航海仪器【强化训练】【加入历届考题】【.ppt

航海仪器 武汉理工大学航运学院航海系 第一篇航海陀螺罗经第一章陀螺罗经指北原理 第一章陀螺罗经指北原理3 各类陀螺仪陀螺仪从广义讲就是一种能绕定点高速旋转的对称刚体 可分为下列几种 三自由度陀螺仪 陀螺仪由主轴和悬挂装置组成 主轴可以高速旋转 悬挂装置保证主轴可以指向任意方位 这种陀螺仪称三自由度陀螺仪 平衡陀螺仪 中心 重心重合的称平衡陀螺仪 自由陀螺仪 中心和重心重合的 不受外力作用的三自由度陀螺仪称为自由陀螺仪 5 进动性 进动性 高速旋转的自由陀螺仪 受外力矩M作用时 其主轴的动量矩H的失端 将以捷径趋向外力矩M的失端 主轴转动方向可用右手定规判断 具体公式及右手定规如下 习题分类 基本定义 属性 进动性等等 力矩M也用右手定规判断 具体如下 这样 我们可以用二个右手定则 对陀螺的进动方向作出判断 4 定轴性定义 三自由度平衡陀螺仪 主轴高速转动时 若不受任何外力矩作用 主轴指向将保持初始空间方位不变 如图3示 根据物理学 我们知道 自由陀螺仪的定轴性是相对惯性空间而言的 也就是说 在惯性坐标系 自由陀螺仪具有定轴性 2 地理坐标系 1 地球表面任一点O ON轴线在包含O点的子午面及水平面内 且指北 2 OW轴线为经过O点的纬度线的切线 且指西 3 OWN平面与O点水平面平行 OZ与OWN平面垂直 且指天顶 特点 在惯性坐标系中 随地球运动 三个坐标轴空间指向改变 如图2示 1 惯性坐标系定义 1 坐标系原点O在地球上 或在地球表面上移动 2 3个坐标轴指向宇宙的某三个恒星 特点 不管地球如何运动 三个坐标轴空间指向不变 如图1示 习题分类 基本定义 属性 进动性等等 D1384 所谓自由陀螺仪 37290 第七章航海仪器 3217 A 重心与其中心相重合的三自由度陀螺仪 B 主轴可指向空间任意方向的陀螺仪C 不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪 D A B C31d 不受任何外力矩作用 重心与支架中心重合的陀螺仪称为 A 三自由度陀螺仪B 下重武陀螺仪 C 自由陀螺仪D 平衡陀螺仪53c 自由陀螺仪的定义是 A 重心与中心重合的三自由陀螺仪B 主轴可指向任意方向的陀螺仪C 不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪D A B CA1385 从工程技术角度 陀螺仪的定义为 37293 第七章航海仪器 3218 A 高速旋转的对称转子及保证转子主轴指向空间任意方向的悬挂装置 B 转子及其悬挂装置的总称C 具有三自由度的转子 D 高速旋转的对称刚体C1386 何谓陀螺仪的定轴性 37298 第七章航海仪器 3219 A 其主轴指向地球上某一点的初始方位不变 B 其主轴动量矩矢端趋向外力矩矢端C 其主轴指向空间的初始方向不变 D 相对于陀螺仪基座主轴指向不变A1387 三自由度陀螺仪在高速转动时 其主轴将指向 若在垂直主轴方向上加外力矩 主轴将 37301 第七章航海仪器 3220 A 空间某一方向 产生进动 B 真北 指向真北C 空间某一方向 保持指向不变 D A和C对26c 三自由度陀螺仪定轴性是力图保持主轴相对于不变 A 船舶B 地理方位 C 宇宙空间D 任意方位D1388 满足下列 时 陀螺仪才具有定轴性 37305 第七章航海仪器 3221 A 高速旋转 B 陀螺仪中心与其重心重合 C 不受任何外力矩 D A B C 习题分类 基本定义 属性 进动性等等 C1383 高速旋转的三自由度陀螺仪其进动性可描述为 37286 第七章航海仪器 3216 A 在外力的作用下 陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力方向B 在外力矩的作用下 陀螺仪主轴的动量矩矢端力图保持其初始方位不变C 在外力矩的作用下 陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力矩D 在外力矩的作用下 陀螺仪主轴即能自动找北指北C1389 在垂直于陀螺仪主轴方向上加外力矩 陀螺仪主轴将产生进动 其进功角速度与 37307 第七章航海仪器 3222 A 外力矩成正比 动量矩成正比 B 外力矩成反比 动量矩成反比C 外力矩成正比 动量矩成反比 D 外力矩成反比 动量矩成正比B1390 自由陀螺仪的主轴动量矩指北 若加一外力矩 其方向水平向西 则主轴指北端 进动 37310 第七章航海仪器 3223 A 水平向东 B 水平向西 C 垂直向上 D 垂直向下17b 自由陀螺仪的进动性是在作用下改变主轴的指向 A 外力 宇宙空间B 外力矩 宇宙空间C 外力 地球上D 外力矩 地球上21a 陀螺仪的两个基本特征是 A 定轴性和进动性B 稳定性和适应性C 选择性和进动性D 可控性和选择性 综合题 43a 在北纬30 处 启动三自由度陀螺仪时 主轴指向 若无外力矩作用 主轴将一直指向 A 太阳 太阳B 真北 真北C 天顶 天顶D A和C对 第三节自由陀螺纹的视运动 地球自转角速度分解 W1 Wecos W2 Wesin 各个物理量含义如下 W1 地理水平面绕ON轴的转动角速度 W2 地理子午面绕OZ轴的转动角速度 We 