Свойства гироскопа с 2-мя степенями свободы
В гироскопе с 2-мя степенями свободы внешняя рама закреплена или отсутствует ( рис. 26 ).
Рис. 26 Кинематическая схема двухстепенного гироскопа
Двухстепенной гироскоп имеет одно важное свойство: он реагирует на угловую скорость вращения основания гироскопа вокруг оси чувствительности.
При вращении основания гироскопа с угловой скоростью ω под действием гироскопического момента гироскоп начинает вращаться вместе с внутренней рамой с ускорением, чтобы совместить по кратчайшему расстоянию вектор угловой скорости вращения гиромотора Ω с вектором угловой скорости вращающегося основания.
2.2 Электрический указатель поворота (эуп-53)
Электрический указатель поворота предназначен:
Для измерения направления и скорости разворота самолета относительно вертикальной оси.
Для определения направления скольжения.
Для измерения приблизительных углов крена γ при координированных разворотах самолета.
Принцип действия прибора основан на использовании свойств гироскопа с 2-мя степенями свободы (см. рис. 27 ).
Внутренняя рама гироскопа удерживается двумя пружинами 7, При развороте самолета под действием гироскопического момента, рама разворачивается, преодолевая действия пружины до тех пор, пока момент пружины и гироскопический момент не сравняются: Мг = Мпр.
Внутренняя рама, разворачиваясь, поворачивает стрелку.
Рис. 27 Кинематическая схема электрического указателя поворота ЭУП-53
Для измерения скольжения самолета используют указатель скольжения, который представляет собой стеклянную трубку, заполненную жидкостью (толуол). Внутри имеется черный стеклянный шарик, который свободно движется внутри трубки под действием двух сил: тяжести и центробежной.
Если во время разворота самолета с угловой скоростью ωy сила тяжести и центробежная сила будут равны, то даже при крене самолета шарик будет в центре, и скольжения самолета не будет. Это означает, что разворот самолета координированный.
Рис. 28 Действие сил на шарик при координированном развороте
В условиях координированного разворота угол крена γ, угловая скорость разворота самолета ωy и скорость V взаимосвязаны:
То есть при фиксированной скорости самолета указатель на лицевой части прибора в условиях координированного разворота, измеряя с помощью двухстепенного гироскопа угловую скорость разворота самолетаωy, может измерять угол крена самолета γ.
Таким образом, электрический указатель поворотов используется как основной пилотажный прибор для пилотирования самолета, а также в качестве резервного для измерения угла крена при отказе основных авиагоризонтов.
Рис. 29 Лицевая часть ДА-30 и ЭУП
В комбинированном приборе ДА-30 установлено одновременно два прибора: электрический указатель поворотов и вариометр (см. рис. 29).
2.3 Датчик угловых скоростей
Датчик угловых скоростей предназначен для измерения угловых скоростей разворота самолета относительно самолетный осей X, Y, Z:
Сигналы, пропорциональные угловым скоростям подаются в автопилот для демпфирования колебаний самолета по всем трем осям и повышения устойчивости и управляемости самолета.
Принцип действия основан на использовании трех гироскопов с двумя степенями свободы, которые реагируют на угловые скорости разворота самолета. Оси чувствительности гироскопов расположены вдоль самолетных осей.
Каждый гироскоп вместе с внутренней рамой разворачивается на угол, пропорциональный угловой скорости вращения самолета относительно соответствующей оси. Этот разворот преобразуется с помощью индукционного датчика в напряжение.
Двухстепенной гироскоп также используется в выключателях коррекции (ВК-53, ВК-90), измеряя угловую скорость разворота самолета относительно вертикальной оси.