第4章-陀螺羅經(jīng)-第一節(jié) 六、擺式羅經(jīng)的等幅擺動(dòng)和減幅擺動(dòng)

◆在控制力矩作用下陀螺儀主軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

——等幅擺動(dòng)軌跡為一個(gè)橢圓橢圓的圓心坐標(biāo)即為羅經(jīng)主軸的穩(wěn)定位置r：◆靜止基座上的擺式羅經(jīng)的等幅擺動(dòng)方程：要點(diǎn):◆等幅擺動(dòng)參數(shù)及其特點(diǎn)1．橢圓扁率：橢圓軌跡呈扁平狀為什么應(yīng)設(shè)法減小垂直軸向的干擾力矩？

2．等幅擺動(dòng)周期(無(wú)阻尼擺動(dòng)周期)T0

：60~130min(緯度在0~70度范圍)NMM’（E）（W）3.羅經(jīng)主軸的穩(wěn)定位置r：r(1)相對(duì)于水平面達(dá)到平衡:(2)相對(duì)于子午面達(dá)到平衡:V2u2如何使羅經(jīng)主軸穩(wěn)定指北？等幅——減幅僅施加水平控制力矩時(shí)(二)擺式羅經(jīng)的減幅擺動(dòng)1、阻尼的目的與方法：將等幅運(yùn)動(dòng)變?yōu)闇p幅運(yùn)動(dòng)，最后衰減至子午面上的某個(gè)穩(wěn)定位置，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定指北。2）阻尼的方法壓縮長(zhǎng)軸法——水平軸阻尼法壓縮短軸法——垂直軸阻尼法1）阻尼的目的MM’（E）（W）N退出2、水平軸阻尼法（為下重式羅經(jīng)所采用）1）定義：由阻尼設(shè)備產(chǎn)生水平軸的阻尼力矩以實(shí)現(xiàn)阻尼的方法。要求阻尼力矩引起的進(jìn)動(dòng)線速度（u3)總是指向子午面。漸次衰減至穩(wěn)定位置ru3u323u3u314MM’（E）（W）2）原理：—θ減幅<θ等幅

2、4象限—α

減幅<α等幅r

1、3象限3）下重式羅經(jīng)水平軸阻尼的實(shí)現(xiàn)：A阻尼器結(jié)構(gòu)：液體阻尼器沿南北放置，內(nèi)有高粘度硅油。國(guó)產(chǎn)航海I型液體阻尼器NSNS德國(guó)安許茨液體阻尼器GOGOB.阻尼液體流動(dòng)的滯后性：N（E）（W）西側(cè)—南端油多東側(cè)—北端油多結(jié)論：阻尼力矩作用于水平軸上，阻尼線速度（u3）總是指向子午面，實(shí)現(xiàn)了水平軸阻尼。u3NSNSSNu3NSNSNSNSNS滯后于主軸傾斜運(yùn)動(dòng)的1／4周期阻尼力矩MDY的形成：MDY＝－Cχ下重式羅經(jīng)的運(yùn)動(dòng)方程：（減幅擺動(dòng)方程）“—

”：？rC.阻尼運(yùn)動(dòng)軌跡及穩(wěn)定位置：（E）（W）子午面軌跡：為一衰減的螺旋曲線。V2u3u2穩(wěn)定位置（r）：

北緯——指北偏上南緯——指北偏下結(jié)論：下重式羅經(jīng)主軸指北端在水平軸阻尼力矩的作用下，將等幅運(yùn)動(dòng)變?yōu)樗p運(yùn)動(dòng)，最后穩(wěn)定于子午面上。主軸在r點(diǎn)獲得穩(wěn)定的物理意義

：

(1)相對(duì)于水平面達(dá)到平衡

(2)相對(duì)于子午面達(dá)到平衡P12Fig1-30（3）表現(xiàn)為在方位角衰減的同時(shí)高度角也相應(yīng)衰減；4）水平軸阻尼法的特點(diǎn)：（1）u3的方向總是指向子午面；（2）u3的大小隨著方位角的增大而增大；

