Устройство и принцип работы курсоуказателя.

Принципиаль­ное устройство двухрежимного курсоуказателя с электромагнит­ным управлением показано на рис. 1.1.

Гиромотор заключен в герметически запаянную сферу — по­плавок 1, состоящую из двух полусфер, соединенных между со­бой короткой цилиндрической шейкой. Гиросфера помещена во внешнюю следящую сферу 2, и пространство между ними запол­нено тяжелой вязкой (поддерживающей) жидкостью 3. Плот­ность поддерживающей жидкости и вес гиросферы выбраны так, что при определенной температуре жидкости гиросфера при­обретает нейтральную плавучесть. Рабочая температура поддер­живается автоматически системой терморегулирования.

Гиросфера связана со следящей сферой двумя парами торсионов, которые служат для наложения на гироскоп управляющих моментов и центрирования гиросферы относительно следящей сферы. Вертикальные торсионы 6 одним концом закреплены в корпусе следящей сферы, а другим — в кардановом кольце 9, свободно охватывающем шейку гиросферы. Горизонтальные тор­сионы 11 одним концом прикреплены к оболочке гиросферы, а другим—к карданному кольцу гироскопа. Жесткость на круче­ние пары вертикальных торсионов и жесткость пары горизонталь­ных торсионов рассчитаны определенным образом, исходя из кон­структивных параметров прибора.

Все четыре торсиона установлены в плоскости, перпендику­лярной оси собственного вращения гироскопа, и позволяют следя­щей сфере поворачиваться относительно гиросферы .вокруг гори­зонтальных или вертикальных торсионов и вместе с оболочкой ги­росферы — вокруг оси кинетического момента.

Питание на гиромотор и статоры двухкомпонентных датчиков угла 4, расположенных по оси собственного

вращения гироскопа на противоположных сторонах гиросферы 1, подается по гибким спиральным токоподводам 8, свободно навитым вокруг торсионов или через сами торсионы.

Следящая сфера 2 имеет снаружи цапфы, расположенные параллельно оси собственного вращения гироскопа, посредством которых она свободно подвешена на подшипниках в горизон­тальном внутреннем кольце 10 стабилизированного карданова подвеса.

Горизонтальное кольцо 10 подвешено по оси, параллельной оси горизонтальных торсионов, в вертикальном внешнем кольце подвеса 5, которое может поворачиваться вокруг вертикальной оси, образованной подшипниками, установленными в корпусе прибора. Прибор своим основанием крепится к палубе.

Вертикальное кольцо 5 приводится во вращение через зубча­тую передачу двигателем азимутальной стабилизации 13, уста­новленным в корпусе прибора. Это вращение передается на верти­кальные торсионы, которые накладывают на гироскоп вертикаль­ный момент. В вертикальном кольце .5 установлен двигатель горизонтальной стабилизации 12, который через зубчатую пере­дачу поворачивает горизонтальное кольцо 10 вокруг его оси под­веса, закручивая горизонтальные торсноны и накладывая таким образом на гироскоп горизонтальный момент. Стабилизация сле­дящей сферы в горизонте вокруг оси ее подвеса осуществляется смещением вниз центра тяжести сферы относительно оси подвеса.

Двухкомпонентные индукционные датчики угла, статоры ко­торых расположены на гиросфере 1, а съемные (роторные) обмот­ки закреплены на следящей сфере 2, вырабатывают напряжения, пропорциональные углам рассогласования между гиросферой и следящей сферой относительно вертикальных и горизонтальных торсионов. Датчики угла включены по дифференциальной схеме, что исключает погрешности в измерении углов рассогласования, вызываемые линейными перемещениями гиросферы относительно следящей сферы. Сигналы рассогласования от датчиков угла через усилители стабилизации 14, расположенные в самом приборе, по­ступают на соответствующие двигатели, которые обеспечивают непрерывные согласования следящей сферы 2 с гиросферой /. Та­ким образом, прибор работает в режиме свободного гироскопа.

Для превращения свободного гироскопа в гирокомпас необхо­димо наложить на гироскоп моменты вокруг горизонтальной xx и вертикальной zz осей, пропорциольные углу отклонения глав­ной оси гироскопа от плоскости горизонта.

Связь гироскопа с плоскостью горизонта осуществляется при помощи индикатора горизонта 7, представляющего собой высоко­чувствительный физический маятник с индукционным съемом сигнала, задемпфированный вязкой жидкостью.

Индикатор горизонта 7 можно установить непосредственно на гиросфере 1 или следящей сфере 2. Однако из конструктивных соображений он установлен на следящей сфере так, что реагирует только на отклонения оси подвеса yy следящей сферы от плоско­сти горизонта и вырабатывает напряжение, пропорциональное этому отклонению. Сигнал индикатора горизонта 7 суммируется в противофазе с сигналами датчиков угла, и разность этих сигналов подается через усилители на двигатели стабилизации 12 или 13.

Двигатели 12, 13 приводят во вращение следящую сферу 2 от­носительно горизонтальных и вертикальных торсионов до тех пор, пока сигнал индикатора горизонта 7, поданный в схему суммиро­вания в определенном масштабе, не сравняется с сигналом от соответствующего датчика угла. Горизонтальные и вертикальные торсионы окажутся закрученными на углы, пропорциональные уг­лу отклонения главной оси гироскопа от горизонта, что обеспечи­вается схемой суммирования сигналов. Момент, прикладываемый вследствие этого горизонтальными торсионами 11 к гироскопу, аналогичен маятниковому моменту обычных маятниковых гиро­компасов. Под действием этого момента гироскоп прецессирует в азимуте, совершая незатухающие колебания около меридиана.

Момент, прикладываемый вертикальными торсионами 6, ана­логичен демпфирующему моменту маятниковых гирокомпасов, под действием которого гироскоп прецессирует к горизонту. В резуль­тате совместного действия этих моментов гироскоп, совершая затухающие колебания, период и фактор которых зависят от вы­бранных параметров прибора, будет приходить в меридиан.

Для перехода от режима гирокомпаса в режим гпроазимута достаточно лишь отключить горизонтальный маятниковый момент, сохранив вертикальный момент, необходимый для удержания оси гироскопа в плоскости горизонта. Практически это осуществляется простым поворотом ручки переключателя режимов, установленного в приборе. Для компенсации методических ошибок, возникающих в показаниях прибора при работе в режимах гирокомпаса и гиро-азимута, в приборе имеется электромеханическое счетно-решающее устройство, которое вырабатывает необходимые сигналы, поступа­ющие на двигатели стабилизации.

Величины корректирующих моментов, прикладываемых по обе­им осям гироскопа в результате ввода сигналов в следящие систе­мы, изменяются в зависимости от скорости, курса и широты таким образом, что главная ось гироскопа удерживается в направлении на N как в режиме гирокомпаса, так и в режиме гироазимута. Показания курса, выработанного прибором, транслируются датчи­ками грубого и точного отсчета, например сельсинами, связанны­ми с двигателем азимутальной стабилизации.