Гирокомпас с косвенным управлением «Вега»

Рис. 1.2.7 Схема

На быстроходных судах и в авиации, где гирокомпас с пониженным центром тяжести чувствительного элемента имел бы недопустимо большие скоростные погрешности, применяются гирокомпасы с косвенным управлением. Принцип его работы заключается в следующем: уравновешенный гироскоп 3 (рис. 1.2.7) устанавливается в кардановом подвесе, состоящем из внутреннего вертикального кольца 1, внешнего вертикального кольца 2 и наружного вертикального полукольца 4. Карданов подвес обеспечивает гироскопу три степени свободы. Гироскоп вращается вокруг горизонтальной оси ОХ во внутреннем кардановом кольце. Внутреннее и внешнее кардановы кольца вместе с гироскопом, датчиком вертикального момента ДМ_z, датчиком угла ДУ, ротором датчика горизонтального момента ДМ_y и индикатором горизонта ИГ имеют возможность поворачиваться вокруг горизонтальной оси ОУ. Наружное полукольцо 4 может поворачиваться на любой угол относительно вертикальной оси OZ.

Если в момент включения гирокомпаса главная ось находилась в восточной половине плоскости горизонта, то под действием суточного вращения Земли она начнет видимым образом подниматься над плоскостью горизонта. Это будет замечено индикатором горизонта, который выработает сигнал, пропорциональный углу наклона главной оси. Этот сигнал усиливается усилителем У1 и подается на датчики вертикального и горизонтального моментов. Датчик горизонтального момента ДМ_y вызовет прецессию главной оси к западу, т.е. к плоскости меридиана, а датчик вертикального момента ДМ_z вызовет прецессию главной оси вниз, к плоскости горизонта. Через несколько полупериодов колебаний главная ось придет в точку динамического равновесия, которая с помощью корректирующего устройства КУ, вырабатывающего корректирующее напряжение u_k, подаваемое на датчики вертикального и горизонтального моментов, может быть совмещена как с плоскостью меридиана, так и с плоскостью горизонта. Из сказанного вытекает, что датчик горизонтального момента с помощью индикатора горизонта выполняет ту же функцию, что и пониженный центр тяжести гиросферы, а датчик вертикального момента с помощью того же индикатора горизонта приводит к погашению колебаний, т.е. выполняет ту же функцию, что и гидравлический успокоитель гиросферы.

Датчик угла поворота внутреннего кольца карданова подвеса ДУ, усилитель У2 и исполнительный двигатель ИД образуют следящую систему, заставляющую наружное полу-кольцо 4 «следить» за поворотом внутреннего кольца 1 и поворачивать, кроме того, датчик курса ДК, подающий данные компасного курса к репитерам гирокомпаса и в корректирующее устройство КУ. Если в корректирующее устройство еще подать дополнительно информацию о широте плавания φ и скорости движения судна V, то корректирующее устройство способно выработать такие корректирующие напряжения, что гирокомпас станет невосприимчивым к скорости движения объекта (судна, самолета), (т. е. не будет иметь скоростной девиации.

Отечественная промышленность выпускает судовой гирокомпас с косвенным управлением «Вега», который может работать в режиме корректируемого гирокомпаса и в режиме гироазимута.

В режиме гироазимута разрывается электрическая цепь от индикатора горизонта к датчику горизонтального момента. Датчик вертикального момента с помощью индикатора горизонта будет удерживать главную ось в плоскости горизонта, а чтобы главная ось прецессировала вместе с меридианом (хотя она может быть отклонена на любой угол от меридиана), т. е. сохраняла неизменным свое направление в азимуте, на датчик горизонтального момента подается корректирующее напряжение, пропорциональное вертикальной составляющей угловой скорости суточного вращения Земли с учетом движения судна. Гироазимуткомпас «Вега» имеет следующие эксплуатационно-технические характеристики: точность показания ±0,8° в широтах до 70° и ±1,5° в диапазоне широт от 70 до 80°. При маневрировании в широтах до 70° точность показаний может снизиться до ±2,0°, а в широтах от 70 до 80° — до ±2,5°.

В условиях качки погрешность гирокомпаса не превышает ±1,5° в широтах до 70° и ±2,0° в широтах от 70 до 80°.

Гирокомпас не имеет девиации затухания и скоростной девиации при скорости хода до 70 уз.

Существенное уменьшение инерционных девиаций корректируемого гирокомпаса достигнуто увеличением периода собственных незатухающих колебаний чувствительного элемента до 150 мин и использованием индикатора горизонта с нелинейной характеристикой.

Точность показаний прибора в режиме гироазимута при скорости судна до 70 уз характеризуется дрейфом ±1,0 град/ч в широтах до 70° и ±1,5 град/ч в широтах от 70 до 80°.

Рабочая температура поддерживающей жидкости гироазимуткомпаса «Вега» составляет 73°С, поэтому гирокомпас не нуждается в принудительном охлаждении. Питается от судовой сети трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 или 380 В через агрегат питания АМГ-202. Чувствительный элемент гирокомпаса питается переменным трехфазным током частотой 500 Гц напряжением 40 В.

Гироазимуткомпас имеет устройство ускоренного приведения в меридиан. Время приведения в меридиан в этом случае 60 мин.

В состав комплекта гироазимуткомпаса «Вега» входят следующие приборы.

Прибор ВГ-1А — основной прибор. В нем размещены трехстепенный поплавковый чувствительный элемент с жидкостно-торсионным подвесом, двухканальная. следящая система, двухканальная система косвенного управления, система терморегулирования.