A

子午面內(nèi)水平面之上

B

子午面內(nèi)水平面之下

C

子午面之東水平面之上

D

子午面之西水平面之下

例：在北緯靜止基座上，下重式羅經(jīng)主軸指北端的穩(wěn)定位置是：

總結(jié)：陀螺羅經(jīng)的指北原理陀螺儀＋地球自轉(zhuǎn)＋阻尼力矩＋穩(wěn)定位置＋控制力矩3、垂直軸阻尼法（為液體連通器羅經(jīng)所采用）1）定義：由阻尼設(shè)備產(chǎn)生垂直軸阻尼力矩以實(shí)現(xiàn)阻尼的方法。要求阻尼力矩引起的進(jìn)動(dòng)線速度（u3)總是指向水平面。1、3象限—θ減幅<θ等幅

u3u3u3u3漸次衰減至穩(wěn)定位置r2）原理：

2、4象限—α

減幅<α等幅rMM’（E）（W）14233）液體連通器羅經(jīng)垂直軸阻尼法的實(shí)現(xiàn)：A阻尼器：陀螺房西側(cè)放置一阻尼重物。YZO陀螺房阻尼重物mDZXNSFZFXl

MZmgB.阻尼重物產(chǎn)生垂直軸阻尼力矩（Mz）：(北緯)主軸指北端在水平面之上:u3u3u3u3所以，可實(shí)現(xiàn)垂直軸阻尼。MZ向上，指北端產(chǎn)生的進(jìn)動(dòng)u3向下；主軸指北端在水平面之下:MZ向下，指北端產(chǎn)生的進(jìn)動(dòng)u3向上。注意:H指X軸負(fù)方向C.阻尼運(yùn)動(dòng)軌跡及穩(wěn)定位置r：(北緯)軌跡：?jiǎn)栴}：主軸指北端衰減終了的位置不在子午面上，為什么？r為一衰減的螺旋曲線?！粢后w連通器羅經(jīng)的運(yùn)動(dòng)方程：（減幅擺動(dòng)方程）穩(wěn)定位置的分析：（E）（W）rV2u2u3ru3V2u2V1α（方位誤差）液體連通器羅經(jīng)由于采用了垂直軸阻尼法，指北端在子午面上無(wú)法穩(wěn)定，因此產(chǎn)生了指向上的誤差。北緯——偏東偏上穩(wěn)定位置：南緯——偏西偏下主軸在r點(diǎn)獲得穩(wěn)定的物理意義：(1)

(2)結(jié)論：4）垂直軸阻尼法特點(diǎn)：u3總是指向水平面；u3隨高度角的增大而增大；表現(xiàn)為在高度角衰減的同時(shí)方位角也相應(yīng)衰減；即存在緯度誤差。三、羅經(jīng)主軸阻尼運(yùn)動(dòng)的有關(guān)參數(shù)：TD

1

21.阻尼因數(shù)f2.阻尼周期TD：3.穩(wěn)定時(shí)間t：

t0f=

1

/

2=

2

/

3=…=

n/

n+1它表示主軸在方位角上減幅擺動(dòng)過(guò)程的快慢程度，通常f在2.5~4之間。羅經(jīng)作減幅擺動(dòng)時(shí)，主軸指北端圍繞穩(wěn)定位置作阻尼擺動(dòng)一周所需的時(shí)間。羅經(jīng)從起動(dòng)到其指向精度滿足航海精度要求(土1°)所需的時(shí)間。大約為2.5TD

約4h左右。利用航向記錄器或由駕駛員直接按時(shí)間記錄方位角變化的數(shù)值并在坐標(biāo)紙上繪制成曲線。阻尼曲線作用？約80分鐘

t0約80分鐘約80分鐘約80分鐘約80分鐘約80分鐘約80分鐘約80分鐘約80分鐘約80分鐘約80分鐘約80分鐘例：位于南緯某處?kù)o止基座上的斯伯利37型羅經(jīng)，其主軸的穩(wěn)定位置為

。

A

子午面之東，水平面之上

B

子午面之東，水平面之下

C

子午面之西，水平面之上

D

子午面之西，水平面之下

D總結(jié)：陀螺羅經(jīng)的指北原理陀螺儀＋地球自轉(zhuǎn)＋阻尼力矩＋穩(wěn)定位置＋控制力矩1．結(jié)構(gòu)：液體連通器

即在平衡陀螺儀上位于南北兩側(cè)掛上一對(duì)金屬容器及連通管構(gòu)成，內(nèi)盛硅油。2．控制力矩的形成（1）初始時(shí)刻：主軸呈水平指東時(shí)，南北兩容器內(nèi)的液體量相等，故南邊容器出現(xiàn)多余液體，其重力產(chǎn)生力矩（OY軸負(fù)方向，即南向）即東升，（2