Поиск по сайту  


Сто великих изобретений :



Толкование АВТОПИЛОТ


Автопилот представляет собой совокупность нескольких устройств, совместная работа которых дает возможность автоматически, без участия человека, управлять движением самолета или ракеты. Создание автопилота составило важную эпоху в истории авиации, так как сделало воздушные полеты гораздо более безопасными. Что же касается ракетной техники, где все полеты осуществляются в беспилотном режиме, то без надежных автоматических систем управления эта техника вообще не могла бы развиваться Главная идея автоматического пилота-, рования заключается в том, что автопилот строго поддерживает правильную ориентацию перемещающегося в пространстве аппарата. Благодаря этому аппарат, во-первых, удерживается в воздухе и не падает, а во-вторых, не сбивается с заданного курса, поскольку от правильной ориентации прежде всего и зависит траектория его полета. В свою очередь, ориентация аппарата в пространстве определяется тремя углами. Во-первых, это угол тангажа, то есть угол между продольной осью аппарата и плоскостью земли (или, как говорят, плоскостью горизонта). Отслеживание этого угла позволяет самолету сохранять продольную ус 435 тойчивость - не <клевать носом>, а ракете, совершающей полет по баллистической траектории, - точнее поразить цель. Во-вторых, это угол рысканья, то есть угол между продольной осью аппарата и плоскостью полета (так мы назовем плоскость, перпендикулярную плоскости горизонта и проходящую через точку старта и точку цели). Угол рысканья указывает на отклонение аппарата от заданного курса. И, в-третьих, это углом крена, то есть угол, который возникает при повороте корпуса аппарата вокруг его продольной оси Своевременное исправление крена позволяет самолету сохранять поперечную устойчивость и гасит беспорядочное вращение ракеты. Автоматическое управление аппаратом было бы невозможно, если бы не существовало надежного и простого способа определения этих углов. К счастью, такой способ есть, и он основан на свойстве быстро вращающегося гироскопа сохранять неизменным в пространстве положение своей оси А ОУ Рис 88-1 ВолчокОА - его ось, Р - сила тяжести Простейшим гироскопом является детский волчок, быстро вращающийся вокруг своей оси. Попробуйте повалить его щелчком, и вы увидите, что это невозможно - волчок лишь отскочит в сторону и будет продолжать вращение. Однако ось ОА волчка не имеет постоянной ориентации, поскольку ее конец А не закреплен. Гироскопы, применяемые в технике, имеют намного более сложное устройство: ротор (собственно волчок) закрепляется здесь в рамках (кольцах) 1 и 2 так называемого карданова подвеса, что дает возможность оси АВ занять любое положение в пространстве. Такой гироскоп может совершать три независимых поворота вокруг осей АВ, DE и GK, пересекающихся в центре подвеса О, который остается неподвижным относительно основания. Главное свойство быстро вращающегося гироскопа, как уже было сказано, состоит в том, что его ось стремится устойчиво сохранять в мировом пространстве приданное ей первоначальное направление. Например, если эта ось была изначально направлена на какую-то звезду, то при любых перемещениях самого прибора и случайных толчках она будет продолжать указывать на эту звезду даже тогда, когда ее ориентация относительно земных осей изменится. Впервые это свойство использовал в 1852 году французский физик Фуко для экспериментального доказательства вращения Зем Рис. 88-2 Гироскоп в кардановом подвесе. Ротор С, кроме вращения вокруг оси АВ, может вместе с рамкой 1 поворачиваться вокруг оси DE и вместе с рамкой 2 - вокруг оси СК, следовательно, ось ротора может занимать любое положение в пространстве О центр подвеса, совпадающий с центром тяжести гироскопа 436 ли вокруг ее оси. Отсюда и само название <гироскоп>, что в переводе с греческого означает <наблюдать вращение>. Второе важное свойство гироскопа обнаруживается, когда на его ось (или рамку) начинает действовать какая-то внешняя сила, стремящаяся повернуть ее относительно центра подвеса. Например, если сила Р будет действовать на конец