvo sulygiuotas su ašimi BB. Kadangi rėmas yra standžiai sujungtas su automobilio kėbulu, pastarasis dalyvavo giroskopo precesijoje. Dėl šio judesio automobilio posvyris pradėjo mažėti, o platformai atsidūrus horizontalioje padėtyje, vairuotojas nustojo spausti rankeną.

Aprašyta giroskopinio stabilizatoriaus grandinė buvo įdiegta vienbėgiame vagone, pastatytame 1912 m. Anglijos ir Japonijos parodai Londone. Karieta vienu metu talpino iki 40 žmonių ir vežė lankytojus po parodos teritoriją.

Šiuolaikinių stabilizuotų vienvėžių vežimų prototipas – dviratis P. P. Šklovskio automobilis – Londono gatvėse pasirodė 1914 m. Ekipažas (9.4 pav.) buvo aprūpintas giroskopu, suteikiančiu jam stabilumo ne tik judant, bet ir sustojus. Giroskopą sudarė masyvus rotorius, besisukantis kampiniu greičiu aplink ašį AA rėmelyje, galinčiame suktis aplink ašį BB skliausteliuose, standžiai pritvirtintuose prie automobilio dugno. Rėmas per pavarų dėžę buvo sujungtas su jungikliu valdomo elektros variklio veleno, kurio išilginė ašis buvo lygiagreti ašiai BB.

Kai keleiviai įlipo arba judėjo į automobilį jam judant, automobilio kėbulas linkęs suktis aplink išilginę ašį CC. Šiuo atveju metalinis rutulys, riedėdamas link pasvirimo jungiklio viduje, uždarė vieną iš dviejų valdymo kontaktų porų. Į, arba K 2. Taigi jis uždarė vieną iš dviejų valdymo pulto porų.

Ryžiai. 9.4.

1 - giroskopas; 2 - elektros variklis; 3 - jungiklis; 4 - kamuolys

barai KAM arba K 2. Tai įjungė variklį, sukurdamas sukimo momentą, veikiantį giroskopą. Jei automobilis pasviro į kairę pusę, kamuolys uždarė kontaktus K 2 o elektros variklis sukūrė momentą, nukreiptą į kairę automobilio pusę.

Veikiamas momento giroskopas, o kartu ir automobilio kėbulas, gauna precesinį judėjimą aplink išilginę ašį. SS mašina, kurioje giroskopo AL ašis linkusi susilyginti su ašimi BB. Dėl to automobilio kėbulas pradeda išsilyginti, sumažindamas polinkius į horizontą. Kai ekipažas grįžta į horizontalią padėtį, jungiklio rutulys atidaro valdymo kontaktus, o tada giroskopui taikomas sukimo momentas, o transporto priemonė sukasi aplink savo ašį. SS sustos.

Automobilis išliks horizontalioje padėtyje, kol dėl naujo trikdymo automobilis vėl pasvirs. Dar kartą bus pakartotas aprašytas giroskopinio stabilizatoriaus veikimas ir vėl bus atkurta horizontali ekipažo padėtis.

1961 m. tarptautinėje automobilių parodoje buvo demonstruojamas naujo dviračio automobilio „Giron“ modelis, o pirmieji jo pavyzdžiai išbandyti ne taip seniai. Kaip ir Šilovskio automobilyje, horizontalią Giron automobilio padėtį stabilizavo giroskopas, esantis po automobilio gaubtu. 60 cm skersmens giroskopo rotorius sukosi aplink vertikalią ašį 6 tūkstančių aps./min. dažniu. Automobilis su 80 AG varikliu. Su. Dėl puikios aerodinaminės formos jis pasiekė net 140 km/h greitį. Transporto priemonėje yra (esančiame galinėje kėbulo dalyje) yra du maži pagalbiniai ratai, kurie automatiškai išsikiša iš transporto priemonės, kai jos greitis nukrenta žemiau 5 km/h. Jie palaiko automobilį stovėjimo aikštelėje, kai giroskopo smagratis nesisuka. Šio tipo transporto priemonės naudojamos sunkiai pasiekiamose kalnuotose vietovėse: gali lengvai važiuoti takais, esančiais didelio nuolydžio šlaituose.

Aprašyta stabilizavimo sistema vadinama galia. Jis taip pat buvo naudojamas laivo siūbavimo stabilizatoriams, o giroskopo matmenys ir masė buvo tikrai milžiniški: smagračio skersmuo siekė 4 m, o svoris - iki 110 tonų, tačiau, palyginti su bendra laivo mase , giroskopinio stabilizatoriaus masė buvo tik apie 1%.

