ВСТУП
Для здійснення керованого польоту в приземному або космічному просторі на борту літального апарату (ЛА) необхідно мати системи орієнтації та навігації, визначають такі навігаційні параметри, як курсовий кут (курс), кути крену, тангажа, величину і напрямок вектора швидкості польоту, напрямок на мета і відстань.
В даний час практично не існує Л А, орієнтація і навігація яких здійснювалася б без гіроскопічних приладів. Це пояснюється тим, що при пілотуванні і управлінні Л А на їх борту необхідно з високою точністю моделювати які або опорні (базові) напрямки, що приймаються за початок відліку, щодо яких визначалося б положення об'єкта. Такими напрямками можуть бути, наприклад, напрямок вертикалі місця, площини меридіана, головною ортодромії та ін
Реалізація цих базових напрямків на нерухомому відносно Землі підставі не представляє особливих труднощів. Однак ці так звані найпростіші покажчики напрямків мало придатні для застосування на рухомих об'єктах. Гіроскопічні прилади завдяки своїм специфічним властивостям в більшості випадків менше схильні зовнішніх збурень і дозволяють отримувати більш достовірну інформацію про параметри руху Л А.
Для виконання автоматичного польоту по заданому маршруту і для вирішення інших завдань навігації необхідна висока точність видачі поточного гіроскопічного курсу польоту. У зв'язку з цим важливого значення набуває знімання інформації з гіроскопічних систем орієнтації і навігації (ГСОіН). Від того, з якою точністю проводиться автоматичний знімання інформації гіроскопічного курсу, залежить і точність числення поточних координат місця
ЛА, точність польоту по лінії заданого шляху, точність виходу на намічений пункт маршруту. Вимоги до точності знімання інформації з ГСОіН в даний час зростає в зв'язку з появою і розробкою мають дрейф 0.001 про/ч лазерних, з електростатичним підвісом і т.д. гіроскопів для навігаційних систем.
<
p> Наскільки важлива висока точність вимірювання курсу ГСОіН досить добре ілюструє наступний приклад.
При вступі на експлуатацію літака ІЛ-62, обладнаного курсової системою ТКС-П з дрейфом гіроскопів 0,5 о/ч і доплеровской системою з помилкою вимірювання кута зносу над сушею 0.33 В°, метод орієнтації курсової системи на цьому літаку забезпечував точність 2.5 В°, що становить на 600-кілометровій дистанції при польоті від пункту маршруту А до Б відхилення 6x28 км. Метод орієнтації КС на літаку ТУ-154 забезпечував точність 0.25 В°, що дозволило підвищити точність навігації приблизно в 3 рази при використанні аналогічного навігаційного обладнання; в Наприкінці 600-кілометровій дистанції граничні значення відхилень становили 4.7x8 км.
Значить, при підвищенні точності автономного числення координат відбувається скорочення траєкторії польоту, що приводить до економії льотного часу. Проаналізуємо джерела помилок вимірювання колійного кута.
Показання курсу витримуються основним і контрольним гіроагрегатом і индицируются на незалежних один від одного покажчиках штурмана. Сенс такої побудови полягає в наступному.
Перед польотом обидва гіроагрегата виставляють на одне і те ж початкове значення гіроскопічного курсу, яке, в загальному випадку, може не збігатися з дійсним (магнітним) курсом ЛА. Ця операція (початкова виставка) забезпечує прив'язку гіроскопічного курсу до магнітного (істинного) меридіану, який визначається магнітним (істинним) колійним кутом ортодромії МПУо, відраховується від меридіана місця виставки до направлення головною ортодромії.
Якщо напрямок ортодромії вибрано збігається з напрямком меридіана в місці вильоту, то початковий магнітний шляховий кут ортодромііМПУо, відлічений від "Початкового" магнітного меридіана, при виставці курсової системи дорівнює нулю. Різниця справжніх колійних кутів ортодромії при зміні довготи польоту дорівнює куту збіжності меридіанів Є.
