Гиростабилизатор — гироскопическое устройство, предназначенное для стабилизации отдельных объектов или приборов, а также для определения угловых отклонений объектов. По принципу действия Г. делятся на непосредственные, силовые и индикаторные.
Непосредственные Г. — устройства, в которых непосредственно используются стабилизирующие свойства трёхстепенного Гироскопа. Применяются в качестве успокоителей бортовой качки корабля, стабилизаторов вагона однорельсовой ж. д. и др. (вес и габариты подобных Г. весьма существенны), а также для стабилизации чувствительных элементов систем управления. Например, Г. (рис. 1), состоящий из гирокамеры 1 с ротором, установленной в наружном кардановом кольце (раме) 2, осуществляет непосредственную стабилизацию антенны 3 и координатора 4. Координатор вырабатывает сигналы, пропорциональные углам отклонения оси антенны от заданного направления ОА. Эти сигналы через усилители-преобразователи 5 и 6 — поступают на датчики моментов 7 и 8 системы коррекции, осуществляющей автоматическое слежение оси антенны за указанным направлением. Подобные Г. называют гироскопическими следящими системами.
Силовые Г. (гирорамы) — электромеханические устройства, содержащие, кроме гироскопов, специальные двигатели для преодоления воздействия на стабилизируемый объект внешних возмущающих моментов. Применяются на кораблях, летательных аппаратах и др. объектах для стабилизации отдельных приборов и устройств. Кроме того, по принципу силовой гироскопической стабилизации работают некоторые типы гироскопов направления, гировертикалей и комбинированных устройств, называемых гироазимутгоризонтами. Силовые Г. в зависимости от числа гироскопов в раме могут быть одно- и двухгироскопными, а по числу осей стабилизации — одно-, двух- и трёхосными.
У одноосного силового Г. с одним гироскопом (рис. 2) основным элементами являются гирокамера 1 с ротором. рама 2, играющая роль наружного карданова кольца и жестко связанная со стабилизируемым объектом. датчик угла 3, установленный на оси прецессии Ox. усилитель 4. стабилизирующий двигатель 5, предназначенный для приложения относительно оси стабилизации O&eta. моментов, компенсирующих действующие на раму внешние возмущающие моменты. маятник-корректор 6 и датчик моментов 7, являющиеся элементами системы коррекции Г. При действии внешнего возмущающего момента М, стремящегося повернуть раму вокруг оси O&eta., гирокамера 1 по свойствам гироскопа начнёт прецессировать вокруг оси Ox. при этом возникает гироскопический момент Мг, противодействующий моменту М. В дальнейшем при повороте гирокамеры вокруг оси Ox на некоторый угол
&beta. датчик угла 3 через усилитель 4 включит стабилизирующий двигатель 5, прикладывающий относительно оси O&eta. момент стабилизации Мс, противоположный моменту М. В результате гирокамера начнёт прецессировать в обратном направлении и остановится (при постоянной величине М) в положении, для которого Мс + М = 0. Т. о., в силовом Г. гироскоп осуществляет стабилизацию лишь в первый момент. в дальнейшем её обеспечивает стабилизирующий двигатель, что позволяет стабилизировать значительные массы при сравнительно небольшом весе и габаритах самого гироскопа. На практике применяют также двухгироскопные Г., обладающие рядом преимуществ по сравнению с одногироскопными.
Сочетание двух одноосных Г. даёт двухосный Г., стабилизирующий платформу относительно плоскости горизонта. этот Г. может быть также использован в качестве гировертикали силового типа. Сочетание трёх одноосных Г. даёт трёхосный силовой гиростабилизатор (гироазимутгоризонт) — устройство, состоящее из гироскопа направления (гироазимута) и гировертикали (гирогоризонта). Он служит для измерения трёх углов, определяющих положение объекта, и применяется на кораблях и самолётах. Трёхосный Г. используется также для пространственной стабилизации некоторой платформы (гиростабилизированная платформа). Подобные Г. применяют в инерциальных навигационных системах.
Индикаторные Г. — системы автоматического регулирования, в которых гироскопические устройства, установленные на стабилизируемом объекте (например, платформе), являются чувствительными или задающими элементами, определяющими положение объекта и управляющими следящими системами. стабилизация же объекта (платформы) осуществляется с помощью следящих систем. В качестве чувствительных элементов, реагирующих на угловые скорости или углы отклонения платформы, применяют двухстепенные (например, поплавковые интегрирующие) гироскопы и гиротахометры или трёхстепенные астатические гироскопы. Индикаторные Г. используют в инерциальных навигационных системах, устанавливаемых на кораблях и летательных аппаратах.
А. Ю. Ишлинский, С. С. Ривкин.
Рис. 1. Принципиальная схема гироскопической следящей системы: 1 — гирокамера с ротором. 2 — наружное карданово кольцо (рама). 3 — антенна. 4 — координатор. 5, 6 — усилители-преобразователи. 7, 8 — датчики моментов.
Рис. 2. Принципиальная схема одноосного силового гиростабилизатора с одним гироскопом: 1 — гирокамера с ротором. 2 — рама. 3 — датчик угла. 4 — усилитель. 5 — стабилизирующий двигатель. 6 — маятник-корректор. 7 — датчик моментов. O&xi.&eta.
&zeta. — оси системы отсчёта. Охуz — оси, связанные с гирокамерой. Ox — ось прецессии. O&eta. — ось стабилизации. &alpha. — погрешность стабилизации. &beta. — угол прецессии.
Источник: Большая Советская Энциклопедия (БСЭ) 1926-1990г.