我想知道什么地是陀螺的进动性、定轴性,怎么定义的,它在地平仪、航向仪上的应用原理?谢谢

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/10 04:44:04
我想知道什么地是陀螺的进动性、定轴性,怎么定义的,它在地平仪、航向仪上的应用原理?谢谢

说到陀螺仪,先要说说陀螺。绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺(它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体,其几何对称轴就是它的自转轴)。 大家小时候都玩过的陀螺就是一例。陀螺一边自转,一边绕一个固定轴旋转(这个固定轴一般是虚的哦),这就叫“旋进”(precession),又称为回转效应(gyroscopic effect)。旋进要在一定的初始条件和一定的外力矩在作用下产生,比如游戏陀螺快要“坏了”时,还有旋转的硬币快要停下时,都是旋进的实例。陀螺旋进是日常生活中常见的现象。

人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置属于机械陀螺仪(gyroscope),它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如:回转罗盘、定向指示仪等。

比如飞机、轮船或导弹中的指示仪,其核心部分就是定向指示仪,它是一个装在能自由转向的小框架上的小飞轮(陀螺啦)。在这个装置中,轴承的摩擦力矩很小,可以忽略不计。另一方面,刚体结构高度对称,其质心集中在连杆中心处。这样,当飞轮绕自身对称轴高速转动时,无论如何改变框架的方位,其中心轴的空间取向都始终保持不变。(专业说法是:定向指示仪所受到的合外力矩为零,其角动量守恒)这是定向指示仪的重要特性。

如果在飞机上装上三个定向指示仪,并使三个小飞轮的自转轴相互垂直,飞行员就可以通过飞轮轴相对于机身的指向来确定飞机的空间取向。船舶上装上定向指示仪,海员可用它来确定海轮的航向。鱼雷,火箭中也装有定向指示仪,起到自动导航的作用。在鱼雷前进的过程中,定向指示仪的轴线方向保持不变。当鱼雷因风浪等影响,前进方向改变时,鱼雷的纵轴与定向指示仪之间就出现了偏差,这时可启动有关器械改变舵的角度,使鱼雷回复到原来的前进方向。火箭中,则采用改变喷气方向的方法来校正飞行方向。

在工程上,陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器,它是现代航空,航海,航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器,它的发展对一个国家的工业,国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪,机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高,结构复杂,它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来,现代陀螺仪的发展已经进入了