Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
Возбуждение разряда в активной среде. Наибольшее распространение за рубежом получили конструкции ЛГ с разрядом на постоянном токе, однако они требуют высоких напряжений, дифференциальных схем включения источников разряда и использования вводимых в полость резонатора металлических анодов и катода. Серьезные проблемы возникают из-за воздействия разряда на диэлектрические покрытия зеркал. От этих недостатков свободны ЛГ, в которых используется высокочастотный разряд. Такие решения оправдали себя в отечественных призменных конструкциях благодаря следующим достоинствам:
• отсутствие сдвига нуля из-за направленного движения активной среды (эффект Лэнгмюра);
• увеличение срока службы благодаря отсутствию металлических электродов в каналах резонатора ЛГ;
200
• уменьшение числа контактов металл-стеклокерамика;
• малые шумы разряда, отсутствие страт;
• низкое напряжение питания (15 — 24 В);
• малые масса и габариты источника накачки (высокочас тотного генератора).
Системы регулировки периметра резонатора ЛГ. Наиболее просто задача регулировки периметра решается в зеркальных конструкциях, где одно или два зеркала устанавливаются на пье-зокерамику и под воздействием управляющего напряжения варьируется периметр L. В призменных конструкциях ЛГ применение пьезокерамики затруднительно, и здесь используется одно из пассивных плеч резонатора, заполненное газообразной средой. Управляющее воздействие меняет коэффициент преломления газа, например, путем нагревания его, что приводит к изменению коэффициента преломления в одном из каналов и, как следствие, вызывает изменение оптической длины резонатора.
В области конструктивных разработок новых оптико-физических схем ЛГ привлекают внимание твердотельные активные среды с полупроводниковой лазерной накачкой, которые в перспективе могут привести к оптическим гироскопам с активированным стекловолокном, синхронизацией продольных типов колебаний и возможностью исключения связи встречных волн за счет их пространственно-временного разделения.
Рассматривается возможность построения монолитной одно-призменной конструкции ЛГ с акустооптическим модулятором и невзаимным элементом Фарадея,
3.1.3. Динамически настраиваемые и волоконно-оптические гироскопы. Динамически настраиваемые гироскопы (ДНГ) обладают наибольшей преемственностью по отношению к классическим механическим піроскопам. Под термином ДНГ в общем случае понимается прибор, содержащий одно тело или систему тел, вращающихся от приводного двигателя с заданной достаточно большой скоростью относительно основания, имеющих степени свободы углового перемещения в плоскости, псрепендикУ" лярной оси принудительного вращения. При наличии абсолютной угловой скорости основания вокруг произвольной оси, перпендикулярной оси принудительного вращения, возникают вынужденные колебания элементов ДНГ относительно осей поДВе" са. На рис.3.10 показаны кинематические схемы ДНГ, в которые используется вращающийся карданов подвес ротора, называемы** также шарниром Гука или универсальным шарниром [58].
201
Рис.З.іО. Кинематические схемы ДНГ 1 - ротор піроскопа; 2 - вал; 3. 7 - кольца.(рамки); 4. 5, 8, 13 - упругие подвесы; 6 - привил; 9. H — преобразователи угла; 10. 12 — преобразователи момента
В ДНГ за счет вращения подвеса постоянная угловая скорость основания преобразуется в амплитудно-модулированный гироскопический момент. Если частота изменения момента совпадает с собственной частотой механической системы, преобразующей этот момент в угловые отклонения ее элементов, то в приборе, во-первых, имеет место резонанс, что позволяет на несколько порядков повысить его чувств и тел ьность. Во-вторых, величина кинетического момента уже не имеет определяющего значения и возможно достижение высокой чувствительности при одновременной миниатюризации прибора.
Подвес в ДНГ реализуется с помощью упругих связей- Это Исключает такой важный источник погрешностей, присущий піроскопам, построенным по классической схеме, как сухое трение в шарикоподшипниковых опорах. При таком подвесе позиционные моменты, стремящиеся принести ротор в положение Равновесия, определяются не только статической жесткостью, т- е. жесткостью упругого подвеса, но и диналшчеекой или, так
202
называемо», центробежно-маятниковой жесткостью. Параметры прибора обычно выбирают таким образом, чтобы при резонансном режиме работы статическая жесткость была много меньше динамической. Изменение характеристик упругой системы влияет лишь на статическую жесткость и незначительно сказывается на полной жесткости системы, а значит, и на точность ее настройки в резонанс. Изменение же скорости вращения приводного двигателя, приводящего к изменению частоты действующего на упругую систему гироскопического момента, вызывает соответствующее изменение динамической, а значит и полной жесткости системы. Очевидно, что расстройка от резонанса в этом случае оказывается значительно меньше, чем в аналогичных условиях у других схем вибрационных гироскопов.
Описанные прей лгущее тв а обусловил if в течение последних 25 лет успешное развитие и внедрение ДНГ в качестве серийного прибора среднего класса точности для объектов различного назначения. Теория ДНГ, созданная, в основном, трудами советских и американских исследователей, на сегодняшний день представляется достаточно полной и позволяет получить адекватное математическое описание конструируемых приборов. Библиография по этому вопросу содержит сотни наименований и в настоящей книге не приводится.
