航空 发表于 2011-8-10 21:10:29

基础执照AV全程-第十六章陀螺与航向

<P>基础执照AV全程-第十六章陀螺与航向</P>
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航空 发表于 2011-8-10 21:20:18

<P>陀螺定义:绕支点高速旋转的物体。<BR> 三自由度陀螺─转子、内框、外框;<BR>转子─均匀对称的飞轮,在内框中高速旋转,其旋转轴叫自转轴,旋转角速度Ω;<BR>内框─绕内框轴X,相对外框自由转动;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <BR>外框─绕外框轴Y相对支架(表壳)自由转动;<BR>内框轴X和外框轴Y转动的角速度叫牵连角速度ω。 <BR>转子、内框、外框,能绕三个互相垂直的轴旋转的陀螺,为三自由度陀螺。 <BR>二自由度陀螺─只有转子和内框,且只能绕两个互相垂直的轴旋转的陀螺。<BR>理想陀螺─三自由度陀螺的重心与支点重合,轴承无摩擦的陀螺,又叫自由陀螺(即三轴交于一点,支点与重心重合)。<BR>自由陀螺不存在,但分析陀螺特性时,我们按理想情况分析。 <BR>a)稳定性──自转轴Ω相对惯性空间方位不变的特性,稳定性包括定轴性和章动。<BR>&nbsp; 1.定轴性:陀螺不受外力矩作用时,自转轴Ω相对惯性空间方位不变。 <BR>当陀螺受到瞬时(△t)冲击力矩后,自转轴在原位附近作微小的圆锥运动,,其自转轴Ω方向基本不变。<BR>章动时圆锥运动的频率较高(常数),但振幅随冲击力矩的增大而增大,,一般情况下振幅很小。章动为0时即为定轴性。&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <BR>转子的转动惯量J ,则转子转动的动量矩H=JΩ。H越大,稳定性越好;三轴相互垂直时,稳定性最好,即J越大,Ω越大。三轴相互垂直时,且冲量矩M△t越小,越稳定。<BR>陀螺的稳定性与陀螺转子的自转角速度.转子相对于自转轴的转动惯量J.以及陀螺的三轴是否垂直有关。 <BR>三自由度陀螺受常值外力矩作用时,陀螺不在受力的平面上转动。当外力矩M矢量沿内框轴方向时,陀螺绕外框轴转动;相反,当外力矩M矢量沿外框轴方向时,陀螺绕内框轴转动。<BR>这一特性称三自由度陀螺的进动性,进动角速度为ω。 <BR>M方向顺着转子转动的方向专900,即为进动角速度ω的矢量方向。<BR>①进动角速度的大小<BR>ω=M/JΩcosα=M/Hcosα<BR>H=JΩ 陀螺的动量矩<BR>α─Ω矢量与外框轴垂直的偏离角。<BR>一般物体─转动方向与外力矩方向一致<BR>三自由度陀螺─受外力矩M作用时,自转角速度(Ω)矢量向外力矩(M)矢量方向以最短路径运动,运动角速度叫进动角速度()。当外力矩停止时,进动立即停止(M=0时,ω=0);而一般物体在惯性力矩作用下继续运动。 <BR>陀螺的稳定性和进动性都包含有陀螺力矩的作用,陀螺力矩L矢量总是与外力矩M的矢量方向相反,起着相对抗的作用。 <BR>①陀螺力矩L产生的条件─转子存在Ω同时,还有牵连角速度ω存在(即内框轴或外框轴有进动角速度ω)。<BR>②陀螺力矩的方向─牵连角(进动角)速度ω矢量方向顺着转子旋转的方向转过900<BR>③陀螺力矩L的大小─L=JΩω=Hω<BR>即L∝H L∝ω(L∝J,L∝Ω)<BR>确切式子为L=Hωcosα   α─Ω矢量 与外框轴垂直的偏离角<BR>设空中飞机发动机Ω向后,飞机左转时ω向上,则L向左。在L作用下飞机向下低头。当飞机下俯时,ω向左,则L向下,在L作用下,飞机右转。<BR>陀螺力矩产生的过程:<BR>L是由附加加速度产生的附加惯性力矩形成的(实质上L是惯性力矩)。 </P>

天若有情 发表于 2011-11-4 22:39:02

内容很好的,谢谢你了
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