оси АВ, то гироскоп, вместо того чтобы отклониться в сторону действия силы (как это было бы в том случае, если бы ротор не вращался), будет наклоняться в направлении, строго перпендикулярном действию силы, то есть (в нашем случае) начнет вращаться вокруг оси DE, причем с постоянной скоростью. Это вращение Рис. 88-3. Действие силы Р на гироскоп с вращающимся ротором; ось АВ при этом движется перпендикулярно направлению Р называется прецессией гироскопа, и оно будет тем медленнее, чем быстрее вращается вокруг оси АВ сам гироскоп. Если в какой-то момент действие внешней силы1рекращается, то одновременно прекращается и прецессия, и ось АВ мгновенно останавливается. Прецессию можно наблюдать и у такого простого гироскопа, каким является детский волчок, у которого роль центра подвеса играет точка опоры. Если волчок раскрутить таким образом, что ось его будет не перпендикулярна полу, а наклонена к нему под каким-то углом, то можно увидеть, что ось такого волчка отклоняется не в сторону действия силы тяжести (то есть вниз), а в перпендикулярном направлении, то есть ось начинает вращаться вокруг перпендикуляра к полу, опущенного в точку опоры. На этих двух свойствах гироскопа основано несколько приборов, использующихся в автопилоте. В 70-е годах XIX века гироскопы начали применять в военном деле в автоматах курса морских торпед. В момент пуска торпеды ротор установленного на ней гироскопа раскручивался до скорости в несколько тысяч оборотов в минуту. После этого его ось была все время направлена на цель. К оси гироскопа прикреплялся эксцентрик - диск, центр которого был сдвинут от оси вертикального кольца автомата. Эксцентрик упирался в шток золотника: когда торпеда шла точно на цель, поршеньки золотника закрывали отверстия трубопроводов 1 и 2, и поршень рулевой Рис 88-4 Прецессия машины оставался неподвижным. Если же торпеда по каволчка под действи- кой-то причине отклонялась от курса, то эксцентрик, свяем силы тяжести занный с гироскопом, оставался неподвижен, а шток зо 437 Сжоть?й воздух Золотничон На правление движения Ось вертикального1 2 мопьцо гиросмопо Рис. 88-5, Автомат курса торпеды лотника под действием пружины соскальзывал влево или вправо и открывал отверстие, через которое сжатый воздух по трубопроводу 1 или 2 поступал в рулевую машину. Под действием сжатого воздуха поршень рулевой машины приходил в движение и перекладывал руль, так что торпеда возвращалась на правильный курс. Затем гироскопы нашли широкое применение в авиации. В главе, посвященной аэроплану, уже говорилось о том, какой важной проблемой для первых авиаторов было сохранение в полете правильной ориентации самолетов. Рис. 88-6. <Горизонт> Многие конструкторы думали тогда над созданием автоматических стабилизаторов. В 1911 году американский летчик Сперри разработал первый автоматический стабилизатор с массивным гироскопом. Впервые самолет с таким стабилизатором поднялся в воздух в 1914 году. А в начале 20-х годов фирма Сперри создала уже настоящий автопилот. Первые автопилоты управляли только рулями и следили за сохранением заданного режима полета. Дальнейшее их развитие привело к появлению систем, автоматизирующих управление как рулями, так и двигателями летательного аппарата. Подобные автопилоты уже допускали полеты без экипажа и управление летательным аппаратом на расстоянии. Они нашли применение в первых ракетах. Раньше других с проблемой автоматического управления ракетой столкнулись немецкие конструкторы - создатели первой в истории баллистической ракеты <Фау-2>. (Подробнее об этой ракете будет говориться в следующей главе.) Автомат стабилизации <Фау-2> состоял из гироскопических приборов <Горизонт> и <Вертикант>. 