Гироскопы и их применение на морском флоте и гражданке

Этот прибор получил название гирогоризонта или гировертикали. Он впервые был создан в 1888 году в России и получил названиегировертикали Лурье. Представляет собой «тяжелый» гироскоп, т.е. гироскоп с тремя степенями свободы, центр тяжести которого смещен относительно точки подвеса по главной оси. Но разработанная гировертикаль была несовершенной, т.к. на нее оказывали большое влияние силы инерции, которые возникали при маневрировании судна и на качке [1, 4].В 1940 году академиком А.Ю. Ишлинскимбыли проведены исследования в теории построения и работы гирогоризонтов.Он обосновал принципы работы гирогоризонтов с косвенной коррекцией и разработал теориюгировертикали на шаровых вертикальных гироскопах.Гирогоризонтыпредназначены для выработки и трансляции в приборы и системы судна углов бортовой и килевой качки для стабилизации этих устройств в плоскости истинного горизонта.Под гирокомпасом понимается гироскопический прибор, который позволяет определять направление истинного меридиана, выработки и трансляции курса судна. Главная ось чувствительного элемента гирокомпаса указывает направление гироскопического или истинного меридиана и, будучи выведенной из этого направления, вновь возвращается в него под действием направляющего момента.На русском флоте гирокомпасы впервые были установлены в 1915-1916 годах на новых линейных кораблях и крейсерах. Сегодня нет ни одного корабля или судна, в состав штурманского вооружения которого не входил бы гирокомпас [2].Под гироазимутомпонимается гироскопический прибор, который применяется для хранения заданного ему азимутального направления.Это направление может быть любым. В навигации необходимо знать направления относительно плоскости меридиана.Гироазимут не обладает направляющим моментом, в связи с этиму гироскопагироазимута нет устойчивого равновесного положения относительно горизонтной системы координат в азимуте, это означает, что он не может сам ориентироваться относительно плоскости меридиана. Это является недостаткомгироазимута. К его достоинствамотносится то, что на него практически не действуют силы инерции, которые возникают при маневре судна. Это объясняется тем, что в нем применяется уравновешенный (астатический) гироскоп с тремя степенями свободы.Это качество и способность длительное время удерживать заданное азимутальное направление определило использование гироазимутов в качестве курса указателей практически на всех суда [2].В системах управления огнем корабельной артиллерии применяются гироскопы, которые обеспечивают стабильную систему отсчета или измеряют угловые скорости. Они используются при стабилизации стволов танковых орудий и в орудийных прицелах зенитной артиллерии.В настоящее время без гироскопов невозможно осуществлять автоматическое управление торпедами[2]. Самолеты и вертолеты оснащаются гироскопическими приборами,обеспечивающими получение информации для систем навигации и стабилизации. Это гировертикаль, авиагоризонт, гироскопический указатель крена и поворота. Гироскопы могут применяться в качестве указывающих приборов, так и датчикоd автопилота. На многих самолетах применяются гиростабилизированные магнитные компасы, навигационные визиры, фотоаппараты с гироскопом и гиросекстанты. В военнойавиации гироскопы нашли применение в прицелахвоздушной стрельбы и бомбометания. В армии кромевоенно-морскихсил и военно-воздушных гироскопы используются в артиллериии ракетных войсках[3].Сегодня гироскопы нашли применение для определения азимутаориентируемого направления, т.е. они широко применяются при выполнении маркшейдерских, топографических,геодезических,горных работ, для ориентированияшахт,тоннелей и топографической привязки. В этих областяхосновным видом гироскопа являетсягиротеодолит, в котором при разработке использован принцип компаса Фуко.Гиротеодолитыимеют высокую точность, погрешность при выполнении измерений составляет от единицугловых минут до нескольких единиц угловых секунд[2]. Кроме перечисленного выше гироскопы находят применение в разведке полезных ископаемых, предсказании землетрясений и для сверхточного измерения положений железнодорожных путей и нефтепроводов, в медицинской технике и многом другом,ЗаключениеВ процессе работы было установлено, что в широком смысле гироскоп - это устройство, содержащее вращающийся или колеблющийся элемент и позволяющее обнаруживать и измерять в инерциальном пространстве вращение того основания, на котором оно установлено.Отметим, что в настоящее время гироскопы нашли применение во многих областях. Это и морской флот, авиация, космонавтика, медицина, разведка полезных ископаемых, строительство, предсказание землетрясений.При этом современное гироскопическое оборудование имеют высокую точность измерений и удобство в использовании.Современные гироскопы стали во многораз компактнее и легче. Сегодня разработано несколько десятков приборов, с помощьюкоторых можно решать самые разнообразные задачи в самых сложных условиях их применения.Список использованной литературыИванов А.А., Ивановский Н.В, Козаченко Л.Н. Технические средства судовождения: учебное пособие для специальности 26.05.05 Судовождение / А.А. Иванов, Н.В. Ивановский, Л.Н. Козаченко. - Керчь : ФГБУОВО «КГМТУ», 2020. - 447 с.Карасев В.В., Вовченко Н.В. Эволюция гироскопа [Электронный ресурс]. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/evolyutsiya-giroskopaПешехонов В.Г. Перспективы развития гироскопии // Гироскопия и навигация. Том 28. №2 (109), 2020. – С. 3-10.Серегин В.В. Прикладная теория и принципы построения гироскопических систем : учебное пособие. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2007. – 78 с.Чапчай П.А. Технические средства судовождения : учебное пособие / П.А. Чапчай. – Одесса : НУ «ОМА», 2019. – 298 с.Юльметова О.С., Щербак А.Г., Челпанов И.Б. / Под ред. Валетова В.А. Специальные технологии изготовления прецизионных узлов и элементов гироскопических приборов : учебное пособие – СПб : Университет ИТМО, 2017. – 131 с.