Теория, проектирование и испытания гироскопов

Репринтное издание

В книге, написанной ведущими специалистами лаборатории Дрейпера Массачусетского технологического института, полно и систематически изложены вопросы теории и практики разработки и применения поплавковых гироскопов для инерциальных систем управления, наведения и навигации.
Первая часть посвящена теории гироскопов с двумя и тремя степенями свободы.
Во второй части рассмотрены практические задачи разработки, изготовления и испытания гироскопов.
Описаны конструкции приборов с роторами на газодинамических и шариковых подшипниках и, в частности, конструкция поплавкового гироскопа, примененного в системе управления космического корабля «Аполлон».
Книга рассчитана на инженеров и конструкторов, специализирующихся в области приборостроения, а также на научных работников, студентов старших курсов и аспирантов технических вузов.

Содержание
Предисловие к русскому изданию
Предисловие авторов
Часть I. Теория гироскопов
Глава 1. Введение
1.1. Определение гироскопа
1.2. Модель гироскопа
1.3. Трехстепенные гироскопы
1.4. Двухстепенные гироскопы
1.5. Гироскопические указатели ориентации
1.6. Гирокомпас
1.7. Инерциальная навигация
1.8. Технология гироскопического приборостроения
1.9. Векторы, матрицы и обозначения
Литература
Глава 2. Движение, системы координат и теорема Кориолиса
2.1. Движение
2.2. Произвольные системы координат
2.3. Специальные системы координат
2.4. Эффект Кориолиса
2.5. Обычные навигационные системы координат
Глава 3. Законы механики
3.1. Законы Ньютона
3.2. Основные положения механики
3.3. Движение центра масс системы материальных точек
3.4. Принцип действия линейного акселерометра
3.5. Вращательное движение системы материальных точек
3.6. Кинетический момент твердого тела
3.7. Уравнения Эйлера
3.8. Устойчивость свободного вращения твердого тела
3.9. Геометрическая интерпретация Пуансо
Литература
Глава 4. Модель гироскопа
4.1. Допущения
4.2. Гироскопический элемент
4.3. Уравнение движения гироэлемента
4.4. Динамика привода ротора
Глава 5. Трехстепенные гироскопы
5.1. Тяжелый волчок
5.2. Демпфирование нутации
5.3. Командная угловая скорость
5.4. Уравнения движения трехстепенного гироскопа
Глава 6. Двухстепенные гироскопы
6.1. Уравнение движения двухстепенного гироскопа
6.2. Скоростные гироскопы
6.3. Интегрирующие гироскопы
6.4. Дважды интегрирующие гироскопы
6.5. Частотные характеристики демпфированных гироскопов
6.6. Конструктивные особенности
6.7. Акселерометры
Литература
Глава 7. Указатели ориентации самолета
7.1. Указатель поворота и крена
7.2. Гировертикали
7.3. Гиромаятник
7.4. Искусственный горизонт (гирогоризонт)
Литература.
Глава 8. Гироскопы направления
8.1. Базовые направления
8.2. Магнитный компас
8.3. Горизонтальный гироскоп
8.4. Карданная ошибка
8.5. Скоростной компас
8.6. Индикатор
Глава 9. Пространственный интегратор
9.1. Одноосный пространственный интегратор
9.2. Редуктор
9.3. Стабилизированный элемент
9.4. Гироскоп
9.5. Усилитель, двигатель и демпфер
9.6. Уравнения динамики одноосного пространственного интегратора
9.7. Трехосный пространственный интегратор
9.8. Преобразование моментов в кардановом подвесе
9.9. Блок гироскопов
9.10. Матрица вычисления моментов
9.11. Уравнения динамики трехосного пространственного интегратора и следствия из них
9.12. Неголономная ошибка
9.13. Система с четырьмя кольцами карданова подвеса
9.14. Бескарданные системы
Литература
Глава 10. Гирокомпас
10.1. Принципы действия
10.2. Динамический анализ
10.3. Недемпфированный гирокомпас
10.4. Система Аншютца
10.5. Система Сперри
10.6. Гирокомпас с двухстепенными гироскопами
10.7. Гирокомпасирование на неподвижном основании
Литература
Глава 11. Системы построения вертикали и условие Шулера
11.1. Фигура Земли
11.2. Определения, связанные с вертикалью
11.3. Маятник как указатель вертикали
11.4. Системы построения вертикали
11.5. Демпфирование по внешней скорости
11.6. Условие Шулера
Литература
Глава 12. Инерциальная навигация
12.1. Основные принципы инерциальной навигации
12.2. Классификация систем инерциальной навигации
12.3. Геометрическая система
12.4. Полуаналитические системы
12.5. Свободная в азимуте система
12.6. Аналитические системы
12.7. Начальная выставка.
Литература
Часть II. Проектирование и испытания гироскопов
Глава 13. Общие принципы проектирования гироскопов
13.1. Обзор основ проектирования
13.2. Некоторые рекомендации по проектированию гироскопов
13.3. Физическая сущность теоретических понятий
13.4. Уравнения модели двухстепенного поплавкового интегрирующего гироскопа с микросинами
13.5. Практические проблемы
Глава 14. Проектирование гироскопов
14.1. Введение
14.2. Конструктивные усовершенствования гироскопов
14.3. Проектирование узлов гироскопа
14.4. Инструмент и технологическая оснастка
14.5. Требования к чистоте
Литература
Глава 15. Испытания гироскопов
15.1. Цель испытаний
15.2. Стоимость испытаний
15.3. Единицы измерения точности, систематических ошибок и случайных погрешностей гироскопа
15.4. Автономная проверка гироскопа
15.5. Испытания гироскопа в замкнутой системе
15.6. Применение уравнения движения гироскопа при анализе результатов испытаний в режиме одноосного гиростабилизатора
15.7. Применение уравнения моментов при анализе результатов испытаний в режиме обратной связи по моменту
15.8. Вибрационные испытания
15.9. Испытания на центрифуге
Литература
Приложение. Преобразование координат
1. Направляющие косинусы
2. Углы Эйлера
3. Векторные углы
4. Теорема Кориолиса
5. Преобразование угловой скорости в угловую ориентацию
6. Матричная форма теоремы Кориолиса
7. Выводы
Литература
Предметный указатель