438 <Горизонт> позволял определить плоскость горизонта и угол наклона (угол тангажа) ракеты относительно этой плоскости Ротор 1 гироскопа был в то же время якорем асинхронного электродвигателя, обмотка 2 которого питалась переменным током Перед стартом ракеты <Горизонт> располагали таким образом, чтобы ось вращения ротора была параллельна линии горизонта Для этой цели в состав системы управления входил маятник (отвес) 5, фиксировавший отклонение оси гироскопа Если эта ось отклонялась вверх или вниз от горизонтального направления, маятник также отклонялся в сторону и замыкал контакт с одной или с другой стороны При этом на электромагнит 6 поступал сигнал той или иной полярности Электромагнит начинал действовать на ось гироскопа вдоль оси игрек вверх или вниз от центра вращения Вследствие этого возникала прецессия, разворачивающая гироскоп перпендикулярно отклоняющей силе Прецессия продолжалась до тех пор, пока ось ротора не возвращалась в горизонтальное положение Как только это происходило, контакт маятника 5 размыкался и прецессия мгновенно прекращалась Перед стартом корректирующее устройство отключалось Отклонение ракеты от заданного угла тангажа фиксировалось с помощью потенциометра - простого по своему устройству датчика с переменным сопротивлением Он представлял собой кольцеобразный каркас, на который наматывалась проволока По этому каркасу скользила щетка-контакт Если щетка находилась в начале каркаса, в цепь включалось меньшее число витков проволоки, соответственно сопротивление потенциометра при этом было меньше и напряжение на выходе тоже оказывалось незначительным (как известно, падение напряжения U определяется законом Ома UIxR, где I - сила тока, R - сопротивление) Если щетка передвигалась в конец каркаса, сопротивление потенциометра возрастало, и, следовательно, увеличивалось напряжение на выходе Щетка была связана с чувствительным устройством, которое отмечало малейшие изменения напряжения Если во время полета угол между продольной осью аппарата и плоскостью горизонта по каким-то причинам начинал отклоняться от заданного, то потенциометр 8, связанный с корпусом аппарата, поворачивался вместе с ним относительно неподвижного в пространстве гироскопа и соединенной с ним контактной щетки При этом на выходе потенциометра появлялся электрический сигнал, пропорциональный по величине углу отклонения Этот сигнал усиливался и поступал на горизонтальные рули рулевой машины, которые выравнивали ракету Такое простое устройство, впрочем, могло эффективно работать только при сравнительно незначительном времени полета Во время длительного полета следовало учитывать вращение Земли, поэтому в этом случае в направление оси гироскопа приходилось вносить коррекцию <Горизонт> позволял не только сохранять, но и изменять угол тангажа в соответствии с заданной программой Из описанной схемы видно, что если в установленный момент потенциометр 8 повернуть на какой-то заданный угол, то рули сработают так, словно на тот же угол отклонился сам аппарат Следовательно, поворачивая потенциометр, можно вызвать поворот ракеты <Горизонт> вклю 439 чал в себя очень простой программный механизм, состоящий из металлической ленты 10, эксцентрика 11, шагового мотора 12 и храпового колеса 13 Эксцентрик имел профиль поверхности, соответствующий заданной программе Шаговый мотор приводил его в движение через червячную передачу (шаговый мотор представлял собой электромагнит с якорем, когда на электромагнит подавался импульс, якорь притягивался к магниту и своим ребром сдвигал храповое колесо на один зуб) Таким образом, скорость вращения храпового колеса зависела от частоты импульсов, подаваемых на электромагнит Стопор 14 представлял собой защелку, не допускавшую поворот храпового колеса в обратном направлении Идентично с <Горизонтом> работал <Вертикант> Перед стартом ракеты ось ротора гироскопа располагалась перпендикулярно к намеченной плоскости полета, поэтому гироскоп оказывался нечувствителен к эволюциям ракеты по тангажу, но реагировал на повороты по крену и курсу Коррекция гироскопа была такой же, как у <Горизонта>, и осуществлялась до старта с помощью маятника 3 и электромагнита 4 После взлета потенциометр 5 реагировал на рысканье ракеты и передавал сигналы на рули Так как ось, направленная на цель, совпадала с продольной осью ракеты, то при возникновении крена потенциометр 7 в полете перемещался относительно неподвижного движка (щетки), связанной с гироскопом Сигнал передавался на рули, которые исправляли крен