Šiuo metu vis dažniau naudojami stabilizatoriai su valdymo giroskopais, siekiant nuraminti laivo nuolydį. Šiuo atveju laive išilgai bortų yra įrengti specialūs skyriai, iš kurių už korpuso gali išsikišti nedideli šoniniai valdymo vairai. Ramiu oru vairai įtraukiami į korpuso vidų, o per audrą, banguojant, šie vairai išsitęsia, o išplėtimas reguliuojamas giroskopu. Vairai gali suktis aplink ašį, keisdami kėlimo ir nuleidimo jėgas, kurios taip pat valdomos giroskopu.

Giroskopas čia nėra jėgos, todėl yra mažo dydžio ir lengvas. Visi jo veiksmai apsiriboja laivo sukimosi aplink išilginę ašį greičio nustatymu ir atitinkamų variklių, valdančių vairus per relę, įjungimas. Sumontavus žingsnio stabilizatorius su valdymo giroskopu, laivo nuolydis sumažėja apie 4-5 kartus. Tokie stabilizatoriai sumontuoti sovietiniuose motoriniuose laivuose „Aleksandras Puškinas“ ir „Michailas Lermontovas“, kurie užtikrina ramų laivų judėjimą net ir pučiant devyniems vėjams.

Taigi inercija, ši pagrindinė materijos savybė, plačiai naudojama technikoje. Pagrindinis inercijos pasireiškimas – išvestinis darbas stabdant kūnus ir energijos kaupimas juos greitinant – leidžia sukurti inercinius energijos kaupiklius. Šios baterijos yra labai perspektyvios, nes teorinės energijos kaupimo juose ribos vis dar daug kartų viršija pasiektą lygį, be to, pirmųjų nuolat daugėja, atsirandant patvaresnėms medžiagoms.

Smagračių savybė išlaikyti savo ašį nepakitusią erdvėje sukimosi metu ir precesuoti veikiant išoriniams momentams taip pat tiesiogiai susijusi su inercija. Ši savybė leido sukurti giroskopinius instrumentus ir prietaisus, be kurių šiuolaikinės technologijos, o pirmiausia transportas – laivai, lėktuvai, raketos, nebūtų pasiekę dabartinio išsivystymo lygio.

Inercijos tyrimas ir praktinis taikymas žada žmonijai naują technologinę pažangą ir milžinišką ekonominę naudą.

Savo gerą darbą pateikti žinių bazei lengva. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru/

Tema: „Giroskopinis efektas ir jo taikymas“

Įvadas

Nuolat tobulinant orlaivių valdymo sistemas, nuolat tobulinami jų matavimo prietaisai (MD).

Pagrindiniai borto matavimo prietaisų komponentai yra akselerometrai, giroskopinės sistemos, optoelektroniniai prietaisai ir kt.

Giroskopiniai prietaisai (GU) užima vieną iš svarbių vietų orlaivių valdymo sistemose. Pagrindinis GU elementas yra giroskopas, kuris yra greitai besisukantis simetriškas korpusas. Žodis „giroskopas“ susideda iš dviejų graikiškų žodžių: „gyros“ – sukimasis ir „skopeo“ – stebėti, stebėti.

Greitai besisukantis kūnas įgyja iš pirmo žvilgsnio sunkiai paaiškinamą savybę išlaikyti nepakitusią savo kampinę padėtį inercinėje erdvėje – stabilumo savybę. Šią neįprastą besisukančių kūnų savybę žmogus pastebėjo dar senovėje.

Visi žino žaislinį viršų, kuris, sukamas kampiniu greičiu u, įgauna stabilumą horizontalios plokštumos atžvilgiu. Daugelį amžių viršus liko tik žaislas. I. Niutonas (1642-1727) pirmasis tyrinėjo viršūnę. Rusijos mokslų akademijos narys L. Euleris (1707-1783) išvedė standaus kūno judėjimo lygtis su fiksuota atrama. Šie puikūs mokslininkai numatė šviesią viršūnių ateitį.

Verpimo teorija buvo toliau plėtojama J. Lagrange'o (1736-1813) ir L. Poinsot (1777-1859) darbuose. Tačiau viršus išliko žaislas, kol L. Foucault (1819-1868) įdėjo jį į prietaisą, susidedantį iš dviejų žiedų ir pavadintą jo išradėjo Cardan vardu – gimbalą. Taip suformuotas prietaisas buvo vadinamas giroskopu ir pirmą kartą jį pademonstravo L. Foucault 1852 metais Paryžiaus mokslų akademijos posėdyje (1 pav.)

Praktinio giroskopinių prietaisų naudojimo pradžia siejama su 1898 m., kai Austrijos armijos leitenantas Aubry pasiūlė įrenginį, kuris užtikrino karinio jūrų laivyno torpedos kurso stabilizavimą.

