 |
ВОЛЧОК И НАВИГАЦИЯ
Устройство многих навигационных приборов
основывается на свойствах волчка -
гироскопа. Применяемые в технике гироскопы выполняют обычно в
виде маховичка с утолщённым ободом, весом от нескольких граммов до десятков кГ, закрепленного в кардановом
подвесе.
Чтобы сообщить гироскопу быстрое вращение, его делают ротором
быстроходного электромотора.
А в авиации применяются гироскопы
с ротором в виде воздушной турбинки, приводимой
в движение струей воздуха.
Иногда гироскопы выполняют в форме шара с подвесом на воздушной плёнке, образуемой подачей сжатого
воздуха.
Гироскоп с тремя степенями свободы используется при конструировании приборов
для автоматического управления движением самолётов - автопилот, ракет, морских судов, торпед.
Гироскоп в этих приборах регистрирует отклонение движущегося объекта от заданного курса. Свойство гироскопа прецессировать под действием приложенной
силы положено в основу гирокомпаса — прибора, определяющего направление географического меридиана,
и гирогоризонта — прибора, определяющего направление истинной
горизонта.
При запуске ракеты необходимо с
высокой точностью знать скорость её вертикального взлёта.
С этой задачей тоже легко справляется прецессирующий гироскоп.
ГИРОКОМПАС -КОМПАС БЕЗ МАГНИТА
Навигационный прибор гирокомпас широко применяется в морском судоходстве. Направление движения
судна определяют именно по этому прибору. Гирокомпас - это прибор
с гироскопическим чувствительным
элементом, предназначенный для определения астрономического
азимута заданного направления.
Главная его часть - мотор с тяжелым маховиком, делающим огромное число оборотов в минуту. Под
действием силы Кориолиса и трения ось волчка всегда устанавливается параллельно земной оси, т.е. указывает на Север.
___
Вот как описывает гироскоп автор популярной книги "
Вращающийся волчок" Дж. Перри:
"Гирокомпас - это компас без магнита.
Компас такого рода представляет собой волчок, чрезвычайно быстро
вращающийся вокруг оси. Последняя, собственно, и играет роль
стрелки магнитного компаса; она может двигаться лишь в
горизонтальной плоскости и, следовательно, стремясь стать параллельно
земной оси, займет положение как раз по линии север-юг. Волчок - гироскоп, можно
закрепить в любом месте медного обруча-меридиана, охватывающего глобус. Ось волчка нарочно продолжена и сделана
в виде большой стрелы, чтобы движения ее были резче. Волчок приводится
в быстрое вращательное движение при помощи электричества. Сила
тяжести заменена здесь резиновыми шнурками, протянутыми от оси
волчка к глобусу. Пока глобус не вращается, ось волчка может
занимать любое положение; но как
только «земля» приходить в вращательное движение, ось волчка начинает
раскачиваться и успокаивается лишь тогда, когда станет параллельно
меридиану, – т.е. направится с юга на север.
Для моряка такой безмагнитный компас представляет огромные удобства.
Во-первых, он показывает не на магнитный, а на географический
полюс.
Во-вторых, для него не существует никаких «склонений», с которыми
постоянно приходится считаться, пользуясь магнитным компасом.
В третьих, – положение его не зависит от
близости железных масс, которые так влияют на магнитный компас.
Это последнее преимущество очень важно для военных судов, с их
гигантскими пушками, толстой стальной броней и электромоторами."
Между прочим, компас-волчок дает нам новое и при том прямое доказательство
вращения земли: если бы земной шар не вращался, движения оси компаса-волчка
были бы необъяснимы.
|
|
