Inerciális navigáció
INERTIAL NAVIGATION
a hajó vagy a légi jármű gyorsulásának mérésére szolgáló módszer, valamint a kiindulási ponttól kiinduló sebesség, helyzet és távolság meghatározása autonóm rendszer alkalmazásával. Az inerciális navigációs rendszerek (navigáció) navigációs adatokat és adatokat szolgáltatnak a repülőgépek, rakéták, űrhajók, hajók és tengeralattjárók fedélzetén történő ellenőrzéshez.
Elméleti alap. A gyorsítás a sebesség változásának sebessége, és a sebesség a helyzetváltozás sebessége. A mozgás felgyorsulását mérve kiszámíthatja annak sebességét integrálásával. Ha ugyanazt a sebességet integrálja, meghatározhatja a repülőgép vagy a hajó aktuális helyét (koordinátáit). Így az inerciális navigáció rendszere az útszámozás rendszere. A gyorsítás olyan vektor mennyisége, amely nemcsak numerikus értéket, hanem irányt is tartalmaz. Következésképpen a gyorsulást meghatározó érzékelőrendszernek mérnie kell annak nagyságát és irányát is. A gyorsulásmérő megméri az értéket. A giroszkópok által adott irányra vonatkozó információk, amelyek referencia-koordináta-rendszert biztosítanak a gyorsulásmérők számára. A gyorsulásmérők, például egy repülőgép tényleges gyorsulását mérik, ugyanakkor reagálnak a gravitációs mezőre. Ennek a gyorsulásnak a kompenzálására az inerciális navigációs rendszer kivonja a számított g értéket a gyorsulásmérők kimenetéből. A g értékét a helyszín (koordináták) függvényében számítjuk ki, különösen a hosszúság és a szélesség. Tehát az inerciális navigáció rendszere megméri a látszólagos gyorsulást, amely magában foglalja a gravitáció gyorsulását. Aztán kétszer beilleszti ezt az értéket, megtalálja a helyet. Végül, a számított helyszínen alapul, kiszámítja a g értékét, amely kivonódik a látszólagos gyorsulásból. Az ilyen rendszer második rendelési visszacsatolással (1. ábra) viselkedik, mint egy nagyon alacsony frekvenciájú oszcillátor, két ortogonális vízszintes irányban. A tengerszint ingadozásának időtartama 84 perc; Schulernek a Schuler német feltaláló nevével nevezik, aki 1908-ban szabadalmaztatta az első gyakorlatilag használható gyrocompassot.
1. INERTIAL NAVIGÁCIÓS RENDSZER visszajelzéssel. A rendszer méri a látszólagos gyorsulás (amely magában foglalja a gravitációs gyorsulás g) és kétszer integrálása találja meg a helyét, és figyelembe véve az utóbbi határozza meg a gyorsulás g és kivonva azt a látszólagos gyorsulás, az igazi gyorsulás a légi jármű vagy hajó. „>
Ábra. 1. INERTIAL NAVIGÁCIÓS RENDSZER visszajelzéssel. A rendszer méri a látszólagos gyorsulás (amely magában foglalja a gravitációs gyorsulás g) és kétszer integrálása találja meg a helyét, és figyelembe véve az utóbbi határozza meg a gyorsulás g és kivonva azt a látszólagos gyorsulás, az igazi gyorsulás a légi jármű vagy hajó.
A rendszer változatai. Az előző inerciális navigációs rendszerekben a referencia-koordinátarendszert úgy állították be, hogy gyorsulásmérőket és giroszkópokat telepítettek a kardán felfüggesztés stabilizált platformjára. Ez a felfüggesztés elszigetelte a platformot a repülőgép vagy a hajó fordulatától. Ez lehetővé tette a gyorsulásmérők változatlan tájékozódását a Földhöz képest, amikor az objektum elmozdult. A modern inerciális navigációs rendszerekben a gyorsulásmérők orientációját követő számítógépek használatosak. Az ilyen rendszereket szabad formának nevezik. A giroszkópok kimeneteit közvetlenül a számítógéphez táplálja, amely kiszámítja a referencia koordinátarendszerben lévő gyorsulásmérők pillanatnyi irányát és a megfelelő korrekciós jeleket.
Inerciális eszközök. Az inerciális navigáció rendszerének fő eszközei a gyorsulásmérők és giroszkópok. A leggyakoribb gyorsulásmérő egy érzékeny tömeg, amely egyfajta rugó testéhez kapcsolódik. A rugó lehet mechanikus, de gyakrabban elektromos (elektromágneses, elektrosztatikus vagy piezoelektromos) eszköz, amely egy ellenforrást hoz létre. Ha a test (a tömeghez viszonyítva) az alkalmazott gyorsulás miatt elhajlik, jelzés jelenik meg. Az elektronikus erősítő, amely ezt a jelet erősíti, létrehozza a rugónak (a tömegre visszavezethető) megfelelő rugóját, amely a visszacsatolási rendszerben csökkenti a hibajelet nullára (2.
Ábra. 2. ACCELEROMETER. A mozgás felgyorsulása az elasztikus pántra erősített érzékeny tömeg eltérését okozza. Az elhajlásérzékelő jel erősíti és létrehozza az érzékeny tömegre alkalmazott rugó arányos gyorsulás-ellenállási erőt, ezáltal az érzékelőjelet nulla értékre állítja vissza.