Naujos galimybės praktiškai naudoti giroskopinius prietaisus atsivėrė paskelbus iškilaus Rusijos mokslininko N.E. Žukovskis. 1912 m. jis pasiūlė orlaivyje įrengti giroskopą, kad padidintų įrenginio stabilumą. Šiuo atveju įrenginys atliko vykdomojo organo funkcijas, kurių pagalba buvo sukurti valdymo ir slopinimo momentai įrenginio masės centro atžvilgiu. Šiuo metu giroskopinės pavaros plačiai naudojamos erdvėlaivių kampinio stabilizavimo sistemose.

Ryžiai. 1 L. Foucault pirmojo giroskopo modelio schema, 1852 m

plūduriuojantis lazerinis optinis giroskopas

1. Giroskopas ir jo pagrindinės savybės

Atrastas viršūnės turtas atvėrė įdomias jo panaudojimo perspektyvas. Įsivaizduokime, kad Žemės rutulį stebime iš jo Šiaurės ašigalio Š pusės iš kosmoso (2 pav.).

Ryžiai. 2 Giroskopo nuokrypis nuo horizonto plokštumos laikui bėgant

Taip pat darykime prielaidą, kad pradiniu laiko momentu taške B0 matėme ant pusiaujo įtaisytą viršūnę, o jos pagrindinė ašis AA1 yra nukreipta iš vakarų į rytus ir yra horizontaliai. Dėl kasdienio Žemės sukimosi taškas B0 nuolat keičia savo padėtį. Po trijų valandų pajudės į tašką B3, po šešių – į tašką B6, po dvylikos – į tašką B12 ir t.t. kol po 24 valandų vėl grįš į pradinę padėtį. Yra žinoma, kad bet kuriame žemės paviršiaus taške horizonto plokštuma yra statmena Žemės rutulio spinduliui (t.y. horizonto plokštuma laikui bėgant keičia savo padėtį pasaulio erdvėje). Todėl stebėtojui iš pasaulio erdvės jo padėtis žemės paviršiaus taške, esančiame ties pusiauju, atrodys tiesi linija. Taigi, taške B0 tai bus tiesė a0b0, taške B3 - tiesė a3b3, taške B3 - tiesė a6b6 ir t.t.

Kasdieniame Žemės sukimosi procese dalyvauja ir viršūnės pakabos taškas, kardaninių žiedų pagalba pritvirtintas nejudėdamas ant žemės paviršiaus.

Pagrindinė tokio viršaus ašis neišlaikys pastovios padėties horizontalios plokštumos atžvilgiu. Išlikęs stabilus pasaulio erdvėje, pagrindinėje ašyje AA1 viršus nukryps nuo horizontalios plokštumos. Be to, šio nuokrypio kampas bus lygus Žemės rutulio sukimosi kampui.

Vadinasi, stebėtojas, esantis žemės paviršiuje šalia viršaus kardaninėje pakaboje, galės nustatyti Žemės rutulio sukimosi kampą aplink savo ašį pagal jo pagrindinės ašies nuokrypį nuo horizontalios plokštumos.

Foucault prietaisas leido tiesiogiai stebėti kasdienį Žemės sukimąsi, todėl jis buvo vadinamas giroskopu.

Greitai besisukantis giroskopas suteikia didelį atsparumą bet kokiems bandymams pakeisti savo padėtį erdvėje. Jei veiksite pagal jo išorinį žiedą NK ( 3 pav.) jėga F, Bandydami pasukti giroskopą aplink CC1 ašį, galite patikrinti giroskopo atsparumą išorinei jėgai.

Giroskopas pradės suktis ne aplink CC1 ašį, o aplink BB1 ašį. rodyklės nurodyta kryptimi. Giroskopo sukimosi aplink BB1 ašį greitis bus didesnis, tuo didesnė jėga F.

Ryžiai. 3 Giroskopo atsparumas išorinėms jėgoms

Tuo pačiu metu buvo atrastos ir kitos įdomios giroskopo savybės. Eksperimentai parodė, kad priveržus varžtus d, esantis ant išorinio žiedo NK, tokiu būdu atimant giroskopo laisvę suktis aplink savo ašį BB1, sukurti sąlygas, kurioms esant giroskopas bus linkęs išlygiuoti savo pagrindinę ašį AA1 su dienovidinio plokštuma. Norėdami tai padaryti, pirmiausia turite nustatyti pagrindinę giroskopo ašį horizontalioje plokštumoje. Jei priveržsite varžtą d1, esantis ant kūno KAM ir taip atimti giroskopo sukimosi aplink savo ašį laisvę CC1, tada pagrindinė ašis AA1 su sąlyga, kad jis anksčiau buvo sulygiuotas su dienovidinio plokštuma, jis bus linkęs lygiuotis su linija, lygiagrečia pasaulio ašiai.

Norėdami suprasti įvairių giroskopo savybių prigimtį, pažvelkime į kai kurias pagrindines mechanikos sąvokas ir dėsnius.

