Бесплатная техническая библиотека

Определимся без гироскопа. Детская научная лаборатория

Справочник / Детская научная лаборатория

 Комментарии к статье

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

 Рекомендуем интересные статьи раздела Детская научная лаборатория:

▪ Как услышать Солнце

▪ Кумулятивный эффект

▪ Сделай батарейку

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Осмотическая электростанция 880 МВтч 27.09.2025 В поисках новых источников чистой энергии человечество все чаще обращается к естественным физическим процессам. Одним из них является осмос - движение молекул воды через полупроницаемую мембрану. На его основе в японском городе Фукуока запустили электростанцию, которая одновременно опресняет морскую воду и вырабатывает электричество. Принцип работы подобных станций строится на разнице концентраций. Когда соленая и пресная вода разделены мембраной, молекулы воды переходят из менее концентрированного раствора в более концентрированный, стремясь уравнять состав. В установке во Фукуоке пресная вода или очищенные сточные воды располагаются по одну сторону мембраны, а морская - по другую. По мере увеличения давления на соленой стороне часть жидкости проходит через турбину, соединенную с генератором, что и позволяет получать энергию. Главное преимущество такого метода заключается в том, что процесс не требует сжигания ископаемого топлива и не производит вредных выбросов в атмосферу. Более того, в отличие от солнечных батарей или ветряков, он не зависит от погоды, а значит, может обеспечивать стабильное электроснабжение. История технологии началась еще в Норвегии, где компания Statkraft построила первый прототип мощностью всего 4 киловатта. Он доказал принципиальную возможность генерации энергии при помощи осмоса, но из-за дороговизны технология тогда не нашла коммерческого применения. Ситуация изменилась в последние годы. В 2023 году в Дании была открыта первая в мире действующая осмотическая электростанция. Японский проект во Фукуоке стал вторым объектом такого рода, но значительно превосходит предшественника по производительности. Станция способна вырабатывать 880 мегаватт-часов в год, что эквивалентно энергопотреблению примерно 220 домохозяйств и собственным нуждам опреснительной установки. Особенность японской станции в том, что она использует концентрированный рассол, который обычно сбрасывался бы в реки, повышая их соленость выше нормы. Более резкий градиент концентраций повышает эффективность и позволяет внедрять технологию в реальных промышленных системах, а не только в лабораторных условиях. Тем не менее трудности остаются. Наибольшие проблемы связаны с потерями энергии при перекачке воды и засорением мембран, что снижает КПД и требует регулярной замены дорогостоящих элементов. По словам профессора Мельбурнского университета Сандры Кентиш, несмотря на потери на трение и перекачку, потенциал осмотической энергетики остается огромным. Ученые отмечают, что дальнейшее развитие мембранных и насосных технологий позволит повысить эффективность таких систем. Если стоимость материалов продолжит снижаться, осмотическая энергия в перспективе может стать сопоставимой с гидроэнергетикой и занять заметное место среди возобновляемых источников. Таким образом, проект во Фукуоке показывает, что даже традиционный процесс опреснения способен стать частью глобальной энергетической трансформации.

Другие интересные новости:

▪ Образ жизни влияет на будущее потомства

▪ Превращение света в материю

▪ Пластмассовый мост

▪ Умная рубашка Xenoma e-skin

▪ Прикладные процессоры с модулем высокоскоростной беспроводной локальной сети и флэш-памятью NAND

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Студенту на заметку. Подборка статей

▪ статья Слова и иллюзии гибнут, факты остаются. Крылатое выражение

▪ статья Как долго и почему европейцы опасались употреблять помидоры в пищу? Подробный ответ

▪ статья Подсобный рабочий. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме KA2206. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Платок из голубого становится белым и обратно. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026