Найти все значения АВТОПИЛОТ:

АВТОПИЛОТ - это ...

Толкование АВТОПИЛОТ

Определение АВТОПИЛОТ

АВТОПИЛОТ означает ...

Синоним к АВТОПИЛОТ

Реферат на тему АВТОПИЛОТ



Мы будем признательны Вам, если Вы разместите ссылку на нашу страницу:
На блоге


На форуме (bb-код):


Код нашей кнопки:
АВТОПИЛОТ


Прямая ссылка на эту страницу


//ССЫЛКИ БЫЛИ ТУТ

Все словари

Словарь Ожегова
Словарь Даля
Словарь Ушакова
Словарь церковных терминов
Энциклопедия юриста
Современный толковый словарь
Словарь психиатрических терминов
Словарь лекарственных трав
Современный словарь
Энциклопедия относительного и абсолютного знания
Энциклопедия мировых сенсаций XX века том 1-2
Энциклопедический справочник стран
Словарь Ефремовой
Энциклопедический словарь русской цивилизации
Энциклопедический словарь конституционного права
Словарь синонимов
Словарь воровского жаргона
Теософский словарь
Энциклопедический справочник стран и столиц
Энциклопедия чудес
Золотая книга эмиграции
Театральная энциклопедия
Сто великих изобретений
Полный словарь медицинских терминов
Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку
Kladr
Новейший философский словарь
Словарь по политологии
Философский энциклопедический словарь
Энциклопедия третьего Рейха
Казачий словарь-справочник
Энциклопедия значений имен
Энциклопедия обрядов и обычаев
Энциклопедия. История философии
Энциклопедия. Мифы древнего Египта

Ваши пожелания


© 2019 slovco.ru Словцо Контакты Rambler's Top100

s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 s9 s10 s11 s12 s13 s14 s15 s16 s17 s18 s19 s20 s21 s22 s23 s24 s25 s26 s27 s28 s29 s30 s31 s32 s33 s34 s35 s36 s37 s38 s39 s40 s41 s42 s43 s44 s45 s46 s47 s48 s49 s50 s51 s52 s53 s54 s55 s56 s57 s58 s59 s60 s61 s62 s63 s64 s65 s66 s67 s68 s69 s70 s71 s72 s73 s74 s75 s76 s77 s78 s79 s80 s81 s82 s83 s84 s85 s86 s87 s88 s89 s90 s91 s92 s93 s94 s95 s96 s97 s98 s99 s100 s101 s102 s103 s104 s105 s106 s107 s108 s109 s110 s111 s112 s113 s114 s115 s116 s117 s118 s119 s120 s121 s122 s123 s124 s125 s126 s127 s128 s129 s130 s131 s132 s133 s134 s135 s136 s137 s138 s139 s140 s141 s142 s143 s144 s145 s146 s147 s148 s149 s150 s151 s152 s153 s154 s155 s156 s157 s158 s159 s160 s161 s162 s163 s164 s165 s166 s167 s168 s169 s170 s171 s172 s173 s174 s175 s176 s177 s178 s179 s180 s181 s182 s183 s184 s185 s186 s187 s188 s189 s190 s191 s192 s193 s194 s195 s196 s197 s198 s199 s200 s201 s202 s203 s204 s205 s206 s207 s208 s209 s210 s211 s212 s213 s214 s215 s216 s217 s218 s219 s220 s221 s222 s223 s224 s225 s226 s227 s228 s229 s230 s231 s232 s233 s234 s235 s236 s237 s238 s239 s240 s241 s242 s243 s244 s245 s246 s247 s248 s249 s250