2. Trijų laipsnių rotoriaus giroskopo savybė

Iš mechaninių giroskopų išsiskiria rotacinis giroskopas – greitai besisukantis kietas kūnas (rotorius), kurio sukimosi ašis gali laisvai keisti savo orientaciją erdvėje. Tokiu atveju giroskopo sukimosi greitis gerokai viršija jo sukimosi ašies sukimosi greitį. Pagrindinė tokio giroskopo savybė yra galimybė išlaikyti pastovią sukimosi ašies kryptį erdvėje, nesant išorinių jėgų momentų įtakos, ir efektyviai atsispirti išorinių jėgų momentų veikimui. Šią savybę daugiausia lemia paties giroskopo sukimosi kampinis greitis.

Veikiamas išorinės jėgos momentas aplink ašį, statmeną rotoriaus sukimosi ašiai, giroskopas pradeda suktis aplink precesijos ašį, kuri yra statmena išorinių jėgų momentui.

Giroskopo elgsena inercinėje atskaitos sistemoje, remiantis antrojo Niutono dėsnio išplaukimu, apibūdinama lygtimi

Kur vektoriai ir yra atitinkamai giroskopą veikiančios jėgos momentas ir jo kampinis momentas.

Kampinio momento vektoriaus pokytis veikiant jėgos momentui galimas ne tik dydžiu, bet ir kryptimi. Visų pirma, jėgos momentas, taikomas statmenai giroskopo sukimosi ašiai, tai yra, statmenai, sukelia judesį statmenai abiems ir, tai yra, precesijos reiškiniui. Giroskopo precesijos kampinį greitį lemia jo kampinis momentas ir veikiančios jėgos momentas.

Tai yra, jis yra atvirkščiai proporcingas giroskopo sukimosi greičiui. Kartu su precesijos atsiradimu, remiantis trečiojo Niutono dėsnio išvadomis, giroskopas pradės veikti aplinkinius kūnus reakcijos momentu, kurio dydis yra lygus giroskopo momentui ir priešinga kryptimi. Šis reakcijos momentas vadinamas giroskopiniu momentu.

Tą patį giroskopo judesį galima interpretuoti skirtingai, jei naudosime neinercinę atskaitos sistemą, susietą su rotoriaus korpusu, ir įvesime į ją fiktyvią inercinę jėgą – vadinamąją Koriolio jėgą. Taigi, veikiamas išorinės jėgos momento, giroskopas iš pradžių suksis tiksliai išorinio momento (nutacinio metimo) kryptimi. Taigi kiekviena giroskopo dalelė judės nešiojamu kampiniu sukimosi greičiu dėl šio momento veikimo. Bet giroskopo rotorius, be to, sukasi pats, todėl kiekviena dalelė turės santykinį greitį. Dėl to atsiranda Koriolio jėga, dėl kurios giroskopas juda statmena pritaikytam momentui, tai yra precesija.

3. Nauji giroskopų tipai

Vis didėjantys reikalavimai giroskopinių prietaisų tikslumui ir veikimo charakteristikoms paskatino daugelio pasaulio šalių mokslininkus ir inžinierius ne tik toliau tobulinti klasikinius giroskopus su besisukančiu rotoriumi, bet ir ieškoti iš esmės naujų idėjų, kaip išspręsti problemą. jautrių jutiklių, skirtų objekto kampiniams judėjimams erdvėje rodyti ir matuoti, sukūrimas.

Šiuo metu žinoma daugiau nei šimtas skirtingų reiškinių ir fizikinių principų, leidžiančių spręsti giroskopines problemas. Atitinkamiems atradimams ir išradimams išduota daug tūkstančių patentų ir autorių teisių sertifikatų. Ir net paviršutiniškas jų sąrašas yra neįmanoma užduotis. Todėl orientuosimės tik į įdomiausias sritis, kurių pagalba buvo gauti reikšmingiausi praktiniai rezultatai. Reikia atsižvelgti į tai, kad giroskopijos išsivystymo lygis turėjo didelės įtakos gynybiniam pajėgumui, todėl Šaltojo karo metais giroskopai buvo kuriami griežčiausiai paslaptyje, o informacija apie gautus rezultatus buvo saugoma antspaudu.

Plūdiniai giroskopai

Plūdinis giroskopas (FG) yra klasikinis rotacinis giroskopas, kuriame, norint iškrauti pakabos guolius, visi judantys elementai yra pakabinami didelio savitojo svorio skystyje taip, kad rotoriaus svoris kartu su korpusu būtų subalansuotas hidrostatinių jėgų. . Dėl to sausoji trintis pakabos ašyse sumažinama daugeliu dydžių ir padidėja įrenginio atsparumas smūgiams ir vibracijai. Sandarus korpusas, kuris veikia kaip vidinis kardaninio karkaso rėmas, vadinamas plūde. Plūdės dizainas turi būti kuo simetriškesnis. Giroskopo rotorius plūdės viduje sukasi ant oro pagalvės aerodinaminiuose guoliuose maždaug 30-60 tūkstančių apsisukimų per minutę greičiu. PG, turintis didelę klampų skysčio trintį, taip pat vadinamas integruojančiu giroskopu.