A ballisztikus rakéta- és űrhajó-irányító rendszerekben, ahol a sebesség meghatározásának pontossága kritikus, a gyroskóp reakcióját korábban egy ellentétes erőnek használták fel, és a gyorsulás automatikusan beépült a sebesség megtalálásához. Egy hagyományos mechanikus gyorszkópban a térben rögzített irányt forgó rotorral tartjuk fenn. Annak érdekében, hogy az eszköz kellően stabil legyen az inerciális navigációs célokra, kerülni kell a súrlódást és más perturbáló hatásokat. Ezért a precíz számítások és a giroszkópikus műszerek gondos gyártása rendkívül fontos. Mindazonáltal a mechanikus gyroscope hibája fő oka a súrlódás a mozgó részekben. A közelmúltban a mechanikai giroszkópokat egyre inkább optikai giroszkópok váltják fel. Az utóbbiak különösen alkalmasak a szabadformájú inerciális navigációs rendszerekhez. Az optikai giroszkópok a Sagnac elve alapján, a francia fizikus S. Sagnac számára nevezik ki, aki 1913-ban optikai interferométert épített a forgási sebesség mérésére. A lézergyűrű (3. ábra) egy gyűrűrezonátor, három vagy négy tükörrel, háromszög vagy négyzet sarkában. A rendszerben keletkező két lézersugár átmegy a rezonátoron, ellentétes irányban. Beavatkozva, fényes és sötét foltokat ábrázolnak. Ez a kép megtartja helyét a térben, és amikor a rezonátor forgatható (a giroszkóp teste), a fényérzékelő regisztrál egy forgatást, számolva a futtatott foltokat. A lézer giroszkóp működtetését a visszaverődés károsítja. a lézersugár szóródása a tükrök felületén és a gerenda útján tapasztalt gázmolekulákon. A visszaverődés megszakítja a foltok mintázatát oly módon, hogy a testével forog. A visszaverődés kiküszöbölése és minimalizálása a legmagasabb pontosságot igényli a lézeres giroszkópok tervezésében és gyártásában.
Lásd még: LASER.
Ábra. 3. LASER GYROSCOPE. Az anódok és a katód közötti kisülésből generált két lézersugár egy tükrök által kialakított gyűrűs rezonátorban egymás felé terjed. Az interakció során a sugarak interferencia-mintázatot képeznek olyan foltrendszer formájában, amelynek elmozdulása meghatározhatja a gyro rotor forgását.
A száloptikás giroszkóp (4. Ábra) a Sagnac interferométer elvének megfelelően működik. A fényt egy optikai hullámvezető segítségével egy zárt út mentén vezetik. Az optikai út hossza növelése és a gyroscope érzékenysége növelése érdekében az optikai szál feltekercselésre kerül. A száloptikás gyroscope külső lézerfényforrást használ. És itt a backscattering továbbra is komoly probléma.
Ábra. 4. FIBER OPTIC GYROSCOPE. A lézersugarak egy zárt útvonal mentén terjednek, amelynek egy része tekercselt optikai szál. A giroszkóp forgatását egy fotodetektor határozza meg, amely rögzíti a sugarak által létrehozott foltok interferencia-mintáját.
Nézd meg, mi a "INERTIAL NAVIGATION" más szótárakban:
Az inerciális navigáció egy olyan eszköz mozgásának és koordinátáinak paramétereinek meghatározására szolgáló eljárás, amely nem igényel külső referenciapontokat vagy jeleket. Inerciális navigáció lehetővé teszi, hogy meghatározza a hajó (tengeralattjáró) elhelyezkedését, navigációs és csillagászati megfigyelések nélkül ... ... Tengeri szótár
Inerciális navigációs - meghatározásának módját a koordináták és a paraméterek mozgásának különböző tárgyak (hajók, repülőgépek, rakéták, stb), és a mozgásuk ellenőrzése alapján a tehetetlenségi tulajdonságait szervek és hogy önálló, azaz a jelenlétét nem igénylő külső tereptárgyak vagy ... Nagy Szovjet Enciklopédia ..
INERTIAL NAVIGATION - módszer a mozgás koordinátáinak és paramétereinek meghatározására. tárgyakat (hajókat, repülőgépeket, rakétákat stb.), és ellenőrizzék a mozgását, a DOS-t. a testek tehetetlenségi törvényeire, és önálló, vagyis nem követeli meg a külső erők jelenlétét. tereptárgyak, vagy kívülről érkező ... ... A nagy enciklopédikus politechnikai szótár
INERTIAL NAVIGATION - a hajó mozgásának koordinátái és elemei meghatározása a mozgó testek inerciális tulajdonságai alapján. Az ilyen definíciót biztosító eszközök és eszközök komplexét inerciális navigációs rendszernek nevezik. Ez magában foglalja: gyroscopiás egység ... Marine enciklopédikus referencia könyv
a navigáció egy része annak a tudománynak, hogy a tengeri, légi járművek és űrhajók hogyan viselkedjenek egyik helyről a másikra. Ezt a problémát megoldják a tengeri hajózás, a levegő és a térhajózás módszerei és eszközei, amelyek lehetővé teszik ... ... földrajzi enciklopédia
Inerciális navigációs rendszer - inerciális navigációs módszer koordinátáinak meghatározására és paraméterek mozgásának különböző tárgyak (hajók, repülőgépek, rakéták, stb), és a mozgásuk ellenőrzése alapján a tehetetlenségi tulajdonságait szervek és hogy önálló, azaz nem igényel külső Wikipedia .....
NAVIGÁCIÓ - a tudomány egy része a tengeri, a repülőgép és az űrhajó egyik helyről a másikra történő átvitelére vonatkozó módszerekről. Ezt a problémát a tengeri, légi és űrutazás módszerei és eszközei oldják meg, amelyek lehetővé teszik ... ... Encyclopedia of Collier