|
ДЕТСКАЯ НАУЧНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ Определимся без гироскопа Справочник / Детская научная лаборатория Запатентована новая система автономного определения на местности самолетов и
кораблей, гораздо более простая и точная, чем применяемые в настоящее время.
Одна из основных проблем так называемой автономной навигации - определить
вертикаль Земли, то есть направление к центру нашей планеты. Если вы находитесь
на ее тверди и никуда не двигаетесь, отыскать эту вертикаль дело плевое -
подвесил грузик, и нет проблем. А если вас мотает по океану, водяному или
воздушному? Придумали устройство, имитирующее маятник в таких условиях, и
назвали его инерционной вертикалью - ИВ. Сегодня это одна из основных
составляющих автономных навигационных систем. Это платформа с расположенными на
ней акселерометрами и гироскопами. В спокойном состоянии, на суше ее
"выставляют", то есть устанавливают, в строго горизонтальное положение и
заставляют вращаться с частотой, соответствующей месту нахождения корабля или
самолета, например, на экваторе - 15 об/м, на полюсе - 0.
Это занимает много времени, но даже и не это главный недостаток таких систем.
При движении объекта показания акселерометров (измеряющих линейные ускорения)
автоматически суммируются и подаются на сервопривод платформы, который и должен
по этим сигналам удерживать вращающуюся платформу в горизонтальном по отношению
к вертикали Земли положении.
Однако акселерометры интегрируют не только полезные сигналы, но и ошибки,
возникающие, например, от вибраций. А если платформа из-за этих ошибок
отклонится хотя бы на 1 минуту, ошибка в определении пройденного расстояния за
час хода составит 18,5 км.
Поэтому периодически приходится корректировать результаты с помощью радиосвязи,
астрономии и т.д. И это несмотря на то, что к элементам данной системы, особенно
к гироскопам, предъявляются столь высокие требования, что их не всегда можно
удовлетворить.
![]()
Отец и сын Наумовы из Ейска решили, раз так - вообще обойтись без гироскопов.
Они запатентовали способ и устройство для автономного определения на местности,
основа которого - сосуды, заполненные жидкостью, например, полукруглые в сечении
(см.рис.). Форма может быть иной, но сосуды должны иметь возможность наклонятся
на какой-то допустимый угол. Авторы доказали, что в сечениях этих сосудов 2 и 3
имеется множество попарно одинаково расположенных точек С1 и С2, высоты столбов
жидкости над которыми h1 и h2 остаются равными, а значит, равны и вертикальные
составляющие давления в них. Однако горизонтальные составляющие давлений в этих
точках при наклонах будут различны, они и станут основой формирования сигналов
И1 и И2 на сервопривод 4. Не вдаваясь в подробности, скажем, что авторы
доказали: такая система, установленная вместо обычных гироскопов (можно,
впрочем, и наряду с ними), и будет держать платформу 1 постоянно горизонтальной.
При этом начальное выставление платформы не нужно, резко упрощается вся
конструкция, она становится гораздо надежнее, никакие вибрации ей не страшны,
навигация с ее помощью значительно упрощается и уточняется.
Но и этого мало. Новую систему можно использовать как датчик юза и на наземных
транспортных средствах.
Можно добавить, что авторы изобрели и ряд других навигационных систем,
позволяющих определяться с точностью до десятков метров, независимо от времени
работы. Эти устройства патентуются.
Автор: О.Сердюков
раздел сайта Строителю, домашнему мастеру журналы Circuit Cellar (годовые архивы) книга Наладка устройств телемеханики на промышленных предприятиях. Шаин А.Д., 1980 книга Техника инфракрасных излучений. Левитин И.Б., 1959 статья Опыты с осями-невидимками справочник Сервисные меню зарубежных телевизоров. Книга №18
|