PG iki šiol išlieka vienas iš labiausiai paplitusių giroskopų tipų ir tikrai bus plačiai naudojamas ateinančiais metais, nes yra pagrįstas gerai išvystomis technologijomis ir galinga gamybos baze. Tačiau nauji PG patobulinimai akivaizdžiai nepraktiški, nes tolesnis tikslumo tobulinimas susiduria su neįveikiamomis kliūtimis ir vargu ar bus ekonomiškai pagrįstas.

Dinamiškai reguliuojami giroskopai

Dinamiškai derinami giroskopai (DTG) priklauso giroskopų klasei su elastine rotoriaus pakaba, kurioje dėl konstrukcinių elementų (pavyzdžiui, sukimo strypų) tamprios atitikties užtikrinama savo sukimosi ašies kampinių judesių laisvė. DNG, priešingai nei klasikiniame giroskope, naudojama vadinamoji vidinė kardaninė pakaba (3 pav.), suformuota iš vidinio žiedo 2, kuris iš vidaus sukimo strypais 4 tvirtinamas prie elektros variklio veleno. 5, o iš išorės sukimo strypais 3 į rotorių 1. Trinties momentas pakaboje atsiranda tik dėl vidinės trinties elastingų sukimo strypų medžiagoje. Dinamiškai reguliuojamuose giroskopuose, parenkant pakabos rėmų inercijos momentus ir rotoriaus sukimosi kampinį greitį, kompensuojami rotoriui taikomi pakabos tamprumo momentai. DNG privalumai yra jų miniatiūrinis dydis, didelis rodmenų stabilumas ir palyginti maža kaina.

Žiediniai lazeriniai giroskopai

Žiedinis lazerinis giroskopas (RLG), dar vadinamas kvantiniu giroskopu, yra sukurtas lazerio pagrindu su žiediniu rezonatoriumi, kuriame priešingai sklindančios elektromagnetinės bangos vienu metu sklinda uždara optine grandine. Šių bangų ilgius lemia generavimo sąlygos, pagal kurias išilgai rezonatoriaus perimetro turi tilpti sveikas skaičius bangų, todėl stacionariame pagrinde šių bangų dažniai sutampa. Lazerinio giroskopo rezonatoriui besisukant, spindulių einamas kelias palei kontūrą tampa kitoks, o priešingai sklindančių bangų dažniai tampa nevienodi. Spindulių bangų frontai trukdo vienas kitam, sukurdami trukdžių pakraščius. Dėl lazerinio giroskopo rezonatoriaus sukimosi trukdžių krašteliai pradeda judėti greičiu, proporcingu giroskopo sukimosi greičiui. Lazerinio giroskopo išėjimo signalo integravimas laikui bėgant, proporcingas kampiniam greičiui, leidžia nustatyti objekto, ant kurio sumontuotas giroskopas, sukimosi kampą. Lazerinių giroskopų pranašumai visų pirma yra tai, kad nėra besisukančio rotoriaus ir guolių, kuriuos veikia trinties jėgos.

Šviesolaidiniai giroskopai

Dėl reikšmingų pasiekimų kuriant ir pramoniniu būdu gaminant šviesos kreipiklius su minimaliu tiesiniu slopinimu ir integruotais optiniais komponentais, buvo pradėtas šviesolaidinio giroskopo (FOG), kuris yra šviesolaidinis interferometras, kuriame sklinda priešingai sklindančios elektromagnetinės bangos, kūrimo darbai. Labiausiai paplitusi FOG versija yra daugiapakopė optinio pluošto ritė. Laboratoriniuose mėginiuose pasiekti FOG tikslumai yra artimi KLG tikslumui. Dėl savo dizaino paprastumo FOG yra vienas pigiausių vidutinio nuotolio giroskopų.

Kietojo kūno bangų giroskopai (SWG)

Banginio kietojo kūno giroskopo (WSG) veikimas grindžiamas fizikiniu principu, susidedančiu iš inertiškų elastinių bangų savybių kietame kūne. Tamprioji banga gali sklisti ištisinėje terpėje kaip standus kūnas, nekeičiant savo konfigūracijos. Tokia į dalelę panaši banga vadinama solitonu ir laikoma pavyzdiniu dalelių-bangų dualizmo įsikūnijimu: viena vertus, tai banga, kita vertus, konfigūracijos nekintamumas veda į analogiją su dalele. Tačiau ši kai kurių reiškinių analogija tęsiasi toliau. Taigi, jei ašiesimetriniame rezonatoriuje sužadinamos stovinčios tamprių virpesių bangos, tai pagrindo, ant kurio sumontuotas rezonatorius, sukimasis sukelia stovinčios bangos sukimąsi mažesniu, bet žinomu kampu. Atitinkamas visos bangos judėjimas vadinamas precesija. Stovinčios bangos precesijos greitis yra proporcingas pagrindo kampinio sukimosi greičio projekcijai į rezonatoriaus simetrijos ašį.

