Способ испытаний электростатического гироскопа на ударное воздействие

Способ испытаний электростатического гироскопа на ударное воздействие

Реферат

Изобретение относится к области гироскопических приборов и может быть использовано в навигационных комплексах (НК).

В НК применяются различные типы гироскопов, обладающих высокой точностью в течение длительных интервалов времени (например, электростатические гироскопы, ЭСГ). Перед установкой таких гироскопов в НК они проходят серию испытаний, среди которых важное место занимают испытания на ударное воздействие.

Обычно испытания гироскопов на механические воздействия проводятся на номинальной частоте вращения ротора. Так, в книге Ригли, Холистер, Денхард. Теория, проектирование и испытания гироскопов. М.: Мир, 1972 г., стр.386-393 описан способ испытаний гироскопов на воздействие вибрации. Способ заключаются в установке гироскопа на устройство, позволяющее воспроизводить механическое воздействие (вибрацию), приведение гироскопа в рабочий режим, включающий разгон его ротора до номинальной частоты вращения, включение устройства (вибростенда) и наблюдение за работой гироскопа во время механического воздействия.

Этот способ принят за прототип.

При испытаниях ЭСГ по описанному способу-прототипу ротор ЭСГ должен приводиться во вращение с номинальной частотой, после чего ЭСГ, включающий вакуумную камеру, ротор, электронику следящих систем подвеса и списывания, подвергают ударному воздействию. При этом испытывается как механическая прочность конструкции ЭСГ, так и надежность электрических соединений, перегрузочная способность следящих систем подвеса ротора. Если электроника следящих систем подвеса не выдерживает ударной нагрузки, то вращающийся с номинальной частотой ротор ЭСГ войдет в соприкосновение с внутренней поверхностью вакуумной камеры, в результате чего выходят из строя ротор и камера. Отказ электроники при ударе может произойти из-за нарушения контактов, отказа элементов электроники, разрыва линий следящих систем подвеса, ухудшения изоляционных свойств, ведущего к явлениям пробоя в высоковольтных блоках подвеса и т.д. При этом ЭСГ терпит невосстанавливаемые повреждения и выходит из строя на этапе испытаний. Так как конструкция ЭСГ имеет большой запас по прочности и, как показал опыт, не разрушается при испытаниях, то ударостойкость ЭСГ определяется перегрузочной способностью его следящей системы подвеса.

Задачей настоящего изобретения является осуществление испытаний, при которых одновременно определяется механическая прочность конструкции гироскопа и перегрузочная способность следящей системы подвеса ротора, а при отказе электроники следящих систем подвеса не происходит механических разрушений вакуумной камеры и ротора.

Согласно изобретению эта задача решается тем, что после взвешивания ротора, разгона его до частоты вращения ниже номинальной, гашения нутационных колебаний ротора, оказывают ударное воздействие на гироскоп и наблюдают за нутационными колебаниями ротора во время и после ударного воздействия.

Частоту вращения ротора ниже номинальной выбирают из условия сохранения целостности вакуумной камеры и ротора, в случае если подвес не выдерживает удар. Обычно эта частота в 10-20 раз ниже номинальной. Если нутационные колебания ротора после удара не изменились, это свидетельствует, что ротор не соприкасался с внутренней поверхностью вакуумной камеры, т.е. подвес выдержал ударное воздействие. При касании ротором внутренних элементов камеры происходит увеличение амплитуды нутационных колебаний, однако целостность вакуумной камеры сохраняется.

На предприятии ЦНИИ «Электроприбор» предлагаемое техническое решение осуществляется при испытаниях на ударное воздействие электростатических гироскопов.

Гироскоп устанавливается на ударный стенд, ротор гироскопа взвешивается с помощью следящих систем подвеса, разгоняется до безопасной частоты вращения, равной 10-20 Гц, разгонным статором, производится гашение нутационных колебаний постоянным магнитным полем, включается ударный стенд, производится удар, и во время и после удара наблюдают за нутационными колебаниями ротора. Если амплитуда нутационных колебаний во время удара и после удара не изменилась по сравнению с первоначальной, делается вывод о том, что гироскоп выдержал ударное воздействие. В противном случае имеется возможность исследовать причину отказа гироскопа.

Способ испытаний электростатического гироскопа на ударное воздействие, заключающийся в установке гироскопа на ударный стенд, взвешивании и разгоне ротора, демпфировании его нутационных колебаний, оказании ударного воздействия на гироскоп, наблюдении за нутационными колебаниями ротора во время и после ударного воздействия, отличающийся тем, что разгон ротора производится до частоты вращения ниже номинальной в 10-20 раз, причем, если амплитуда нутационных колебаний во время удара и после удара не изменилась по сравнению с первоначальной, делается вывод о том, что гироскоп выдержал ударное воздействие.