Читать онлайн «Гироскоп-это просто»

B. A. Матвеев ГИРОСКОП - ЭТО ПРОСТО Москва 2012 УДК 62-752. 4 ББК 22. 213 МЗЗ Рецензенты: д-р физ. -мат. наук, профессор Института проблем механики РАН Ю. К. Жбанов; д-р техн. наук, профессор МГУ им. М. В. Ломоносова Б. С. Лунин Матвеев В. А. МЗЗ Гироскоп — это просто / В. А. Матвеев. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012. — 191, [1] с. : ил. ISBN 978-5-7038-3576-0 Кратко изложены принципы действия и основы теории типовых гироскопических приборов, которые эксплуатируются в настоящее время, с традиционных позиций прикладной теории гироскопов. Особое внимание уделено физическому смыслу работы гироприборов и составлению их уравнений [на базе принципа Даламбера, теоремы Резаля или уравнений Эйлера) с последующим анализом погрешностей в рамках ограниченных допущений. Содержание книги соответствует курсу лекций для бакалавров, который автор читает в МГТУ им. Н. Э. Баумана. Для студентов, обучающихся по специальностям «Навигационные гироскопические системы», «Системы управления летательными аппаратами», а также для инженеров, работающих в области создания систем навигации и управления подвижными объектами. Отдельные разделы могут служить основой для выполнения научно-исследовательских работ выпускников старших классов, в частности, по программе олимпиад «Шаг в будущее», «Космонавтика». УДК 62-752. 4 ББК 22. 213 © Матвеев В. А. , 2012 © Оформление. Издательство ISBN 97B-5-703B-3576-0 МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012 ПРЕДИСЛОВИЕ Традиционная гироскопия, построенная на базе гироскопов Фуко, постепенно сдает свои позиции, уступая микромеханическим гироскопам, создаваемым с применением кремниевой технологии, волоконно-оптическим и лазерным, волновым твердотельным и другим гироскопам, особенно в тех областях техники, где требуются миниатюризация и снижение стоимости систем управления, навигации, ориентации и стабилизации при обеспечении заданных точности, надежности, времени готовности и срока службы в сложных условиях эксплуатации. Микромеханические гироскопы получают широкое распространение при создании систем беспилотных летательных аппаратов, микроспутников, автомобилей, тактических ракет, вертолетов, роботов, компьютерных игровых приставок, в гравиметрии, геологоразведке, маркшейдерском деле и др. В то же время эксплуатация гироприборов, даже разработок более чем 25-летней давности, продолжается. Это относится к гироприборам и гиростабилизаторам баллистических ракет, гироскопическим авиационным приборам — гировертикалям, гирополукомпасам, датчикам угловой скорости (демпфирующим гироскопам), гироскопическим системам управления, навигации, ориентации и стабилизации морских и самоходных объектов, прецизионным датчикам угловой скорости бескарданных инерциальных навигационных систем и т. п. При этом основные теоретические положения создания «старых» гиросистем распространяются и на разработку гироприборов и гиросистем нового поколения. Например, камертонный гироскоп, теория которого разработана еще в 1960-е годы, реализован в начале XXI в.