WTG rezonatorius yra plonas elastingas sukimosi apvalkalas, pagamintas iš lydyto kvarco, safyro ar kitos medžiagos, turinčios mažą vibracijos nuostolių koeficientą. Paprastai apvalkalo forma yra pusrutulis su skyle poliuje, todėl literatūroje VTG vadinamas pusrutulio rezonatoriaus giroskopu. Vienas rezonatoriaus kraštas (prie poliaus) yra standžiai pritvirtintas prie pagrindo (kojos). Kitas kraštas, vadinamas darbiniu kraštu, yra laisvas. Ant rezonatoriaus išorinių ir vidinių paviršių, šalia darbinės briaunos, purškiami metaliniai elektrodai, kurie kartu su tais pačiais elektrodais, uždėtais ant rezonatorių supančio korpuso, sudaro kondensatorius. Kai kurie kondensatoriai veikia jėgą rezonatoriui. Kartu su atitinkamomis elektroninėmis grandinėmis jie sudaro jaudinančių virpesių sistemą ir palaiko pastovią jų amplitudę. Jo pagalba rezonatoriuje nustatomas vadinamasis antrasis virpesių režimas, kuriame stovinčioji banga turi keturis antimazgus kas 90°. Antroji kondensatorių grupė tarnauja kaip jutikliai, nustatantys rezonatoriaus antinodų padėtį. Tinkamas (labai sudėtingas) šių jutiklių signalų apdorojimas leidžia gauti informaciją apie rezonatoriaus pagrindo sukimosi judėjimą.

VTG privalumai – didelis tikslumo ir kainos santykis, gebėjimas atlaikyti dideles perkrovas, kompaktiškumas ir mažas svoris, mažos energijos sąnaudos, trumpas paruošimo laikas, silpna priklausomybė nuo aplinkos temperatūros.

Vibruojantis giroskopas

Vibruojantys giroskopai yra pagrįsti kamertono savybe, kurią sudaro noras išlaikyti savo kojų vibracijos plokštumą. Teorija ir eksperimentas rodo, kad svyruojančio kamertono, sumontuoto ant platformos, besisukančios aplink kamertono simetrijos ašį, kojoje atsiranda periodinis jėgos momentas, kurio dažnis lygus kojų virpesių dažniui, o amplitudė yra proporcinga platformos sukimosi kampiniam greičiui. Todėl išmatavus kamertono kojos posūkio kampo amplitudę galima spręsti apie platformos kampinį greitį. Vibruojančio giroskopo patentas priklauso tam tikroms dvisparnių vabzdžių rūšims, turinčioms porą lazdelės formos priedų, vadinamų apynasriais, kurie skrendant vibruoja svyruodami iki 75? ir maždaug 500 Hz dažniu. Kai kūnas pasisuka, apynasrių vibracijos atsiranda kitoje plokštumoje. Šiuos virpesius suvokia specialios jautrios ląstelės, esančios apyrankių apačioje, ir siunčia komandą išlyginti vabzdžio kūną. Sistema panaši į autopilotą, kurio jutikliuose sukamasis judesys pakeičiamas svyruojančiu judesiu kaip natūralesnis ir ekonomiškesnis biologinėms sistemoms.

Pirmieji vibracinių giroskopų kūrėjai numatė neišvengiamą klasikinių giroskopų su besisukančiu rotoriumi mirtį. Tačiau nuodugnesnė analizė parodė, kad vibraciniai giroskopai atsisako dirbti vibracijos sąlygomis, o tai beveik visada lydi įrenginių montavimo vietas ant judančių objektų. Rodmenų nestabilumo problema pasirodė neįveikiama ir dėl didelio tikslumo kojų virpesių amplitudės matavimo sunkumų. Todėl gryno kamertono giroskopo idėja niekada nebuvo išplėtota iki tikslumo prietaiso, tačiau ji paskatino daugybę naujų tipų giroskopų paieškų naudojant pjezoelektrinį efektą arba skysčių ar dujų vibraciją sumaniai išlenktuose vamzdeliuose. ir kt.

Naudotos literatūros sąrašas

1.Kargau, L.I. Orlaivių matavimo prietaisai [Tekstas] / L.I. Kargau. - M., 1988. - 256 p.

2. Siff, E.J. Įvadas į giroskopiją [Tekstas] / E. J. Siff. - M.: Nauka, 1965. - 124 p.

3. Vikipedija [Elektroninis išteklius] / Nemokama enciklopedija. - 2014-12-21. - Prieigos režimas. - URL: http://wikipedia.org.

