Гироскопические приборы для определения курса. Использование гироскопа с двумя степенями свободы в качестве компаса.

Гироскопическим компасом (гирокомпас) называется устройство, которое обладает способностью отыскивать направление географического меридиана в данном месте и удерживать его в течение всего времени работы.

Идея использования свойств гироскопа с двумя степенями свободы для определения направления географического меридиана была высказана французским ученым Леоном Фуко еще в 1852 г., однако осуществлена она была значительно позднее.

Рис.59.

Главная ось гироскопа с двумя степенями свободы с гори­зонтальным кинетическим моментом, будучи отклонена от направления меридиана, стремится возвратиться к нему под действием момента Hωcosφsina, который называется направляющим. Следовательно, такое устройство обладает свойством отыскивать географический меридиан и является компасом.

Несмотря на простоту рассмотренного гирокомпаса, его техническая реализация вызывает значительные трудности. Действительно, направляющий момент, как сказано выше, зависит от величины sinа, т. е. он уменьшается по мере при­ближения к положению меридиана, и в некоторый момент времени становится равным моменту трения в опорах карданова подвеса по оси О_у. Это аналогично подобному явлению в магнитном компасе, приводит к зоне застоя и к ошибке в определении меридиана. Поэтому в подобных компасах подвесы делаются либо воздушными, либо торсионными, имеющими малый момент трения.

В гражданской авиации гирокомпасы с двухстепенными гироскопами не применяются, поскольку:

1)гироскопическое устройств, установленное на подвижном основании, реагирует и на угловые скорости перемещения самолета.

Например, самолет, имея скорость ω=1000 км/ч, летит строго на север, тогда его угловая скорость ω_y (град/ч) будет

ω_y=V/R=1000 57.3:6371=9

где R — радиус Земли.

Эта угловая скорость соизмерима с величиной ω_з=15 град/ч, и следовательно, положение равновесия гиромкомпаса не совпадает с географическим меридианом;

2)такой гирокомпас на самолете необходимо устанавливать на стабилизированную в плоскости горизонта платформу с высокой точностью стабилизации.

В связи с этим подобные гирокомпасы используются только на земле, их иногда называют «сухопутными гирокомпасами».