Схема гирокомпаса с косвенным управлением. Корректирующие сигналы, используемые в гирокомпасе

В корректируемых гирокомпасах оператор имеет возможность прикладывать специально сформированные управляющие моменты непосредственно к его чувствительному элементу.

В основе гирокомпаса с корректируемым чувствительным элементом лежит астатический гироскоп с тремя степенями свободы. Для того чтобы этот гироскоп приобрел способность устанавливаться в меридиан, он должен быть снабжен устройством, которое воздействовало бы на него так же, как воздействует на гиросферу двухгироскопного компаса ее маятниковость. Иными словами, при отклонении главной оси ох гироскопа от плоскости горизонта, относительно оси оу внутренней рамки карданова подвеса должен создаваться момент, пропорциональный этому углу отклонения.

Указанная задача решается контуром коррекции, включающим в себя акселерометр А, усилитель У_у, сумматор С_у и датчик моментов ДМ_у. При отсутствии маневрирования судна, выходной сигнал акселерометра будет пропорциональным проекции ускорения силы тяжести Земли на направление его оси чувствительности. В силу того, что он устанавливается на внутренней рамке карданова подвеса таким образом, чтобы эта ось была параллельна главной оси гироскопа, выходной сигнал акселерометра будет пропорционален углу отклонения плоскости рамки, а, следовательно, и главной оси гироскопа от плоскости горизонта. В силу указанных обстоятельств этот прибор часто называют индикатором горизонта. Сигнал U_a акселерометра после усиления в усилителе У_у поступает на датчик моментов ДМ_у, который прикладывает к гироскопу момент, пропорциональный напряжению, поступившему на него, которое, в свою очередь, пропорционально указанному выше углу отклонения главной оси гироскопа. Таким образом, создается модель физического маятника, присутствующего в двухгироскопном компасе.

Для обеспечения демпфирования прецессионных колебаний гироскопа в процессе его установления в меридиан имеется второй контур коррекции, включающий в себя акселерометр А, усилитель У_z, датчик моментов ДМ_z. Этот контур создает относительно оси оz наружной рамки подвеса момент, пропорциональный углу отклонения главной оси от плоскости горизонта. Приложенный момент вызывает прецессию оси гироскопа в сторону плоскости горизонта, в результате чего и обеспечивается требуемое затухание.

3. Построение диаграмм статической и динамической остой­чивости. Связь ДДО и ДСО. Задачи, решаемые с помощью диаграмм.

ДСО – это графическая зависимость плеча восстанавливающего момента l (θ) или самого момента М_в (θ) от угла крена θ. Этот график, как правило, изображают для крена судна только на правый борт, поскольку вся картина при крене на левый борт для симметричного судна отличается только знаком момента М_в (θ). ДСО позволяет определять статический угол крена судна при действии на него постоянного (независящего от крена судна) кренящего момента. Чтобы иметь возможность строить диаграммы статической остойчивости при различных сочетаниях водоизмещения и метацентрической высоты пользуется вспомогательными графическими материалами - пантокаренами, либо универсальной ДСО. Для подтверждения правильности построения ДСО на ней делают построение: откладывают угол θ = 1 рад (57,3⁰) и строят треугольник с гипотенузой, касательной к ДСО при θ = 0, и горизонтальным катетом θ = 57,3⁰. Вертикальный (противолеж) катет должен оказаться равным метацентрической высоте h₀ в масштабе оси l.Угол крена θ = θ₃, при котором график ДСО пересекает ось абсцисс, называется углом заката ДСО. Угол заката θ₃ определяет только то значение угла крена, при котором сила веса и сила плавучести будут действовать вдоль одной прямой и l( θ₃) = 0. Судить об опрокидывании судна при крене θ = θ₃ не будет верным, поскольку опрокидывание судна начинается гораздо раньше - вскоре после преодоления максимальной точки ДСО. Точка максимума ДСО (l = l_m(θ_m)) свидетельствует только о максимальном удалении силы веса от силы поддержания. Однако, максимальное плечо l_m и угол максимума θ_m являются важными величинами при контроле остойчивости и подлежат проверке на соответствие соответствующим нормативам.

ДДО представляет собой графическую зависимость работы восстанавливающего момента от угла крена.

ДДО вычисляется на основе формулы, следовательно, график ДДО обладает свойствами интегральной кривой по отношению к графику подынтегральной функции, т.е. к ДСО. При углах крена θ = 0 и θ = θ₃, где М_в = 0, ДДО должна иметь экстремальные точки, т.е. минимум и максимум, соответственно, а при угле крена θ = θ_m, где М_в(θ) принимает максимальное значение – ДДО будет иметь точку перегиба. ДДО может быть использована, в частности, при определении угла динамического крена судна θ_дин от возникновения шквалистого ветра. Однако, преимущества ДДО проявляются в большей степени при определении с ее помощью опрокидывающего момента.

Билет 19.