Paskelbta Allbest.ru

Panašūs dokumentai

Magnetoelektriniai sukimo momento jutikliai. Dinamiškai sureguliuoto giroskopo su dujų dinamine rotoriaus atrama matematinio modelio tyrimas, atsižvelgiant į greičio palaikymo kampinį atitikimą. Dinamiškai suderinto giroskopo judėjimo lygtys.

baigiamasis darbas, pridėtas 2014-12-04


Elementari giroskopo idėja, pagrindinės jo savybės, veikimo principas ir pritaikymas technikoje. Resal teorema. Laisvo giroskopo ašies kryptis inercinėje atskaitos sistemoje. Reguliari sunkaus giroskopo precesija, Žukovskio taisyklė.

pristatymas, pridėtas 2013-11-09


Šviesos banginės savybės: dispersija, interferencija, difrakcija, poliarizacija. Jungo patirtis. Kvantinės šviesos savybės: fotoelektrinis efektas, Komptono efektas. Kūnų šiluminio spinduliavimo dėsningumai, fotoelektrinis efektas.

santrauka, pridėta 2006-10-30


Bendra giroskopo samprata, svarbiausios jo savybės. Pagrindinė elementarios teorijos prielaida. Giroskopo reakcija į išorines jėgas. Giroskopinės reakcijos momentas, Rezalio teoremos esmė. Momentinės jėgos įtakos giroskopo ašies krypčiai įvertinimas.

pristatymas, pridėtas 2013-07-30


Šviesolaidinio ryšio linijos kaip sąvoka, jų fizinės ir techninės savybės. Pagrindiniai optinio pluošto komponentai ir jo rūšys. Šviesolaidinių kabelių, optinių ryšių sistemų elektroninių komponentų pritaikymas ir klasifikavimas.

santrauka, pridėta 2011-01-16


Fotoelastingumas yra medžiagos dielektrinės konstantos priklausomybės nuo deformacijos pasekmė. Šviesolaidiniai jutikliai, naudojantys fotoelastiškumą. Fotoelastingumas ir įtempių pasiskirstymas. Šviesolaidiniai jutikliai, pagrįsti fotoelastingumo efektu.

kursinis darbas, pridėtas 2010-12-13


Metalų apdirbimas lazeriu. Lazerinis ryšys ir vieta. Lazerinės navigacijos ir skrydžių saugos sistemos. Lazerinių ginklų valdymo sistemos. Dujiniai, puslaidininkiniai, skystieji, dujiniai dinaminiai, žiediniai lazeriai.

santrauka, pridėta 2004-10-05


Stiklų optinės savybės (lūžio rodiklis, molinė ir joninė lūžis, dispersija). Borosilikatinių stiklų, kurių paviršiuje yra nano dydžio sidabro ir vario dalelių, optinės savybės ir struktūra. Nanostruktūrų tyrimo metodai.

baigiamasis darbas, pridėtas 2012-09-18


Superlaidžių medžiagų savybės. Nemagnetinių tarpų elektrinės varžos ir magnetinio pralaidumo nustatymas. Magnetinio lauko stiprumo sumažėjimas pagal plotą. Prietaiso veikimo sąlygos. Meisnerio efekto taikymas ir jo išradimas.

mokslinis darbas, pridėtas 2010-04-20


Pjezoelektrinis efektas kristaluose. Dielektrikai, kuriuose stebimas pjezoelektrinis efektas. Tiesioginis ir atvirkštinis pjezoelektrų poveikis. Pjezoelektrinės plokštės suspaudimas. Pagrindiniai polikristalinių pjezoelektrų tipai. Pagrindinės pjezoelektrikų savybės.

Šiandien kalbėjausi su vienu žmogumi ir dar kartą įsitikinau, kad labai mažai žmonių, ypač turinčių humanitarinį išsilavinimą, įsivaizduoja, koks yra giroskopinis efektas. Pabandykime tai išsiaiškinti.

Taigi, formuluotė: giroskopinis efektas yra greitai besisukančio kūno gebėjimas išlaikyti savo padėtį erdvėje sukimosi plokštumoje.
Giroskopas yra greitai besisukantis kietas kūnas, galintis išmatuoti su juo susieto kūno orientacijos kampų pokyčius judančios koordinačių sistemos atžvilgiu. Mes nesigilinsime į kampinio momento išsaugojimo dėsnius. Įsivaizduokime, kas tai yra.
Ar visi vaikystėje turėjo suktuką? Jei sukate jį stovėdamas, tada jis nenori kristi. Tai giroskopinis efektas.
Kiek žmonių važiavo dviračiu? O gal dabar važiuoji? Ratas yra besisukantis korpusas, diskas, kuris taip pat nori išlaikyti jus ir dviratį, ant kurio sėdite, vertikalioje padėtyje. Štai kodėl važiuodami nenukrentate ne dėl puikios pusiausvyros. Jūsų balansas suaktyvinamas tik esant labai mažam greičiui.
Ar kada susimąstėte, kaip lėktuvo pilotas nustato pasvirimo kampą horizonto atžvilgiu? Lėktuve sumontuotas toks pat prietaisas – giroskopas. Tai vienas ar keli labai greitai besisukantys diskai. Kad ir kaip pasvirtų lėktuvas, giroskopai visada yra toje pačioje padėtyje.

