Теория гироскопов

В учебнике излагаются основы теории механических гироскопов, дана элементарная теория гироскопов и гироскопических явлений. Значительное внимание уделено методам составления уравнений (как точных, так и приближенных) движения гироскопов как системы твердых тел. Рассмотрены особенности поведения двух- и трехстепенных гироскопов как на неподвижном, так и движущемся основании с учетом моментов сил сухого, вязкого трения, технологических погрешностей изготовления и сборки приборов, упругих деформаций элементов подвеса.
Показано влияние различных типов коррекции гироскопов на их устойчивость и погрешности на подвижном основании. Приведены различные методы уменьшения возмущающих моментов и автокомпенсации уходов гироскопов (применением двухгироскопных систем, вращением подвеса, применением динамических поглотителей колебаний, виброзащиты). Указаны возмущающие моменты, которые не устраняются тем или иным методом.
Кратко изложена теория невозмущаемости гиромаятников.
Должное внимание уделено изложению основ теории и причин погрешностей вибрационных гироскопов различных типов.
Для студентов приборостроительных специальностей вузов.

Содержание
Глава 1. Элементарная теория гироскопов и гироскопических явлений
1.1. Основные понятия и определения. Виды подвесов гироскопа
1.2. Видимые свойства гироскопа
1.3. Физическая природа гироскопических явлений
1.4. Элементы теории гироскопов
1.5. Сравнение гироскопических измерителей с другими инерционными измерителями
1.6. Проявления гироскопических эффектов в технике
Глава 2. Кинематика гироскопов
2.1. Задание положения твердого тела в пространстве
2.2. Методы определения направляющих косинусов
2.3. Кардановая погрешность гироприборов и методы ее определения
2.4. Распределение скоростей и ускорений
Глава 3. Методы составления дифференциальных уравнений движения гироскопических систем
3.1. Основные динамические величины и соотношения между ними
3.2. Формы записи основных теорем динамики и уравнений Лагранжа
II рода в различных системах координат
3.3. Методика составления уравнений движения гироскопических систем с помощью теоремы об изменении кинетического момента
3.4. Методика составления уравнений движения гироскопов при помощи уравнений Лагранжа II рода
3.5. Методика составления уравнений движения гироскопов о помощью уравнений Эйлера-Ишлинского
3.6. Виды уравнений, применяемых в прикладной теории гироскопов
3.7. Методы составления приближенных уравнений движения гироскопов
Глава 4. Гироскопы с двумя степенями свободы
4.1. Гиротахометры. Интегрирующие гироскопы
4.2. Гироскоп Фуко I рода (двухстепенной гирокомпас)
4.3. Гироскоп Фуко II рода (гироширот)
Глава 5. Гироскоп в кардановом подвесе на неподвижном основании
5.1. Уравнения движения. Свободные колебания гироскопа
5.2. Движение гироскопа под действием постоянных моментов. Регулярная прецессия гироскопов
5.3. Влияние моментов сил сухого трения на движение гироскопа. Метод изображающей точки Е. Л. Николаи
5.4. Энергетический баланс движений гироскопа
5.5. Влияние типа гиромотора на свободные колебания гироскопа
5.6. Особенности движения гироскопа с переменным кинетическим моментом
5.7. Влияние моментов сил взаимодействия между рамками карданового подвеса и ротором на уход гироскопа при нутационных колебаниях (уход Магнуса)
5.8. Движение гироскопа при арретировании
Глава 6. Гироскоп в кардановом подвесе на подвижном основании
6.1. О постоянной составляющей кардановой погрешности при колебаниях основания
6.2. Уход гироскопа при угловых колебаниях основания
6.3. Поведение гироскопа на вращающемся основании
6.4. Влияние поступательной вибрации на величины моментов сил трения в опорах
6.5. О влиянии моментов сил сухого и вязкого трения на колебания гироскопа при главном резонансе
Глава 7. Влияние коррекции на движение гироскопов
7.1. Необходимость коррекции гироскопов. Виды характеристик системы коррекции
7.2. Условие устойчивости гироскопа с линейной характеристикой системы коррекции
7.3. Влияние релейной характеристики коррекции гироскопа на его устойчивость
7.4. Влияние коррекции на уход гироскопа при качке
Глава 8. Влияние упругих деформаций элементов конструкции на динамику гироскопов
8.1. Введение
8.2. Влияние упругих деформаций на частоты собственных угловых колебаний гироскопа .
8.3. Возмущающий момент гироскопа, вызванный нежесткостью конструкции при поступательном движении основания
8.4. О методике составления полных уравнений движения гироприборов с конечной жесткостью элементов конструкции
Глава 9. Влияние погрешностей изготовления н сборки карданового подвеса на поведение гироскопа
9.1. Характеристика технологических погрешностей гироприборов
9.2. О влиянии неперпендикулярности рамок карданового подвеса на собственные колебания гироскопа
9.3. Влияние технологических погрешностей на компоненты тензора моментов инерции рамок карданового подвеса
9.4. Влияние эллиптичности цапф на возмущающие моменты гироскопа
9.5. Влияние динамической неуравновешенности гироскопа на его уход
Глава 10. Гиромаятник
10.1. Вводные замечания
10.2. Гиромаятник на неподвижном основании
10.3. Свободные колебания гиромаятника
10.4. Влияние моментов сил вязкого трения на движение гиромаятника
10.5. Влияние моментов сил сухого трения на прецессионные колебания гиромаятника
10.6. Влияние на гиромаятник вращения Земли и собственной скорости объекта (скоростные погрешности гиромаятника)
10.7. Влияние ускорений объекта в горизонтальной плоскости на гиромаятник
10.8. Условие невозмущаемости гиромаятника (апериодический гиромаятник)
Глава 11. Методы повышения точности гироприборов
11.1. Вводные замечания
11.2. Методы уменьшения влияния моментов сил сухого трения в шарикоподшипниковых опорах на уход гироскопа
11.3. Применение двухгироскопных систем для автокомпенсации влияния возмущающих моментов на уход гироскопа
11.4. Автокомпенсация уходов гироскопов вращением карданового подвеса
11.5. Динамические поглотители колебаний гироскопов
11.6. Виброзащита гироприборов
Глава 12. Вибрационные и динамически настраиваемые гироскопы
12.1. Виды вибрационных гироскопов
12.2. Уравнения движения роторных вибрационных гироскопов
12.3. Принцип динамической настройки. Динамически настраиваемые гироскопы
12.4. Поведение динамически настраиваемого гироскопа на равномерно вращающемся основании. Использование ДНГ как свободного гироскопа и датчика угловых скоростей
12.5. Основные погрешности динамически настраиваемых гироскопов
12.6. Влияние нелинейностей на амплитуды колебаний динамически настраиваемого гироскопа и условие динамической настройки
Приложение
Список использованной и рекомендуемой литературы
Предметный указатель