Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
• разработка конструкции, технологии и метрологическое обеспечения изготовления сплошного ротора;
• разработка системы электростатического подвеса ротора включаюшей констр>тсцию системы электродов и следящую систему, обеспечивающую левитацию ротора в электродной системе;
• разработка системы съема информации об угловом положении ротора относительно корпуса гироскопа в неограниченном диапазоне углов, создание модели погрешностей такой системы;
• разработка системы разгона, демпфирования нутационных колебаний и стабилизации скорости вращения ротора;
• разработка системы обеспечения, поддержания и контроля вакуума в приборе;
• создание системы магнитного экранирования прибора;
• разработка методов, средств и программно-математического обеспечения для испытаний, проверок и калибровок прибора, в том числе решение задач идентификации параметров разработанных моделей погрешностей.
Остановимся на практических результатах решения этих задач, достигнутых технических характеристиках и основных направлениях дальнейшего развития разработок ЭСГ [58].
Ротор ЭСГ. Ротор гироскопа - определяющий элемент прибора, к которому предъявляется большое количество различных требований. Отметим некоторые из них.
1. Форма поверхности ротора должна быть максимально прп-. ближена к сферической при номинальной угловой скорости его & вращения и реальном диапазоне его температур.
2. Поверхность ротора должна бить однородно электропрО" водной с минимальным электрическим сопротивлением.
3. Распределение масс в роторе должно обеспечивать положи" . ние центра масс, совпадающее с центром сферы в ЭСГ с полЫ>*
ротором. В ЭСГ со сплошным ротором необходимо обеспечите 'вдоль оси максимального момента инерции минимальный осевой дисбаланс и нормированный радиальный дисбаланс.
173
Эти требования должны обеспечиваться уровнем технологии измерения и устранения дисбаланса ротора, а также выбором соответствующих припусков на его обработку при устранении дисбаланса и достижении сферичности. Требования к минимизации осевого дисбаланса и неефернчноети должны быть предельными и могут быть ограничены только возможностями технологии и метрологии. Выбор допустимых пределов радиального дисбаланса сплошного ротора должен проводиться с учетом обеспечения стабилизации скорости вращения ротора с помощью настройки контуров подвеса. Величина момента, создаваемого электростатическим подвесом при разгоне или торможении ротора, пропорциональна квадрату радиального дисбаланса. С другой стороны, заметное увеличение радиального дисбаланса приводит к дополнительным возмущающим моментам, действующим на ротор, и снижению точности гироскопа. Достаточной для обеспечения стабилизации скорости, не вызывающей в то же время заметного дополнительного дрейфа гироскопа, следует принять величину нормированного радиального дисбаланса сплошного ротора на уровне 0,03 - 0,05 мкм [43].
4. На поверхность ротора должен быть нанесен контрастный рисунок для первичного преобразователя оптико-электронной системы съема информации.
5. Поверхность ротора должна иметь минимальный коэффициент трения с элементами конструкции корпуса, которых ротор касается при выключенном подвесе.
6. Поверхность ротора не должна подвергаться электрической эрозии при рабочих напряженностях электрического поля в подвесе. Выполнение этого требования должно обеспечиваться уменьшением напряженности электрического поля в зазоре подвеса, максимальным улучшением качества поверхности ротора и выбором конструкции подвеса, исключающей возможность появления концентраций напряженности.
7. Конструкция ротора должна обеспечивать предельные возможности для финишной очистки для исключения остаточного газовыделения в высоком вакууме.
8. Геометрические параметры и распределение масс в роторе должны быть стабильными и не изменяться при действии температурных полей в течение времени реальной эксплуатации гироскопа (работа, хранение и транспортировка), а также быть инвариантны к температурным воздействиям при работе гироскопа.
9. В конструкции ротора не должны применяться магнитные
174
материалы.
Основными направлениями дальнейших работ в развитии ротора являются;
• повышение точности измерения и устранения осевого дисбаланса путем разработки более точного специального оборудования с использованием гироскопических эффектов, новых решений в операциях корректировки положения центра тяжести ротора с применением лазерной техники и и операциях достижения сферичности с программно-управляемым приводом доводочных притиров с автоматизированным контролем давления;
• разработка методов и средств обеспечения нормированного (в пределах 0,03 - 0,05 мкм [43]) радиального дисбаланса сплошного ротора
• повышение точности нанесения рисунка, отработка технологии повышения контраста рисунка при использовании антифрикционных износостойких покрытий на роторе.
Электростатический подвес ротора. Выбор направлений проектирования электростатического подвеса ротора определяет основную стратегию разработки всего піроскопа. Основные технические требования к подвесу; надежность, максимальная перегрузочная способность, малое энергопотребление, высокая стабильность центрирования ротора в условиях статических и динамических перегрузок, обеспечение пассивной или разработка активной системы стабилизации скорости вращения ротора, обеспечение стабильности заряда ротора, технологичность и т. д.