Kaip matote, giroskopinis efektas yra visur aplink mus ir mes jį patiriame kiekvieną dieną. Gaila, kad daugelis žmonių gyvena savo gyvenimus ir niekada nepastebi tokių dalykų aplink save.

Dar viena labai įdomi giroskopinio efekto savybė – atsparumas jo sukimosi ašies keitimui arba giroskopo precesijai. kas tai? Tai giroskopo pakreipimas plokštumoje, atsiliekančioje 90 laipsnių (tyrusieji elektrą turėtų žinoti pirmaujančią ir vėluojančią srovę reaktyviuose elementuose nuo įtampos (elektros slėgio)) sukimosi kryptimi, palyginti su jėgos taikymo plokštuma ( oi, kaip, aš pats parašiau apibrėžimą). Pavyzdys? gerai. Važiuoja dviratininkas, važiuoja tiesiai. Čia dviratininkas nori sukti į kairę, vairą kaire ranka traukia link savęs, o dešine – toliau nuo savęs. Stebulė sukasi priekinio rato sukimosi ašį... jei šiuo metu žiūrite į dviratininką iš viršaus, ratas atrodo kaip linija ir turėtų tiesiog suktis prieš laikrodžio rodyklę. Visa tai tiesa, tačiau dviratininkas pradeda kristi ant kairiojo šono. Vėlgi, priešingai populiariam įsitikinimui, taip yra ne todėl, kad norite kompensuoti energijos jėgą, kuri nuvers jus į dešinę. Taip yra dėl to, kad vyksta precesija. Ir kaip pliusas, taip, jūs kompensuojate energijos jėgą sukant. Jei precesijos efekto nebūtų, tuomet jums būtų didelė problema tyčia nukristi ant kairiojo šono ir kristumėte daug dažniau. Be to, čia jus nuo kritimo vėl gelbsti giroskopinis efektas, kuris palaiko linkę į kelio plokštumą. Šaunu? Žinoma! :)
Be to, precesija gali būti stebima spiralės formos ašies judėjimo pavidalu, kai jūsų suktukas pradeda kristi ant šono.
Jei pradedate išlaikyti precesiją, yushi sukuria gana stiprius įtempius. Todėl pagalvokite, kodėl važiuojant dviračiu dideliu greičiu taip sunku staigiai pasukti vairą. Jei dviratyje šį įtampą kompensuoja jūsų pasvirimas, tai automobilyje ratas nepasvirsta... Įsivaizduokite, kokie įtempimai atsiranda stebulei, kai 120 km/h greičiu staigiai trūktelite vairą? Taip... Jei kas turi „PowerBall“, galite patys tuo įsitikinti, kai pavargs ranka.
Be precesijos, giroskopai turi nutacijas - tai maži svyravimai, esantys ant precesijos linijos. Kas domisi astronomija ir mūsų (ir ne tik) planeta, supras, kad Žemė ir giroskopas turi daug bendro. Yra ir precesijų, ir nutacijų... Dėl precesijos mūsų Polaris greitai nustos būti polinis. Dėl nutacijų periodiškai keičiasi žvaigždžių koordinatės danguje pusiaujo atskaitos sistemoje... bet tai jau kita istorija. Plačiau apie tai kitą kartą.

Norėjau internete susirasti video, kad parodytų, kas yra kas, bet kažką daugiau ar mažiau tinkamo radau tik anglų kalba. Jei kas nors supranta, puiku. Asmeniškai man viskas aišku, su anglų kalba problemų nėra. :) Kas nesupranta, tai bent pasižiūrėk.

Apskritai giroskopų rūšių yra nemažai. Aprašiau įprastą rotacinį giroskopą, tačiau visų giroskopų veikimo principas išlieka toks pat.

Beje, kai kūriau įrašą, pasirodė užrašas, kad įrašas tokiu pat pavadinimu jau sukurtas. Atidariau, pažiūrėjau... o ar žinai, kas ten yra? Kaip važiuoti ratu ant motociklo... Be to, koks čia ryšys su giroskopiniu efektu, iš žinutės kažkaip neaišku.

Tiesiog daugiau dėmesio skirkite tam, kas vyksta aplinkui. :) Tai darantis žmogus mato VISKAS kelyje, valdo situaciją ir galiausiai bus mandagesnis. Meilė kitiems prasideda nuo meilės naujiems dalykams.