Виставку гіроагрегатов, як правило, виробляють від істинного (початкового) меридіана місця виставки. Тоді при русі по обраній ортодромії повинен витримуватися ортодромічну курс (за відсутності зносу), чисельно рівний МПУо. У цьому випадку значення ортодромічну курсу (ОК) відрізняється від істинного курсу (І К) літального апарату на величину Е. Порівняння обмірюваної в польоті різниці ОК та ІК з розрахунковою величиною Е дозволяє контролювати точність гіроскопічного курсу. Після виставки основного і контрольного гіроагрегатов на покажчиках системи встановлюються однакові свідчення курсу. У польоті розбіжність свідчень курсу за вказівниками штурмана на величину більше 1 В° за годину означає (при рівномірному прямолінійному польоті), що гіроскопи курсової системи працюють із завищеними уходами. Включати корекцію по ортодромічну курсом в польоті рекомендується лише при неузгодженості більше 1 В° -2 В° з астродатчіком і 2 В° -3 В° з магнітним датчиком. Якщо виявляться надмірно великі помилки (більше 2-5 о/ч) від догляду гіроскопа основного гіроагрегата, які можуть бути викликані небудь частковою несправністю гіроскопа, то основний гіроскоп не коригується, а споживачі і основний покажчик штурмана перемикаються на контрольний гіроагрегат.
Дослідження з визначення точності орієнтації ГСОіН в азимут проводилися на основі аналізу джерел помилок вимірювання колійного кута (ПУ). Встановлено, що похибка при вимірюванні колійного кута знаходиться за формулою:
Де
- похибка початковій виставки ГСОіН в азимут;
- дрейф гіроскопа ГСОіН;
-помилка вимірювання кута зносу;
- похибка обчислювача,
Тема даного дипломного проекту "Дослідження систем вимірювання траєкторних параметрів літаків при посадці на основі ефекту Мессбауера ". В даному дипломному проекті будуть проаналізовані відомі методи і засоби знімання інформації з ГСОіН. На основі ефекту Мессбауера розроблено пристрій знімання інформації, яке дозволяє істотно зменшити дрейф гіроскопа (що, в свою чергу, дозволяє забезпечити високу точність вимірювання курсу) і володіє надзвичайною чутливістю вимірювань при зміні положення ЛА в просторі.
1. СПЕЦІАЛЬНИЙ РОЗДІЛ
1.1 Огляд з поданням особливостей елементів і пристроїв знімання інформації з ГСОіН, аналізи методів знімання (переваги і недоліки)
У якості пристроїв знімання інформації з гіроскопічних систем орієнтації і навігації можуть застосовуватися найрізноманітніші датчики кутових переміщень:
1) потенціометричні;
2) ємнісні (конденсатори);
3) індуктивні (сельсіни, індуктосіни, імпульсіни);
4) СКТ, СКВТ;
5) оптичні датчики;
Знімання інформації здійснюється датчиками кутів таким чином: при зміні кутових положень об'єкта датчики гіроскопічною системи змінюють відносне розташування своїх елементів, жорстко пов'язаних з гіроскопом, і відбувається перетворення переміщення в сигнал зручний для обробки та узагальнення.
Перейдемо до докладного викладу методів вимірювання інформації та опису перетворювачів.
Метод опору, потенціометри.
У методах опору використовується залежність електричного опору резисторів від різних нселектріческіх величин. Опір R резистора залежить від багатьох факторів, зокрема, від тиску, температури навколишнього середовища, деформації та довжини резистора. Розглянемо метод, заснований на зміні омічного опору дротяного реостата при переміщенні ковзаючого контакту під дією вимірюваної величини (Рісунок1.1). Вхідний величиною перетворювача є кутове лінійне переміщення движка, вихідний-зміна його опору.
Реостат складається з каркаса, на який намотаний провід, виготовлений з матеріалу з високим питомим опором, і токос'емноє движка. Движок стосується дроти. Для забезпечення електричного контакту з рухомим движком в місці торкання обмотка зачищається від ізоляції. Обмотка робиться зазвичай з манганін, константана, Фехраль.
При пер...
