Применение гироскопов

Научно-технические применения гироскопов весьма разнообразны. Остановимся на самых распространенных гироскопических приборах.

1. Гироскопический компас (гирокомпас). Основной элемент этого прибора представляет собой гироскоп, ось которого может свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости. При включении гирокомпаса ось гироскопа устанавливается в меридиальной плоскости, располагаясь горизонтально, позволяя таким образом определять направления частей света. Скорость вращения гироскопа в гирокомпасе очень высокая от 17000 до 25000 об/мин.

Принцип работы. Гирокомпас является навигационным гироскопическим прибором, служащим для указания направлений в море. Основным элементом всех навигационных гироскопических приборов, применяемых для указания направлений в море, является гироскоп.

Термин "гироскоп" введен французским физиком Л. Фуко и образован из двух греческих слов: "гирос"-вращение и "скопейн" - наблюдать, видеть, т. е. в переводе "гироскоп" - указатель вращения.

Гироскоп представляет собой массивный диск, который приводится во вращение электрическим путем, являясь ротором электродвигателя. Гироскоп (рис. 3.6А), подвешенный в кардановых кольцах, может поворачиваться вокруг трех взаимно перпендикулярных и пересекающихся в одной точке осей: х - оси вращения самого гироскопа, или главной оси, у - оси вращения внутреннего кольца, z - оси вращения наружного кольца подвеса. Углы поворота гироскопа вокруг осей вращения будут координатами, определяющими положение гироскопа в пространстве. При всех возможных поворотах гироскопа около указанных осей неподвижной остается только одна его точка О, в которой эти оси пересекаются. Эту точку называют точкой подвеса гироскопа.

А). Б).

Рис.3.6 А). гироскоп гирокомпаса, Б). принцип действия гироскопа кирокомпаса

Гироскоп, у которого возможны вращения вокруг трех указанных осей, называется гироскопом с тремя степенями свободы. Гироскоп, обладающий тремя степенями свободы, у которого центр тяжести совпадает с точкой подвеса, и не подверженный действию моментов внешних сил, называют свободным гироскопом. Хотя до сих пор свободный гироскоп практически не создан, современные гироскопы имеют настолько малые силы трения в подвесе, что по своим свойствам приближаются к свободному гироскопу.

Чтобы ось гироскопа могла свободно поворачиваться в пространстве, гироскоп обычно помещают в так называемом кардановом подвесе.