第二部分 姿态仪表
1、陀螺的一般知识及陀螺仪表的动力源
2、地平仪:功用、基本原理、误差及使用
3、转弯侧滑仪:功用、基本原理、指示及使用
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(一)陀螺的一般知识
1、陀螺(gyroscope):测量物体相对惯性空间转角或角速度的装置。
种类:普通刚体转子陀螺、挠性陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、粒子陀螺、低温超导陀螺等。
刚体转子陀螺:能够绕一个支点高速旋转的物体。
一、陀螺的一般知识及陀螺仪表的动力源
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2、刚体转子陀螺
刚体转子陀螺结构: 转子、内框、外框和基座
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3、刚体转子陀螺分类
根据自转轴具有的自由度:两自由度陀螺、单自由度陀螺
根据动力:电动、气动
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4、两自由度陀螺的特性
进动性、稳定性
(1)进动性(precession)
受外力矩作用时,两自由度陀螺转动方向(指角速度矢量方向)与外力矩作用方向相互垂直的特性,称为两自由陀螺的进动性。
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进动性(precession)
进动方向
角动量矢量(或自转角速度矢量)沿最短途径转向外力矩矢量的方向。
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进动方向
或右手螺旋法则:将右手大拇指伸直,其余四指以最短路线从角动矢量方向握向外力矩矢量的方向,则大拇指的方向就是进动角速度矢量的方向
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特殊情况
框架自锁:如果θ=90°,自转轴与外框轴重合,陀螺失去一个转动自由度。
“飞转”:当θ较大,或“框架自锁”时,陀螺在外力矩的作用下可能会绕内、外框轴高速转动。应尽量避免陀螺“飞转”。
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(2)稳定性(stability of gyroscope)
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稳定性定义 两自由度陀螺能够抵抗干扰力矩,力图保持其自转轴相对惯性空间方向稳定的特性,称为陀螺的稳定性。
两种表现形式:
· 漂移--在干扰力矩作用下,陀螺产生很小进动。
(目前常用陀螺漂移率12°—1°/小时,°~°/小时。)
· ·章动--当陀螺受到冲击力矩作用时,自转轴将在原来的空间方向附近作高频微幅园锥形振荡运动。频率很高,大于几百赫;振幅很小,小于角分量级; 会很快衰减。
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