Анализ критических значений параметров трехстепенного гироскопа с остаточной динамической несбалансированностью ротора

Аннотация

Проанализированы параметры трехстепенного поплавкового гироскопа на газодинамической опоре с остаточной динамической несбалансированностью ротора в режиме свободного гироскопа, условия и причины, вызвавшие неожиданный выход гироскопа на упор во время эксперимента. Установлено, что при одновременном стечении нескольких неблагоприятных факторов (снижении в процессе эксплуатации значения коэффициента жесткости газодинамической опоры до критической точки в случае наличия повышенного коэффициента динамической несбалансированности ротора и заполнения прибора жидкостью из партии с пониженным коэффициентом вязкости) может произойти резкое увеличение амплитуд вынужденных колебаний рамок гироскопа до касания упоров. Найдена критическая точка коэффициента жесткости газодинамической опоры для номинального значения угловой скорости вращения ротора и амплитуды вынужденных колебаний рамок, обусловленных наличием динамической несбалансированности ротора. Получена взаимосвязь между критическими значениями жесткости газодинамической опоры, которая может изнашиваться в процессе длительной непрерывной эксплуатации, и собственной угловой скоростью вращения ротора. Определены значения коэффициента динамической несбалансированности ротора и коэффициента вязкости жидкости, для которых в случае совмещения значения жесткости газодинамической опоры с критической точкой амплитуда колебаний рамок гироскопа не превысит 10 угл. с

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Щеглова Н.Н. Анализ критических значений параметров трехстепенного гироскопа с остаточной динамической несбалансированностью ротора. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2024, № 1 (146), с. 57--73. EDN: DFRFOR

Литература

[1] Бесекерский В.А., Иванов В.А., Самотокин Б.Б. Орбитальное гирокомпасирование. СПб., Политехника, 1993.

[2] Нехамкин Л.И., Рябиков В.С., Свирина М.А. и др. Особенности применения трехстепенного гироскопа ГПА-Л2-2 в контуре управления ориентацией космического аппарата. Авиакосмическое приборостроение, 2014, № 1, с. 35--43.

[3] Валько А.Д., Гаранкин В.А., Исаев В.А. Движение трехстепенного гироскопа с динамически несбалансированным ротором при контакте внутренней рамки с упругим ограничителем. Изв. АН СССР. МТТ, 1989, № 2, с. 25--29.

[4] Мартыненко Ю.Г., Рябиков В.С., Щеглова Н.Н. и др. Движение трехстепенного поплавкового гироскопа при его контактах с упором. Гироскопия и навигация, 2006, № 2, с. 51--61.

[5] Бабаков И.М. Теория колебаний. М., Наука, 1968.

[6] Булгаков Б.В. Колебания. М., Гостехиздат, 1954.

[7] Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Прикладные методы в теории колебаний. М., Наука, 1988.

[8] Ильин М.М., Колесников К.С., Саратов Ю.С. Теория колебаний. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.

[9] Нетушил А.В., ред. Теория автоматического управления. М., Высш. шк., 1967.

[10] Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. М., Машиностроение, 1985.

[11] Ишлинский А.Ю. Механика гироскопических систем. М., Изд-во АН СССР, 1963.

[12] Plymale B.T., Goodstein R. Nutation of a free gyro subjected to an impulse. J. Appl. Mech., 1955, vol. 22, iss. 3, pp. 365--366. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4011089

[13] Magnus K. Beitrage zur Dynamik des kraftefreien, kardanisch gelagerten Kreisels. Z. Angew. Math. Mech., 1955, vol. 35, no. 1-2, pp. 23--34.

[14] Пельпор Д.С., ред. Гироскопические приборы и системы. М., Высш. шк., 1988.

[15] Борзов В.И. О влиянии упругости опор оси внутреннего кольца карданова подвеса на нутационные колебания и уход гироскопа. Изв. АН СССР. МТТ, 1969, № 3, с. 36--42.

[16] Харламов С.А. О влиянии упругости опор оси внешнего кольца карданова подвеса на нутационные колебания и уход гироскопа. Докл. АН СССР, 1962, т. 142, № 5, с. 1054--1057.

[17] Руденко В.М. Исследование динамики астатического гироскопа с упругим кардановым подвесом. Изв. АН СССР. МТТ, 1978, № 1, с. 15--21.

[18] Андрейченко К.П. К теории жидкостного демпфирования в поплавковых приборах. Изв. АН СССР. МТТ, 1977, № 5, с. 13--23.

[19] Городецкий О.М. Исследование возмущающих моментов сил вязкого трения в подвесе поплавкового гироскопа. Изв. АН СССР. МТТ, 1977, № 1, с. 10--16.

[20] Мартыненко Ю.Г. Динамика сферического поплавкового гироскопа в кардановом подвесе. Изв. АН СССР. МТТ, 1968, № 4, с. 28--32.

[21] Климов Д.М., Харламов С.А. Динамика гироскопа в кардановом подвесе. М., Наука, 1978.

[22] Ван Хао Ло, Нестеренко Т.Г. Система резонансной настройки вибрационного многокомпонентного МЭМС-гироскопа. Известия высших учебных заведений. Электроника, 2019, т. 24, № 3, с. 267--278. DOI: https://doi.org/10.24151/1561-5405-2019-24-3-267-278

[23] Науменко Д.В. Моделирование чувствительного элемента вибрационного микромеханического гироскопа. КомпТех--2019. Матер. Всерос. науч.-тех. конф. Таганрог, Изд-во ЮФУ, 2019, с. 263--268.

[24] Шарыгин Б.Л., Буцик А.Я., Демидов А.Н. Способ диагностики состояния газодинамической опоры ротора поплавкового гироскопа. Патент РФ 2690231. Заявл. 09.07.2018, опубл. 31.05.2019

[25] Шарыгин Б.Л., Бутенко М.В., Маринченко А.Н. Способ технического обслуживания системы инерциальной навигации и стабилизации. Патент РФ 2784704. Заявл. 04.10.2021, опубл. 29.11.2022.