Измерители угловой скорости

Общие сведения

Определение направления и величины угловой скорости враще­ния самолета относительно его осей необходимо для целей пило­тирования.

В измерителях угловых скоростей применяются в качестве чув­ствительных элементов скоростные гироскопы.

Скоростной гироскоп (рис. 187) имеет только две степени сво­боды (относительно корпуса прибора). Причем свобода вращения рамки относительно ее оси ограничивается пружиной ГІР.

Пусть, например, самолет совершает разворот относительно оси У с угловой скоростью «с (без крена). Тогда к оси X рамы гиро­скопа через подшипники будет приложена пара сил Fon, создаю­щая момент ЛГВ„ внешних сил относительно оси У. Под действием момента Л1вн будет прецессировать ось ротора Z с угловой скоро­стью

Лівії

т* = ~ТГ"

Момент М„„ будет уравновешен гироскопическим моментом Л1Гу, когда рама гироскопа отклонится от нейтрального положе­ния на некоторый угол ос. За счет этого пружина деформируется и создает момент Мпр относительно оси х:

МПР — АГпр-а.

Момент Мпр вызовет угловую скорость 10у прецессии гироско­па относительно оси У в сторону разворота самолета:

(2.30)

Момент МПр пружины уравновешивается гироскопическим мо­ментом Мгх.

В результате появления угловой скорости (Оу прецессии гиро­скопа уменьшается момент Мв„, а угол а будет увеличиваться до тех пор, пока не выполнится равенство

Шу = 0)с.

Тогда давление подшипников на оси рамы исчезнет и прекра­тится дальнейшее нарастание угла а. В этом случае

Уоп = 0; Мвн = 0; ш* = 0.

Из (2.29) и (2.30) угол а будет равен:

а = jT— • Шу = М— • шс, (2.31)

Щф Л пр

т. е. угол поворота оси рамы гироскопа относительно оси х пропор­ционален угловой скорости Шс разворота самолета.

В общем случае этот угол равен:

//сое cos 7
Лпр — //-coc-sin-r

і де у — угол крена.

Из формулы (2.32) видно, что при одной и тон же угловой ско­рости, но различных углах крена будут разные углы а отклоне­ния оси рамы гироскопа. Для уменьшения этой погрешности на летательном аппарате гироскоп устанавливают так, чтобы знаки углов а и у были противоположны.

Демпфер Д (рнс. 188) — пневматический. Он служит для га­шения колебаний стрелки указателя поворота. Если на оси рамы гироскопа закрепить стрелку, то можно получить прибор, указыва­ющий угловую скорость разворота, т. е. указатель поворота. Если же вместо стрелки закрепить щетку потенциометра, то получим потенциометрический преобразователь угловой скорости. Послед­ний выдает сигналы в различные автоматические системы управ­ления.

В связи с зависимостью угла а отклонения оси рамы гироско­па от угла у крена указатели поворота часто не имеют градуиро­ванной шкалы и используются только как индикаторы наличия и знака угловой скорости разворота.

При правильном вираже

где V — скорость полета; g — ускорение силы тяжести.

Отсюда, при l/=const, угол у крена и угловая скорость пропор­циональны. Поэтому для определенной скорости V шкала указате­ля может градуироваться в значениях углов крена. Например, для указателя ЭУП-53 эта скорость V=500 км/ч.