地球自转角速度 地球的纬度 从惯性坐标系观察到的水平面和子午面的视运动规律如下 1 随着地球转动 水平面产生 东降西升 运动 2 随着地球转动 子午面产生 北纬西偏 南纬东偏 运动 注 随着地球转动 水平面和子午面的运动由二部分组成 一部分是平移 另一部分是转动 从地理坐标系观察到的主轴的视运动 由于主轴在惯性坐标中指向不变 故 主轴指北端相对水平面做 东升西降 运动 主轴相对子午面做 北纬东偏 南纬西偏 运动 如图7示 以上称主轴的视运动子午面产生 北纬西偏 南纬东偏 运动 是由于W2引起 所以 我们说W2是陀螺主轴不指北的原因 习题分类 视运动 口诀 各视运动形成的原因 不指北的原因 右上习题分类对应2个知识要点 1 从地理坐标系观察到的主轴的视运动2 陀螺主轴不指北的原因 习题分类 视运动 口诀 各视运动原因 不指北的原因 B1394 若在北纬 陀螺仪主轴作视运动 则 37321 第七章航海仪器 3227 A 主轴视运动的角速度等于地球自转角速度 B 主轴指北端向东偏离子午面后又相对水平面上升C 主轴指北端向西偏离子午面后又相对水平面下降 D 主轴指北端每24小时水平旋转一周C1392 在北纬自由陀螺仪主轴相对于午面向东做视运动 这是由于 作用 37317 第七章航海仪器 3225 A 地球自转角速度 B 地球自转角速度的水平分量C 地球自转角速度的垂直分量 D 主轴高速旋转的角速度C1393 当自由陀螺仪相对于水平面作视运动时 其进动角速度与 有关 37319 第七章航海仪器 3226 A 地理纬度 B 方位角 C A B对 D 高度角9a 位于南纬的自由陀螺仪 其主轴的视运动规律是 A 偏西 东升西降B 偏东 东升西降 C 偏东 西升东降D 偏西 西升东降10a 由于地球自转角速度的垂直分量的影响 使自由陀螺仪主轴视运动的方位变律是 A 北纬东偏 南纬西偏B 北纬西偏 南纬东偏C 偏东则上升 偏西则下降D 偏西则上升 偏东则下降18d 当船位在35 00 S 125 00 E处时 陀螺罗经主轴指北端的视运动方向应 A 偏南B 偏北C 偏东D 偏西22c 陀螺仪置于南纬某处 此时主轴指北端视运动方向是 A 偏南 B 偏北 C 偏西 D 偏东32b 在北纬自由陀螺仪视运动的规律是主轴指北端 A 保持在子午面内B 偏东而后上升 C 偏东而后下降D 每24小时旋转一圈 习题分类 视运动 口诀 各视运动原因 不指北的原因 47c 放在地球上的自由陀螺仪主轴由于作用 相对子午面做视运动 A 地球自转角速度B we的水平分量C we的垂直分量D 主轴旋转的角速度52a 自由陀螺仪主轴相对于水平面的视运动角速度与有关 A 纬度 B 方位角 C A B对D A B错A1391 影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的最主要因素是 37314 第七章航海仪器 3224 A 地球自转角速度的垂直分量 B 地球自转角速度的水平分量C 陀螺仪本身的特性 B 水平向西54c 下述有关自由陀螺仪的说法中 哪条是正确的 A 地球上自由陀螺仪主轴不能稳定指北的原因是地球自转速度太快B 自由陀螺仪主轴在外力作用下 将朝着外力的方向进动C 地球上自由陀螺仪主轴不能稳定指北是由于地球自转角速度的影响D 自由陀螺仪主轴在外力作用下 将朝着外力相反的方向进动 综合题 C1396 满足下列 陀螺仪主轴在地球上保持稳定不动 37326 第七章航海仪器 3229 A 主轴相对方位运动角速度为零 B 主轴相对垂直运动角速度为零C 主轴相对方位和垂直方向的运动角速度均为零 D 主轴空间绝对运动角速度为零C1395 若在赤道上 陀螺仪主轴位于子午面内 与水平面平行嘛 随地球自转罗经主轴指北端将 37324 第七章航海仪器 3228 A 向东偏 B 向西偏 C 保持在子午面内 D 保持一定的高度角 我们看二个产生进动的例子 用右手定则分析 得结论 支点重心不重合 可以产生力矩 3 下重式摆式罗经控制力矩的产生 只有向西进动 才有可能指北 只有产生力矩 才能进动 下重式摆式罗经通过重心相对支撑点下移 从而产生控制力矩 通过控制力矩产生向西的进动 这一方法又称下重式 安许茨系列罗经采用这一方法 控制力矩又称摆性力矩 下重式控制力矩产生的主轴进动规律 假定在北纬 如左图示 图a 图b 为主轴东升过程 主轴矢端渐渐高出水平面 显然 重心会慢慢偏离支撑线 从而形成力矩M 该力矩使得主轴向西进动 力矩M和主轴进动的方向由上面二个右手定则确定 主轴向西进动 将抵消北纬东偏视运动 使主轴指北 在南纬分析同上 不再重复 最终得到下列结论 结论为 主轴H端水平面之上 向西进动 主轴H端水平面之下 向东进动 主轴平行于水面 不进动 习题分类 安许茨控制力矩 习题分类 控制力矩的作用 右上习题分类对应2个知识要点 1 控制力矩的形成2 控制力矩的进动口诀 4 液体连通器式罗经控制力矩的产生 套在主轴上的液体连通器 因为主轴的东升西降视运动 其内的液体流动 导致重心偏离支撑线 形成控制力矩 详细分析与下重式控制力矩的产生类似 不再重复 结论如下 结论 下重式H指北 液体连通器式H指南 下重式H端和液体连通器式H末端 在控制力矩作用下 具有相同的进动规律 即 主轴水平之上 向西进动 主轴水平之下 向东进动 主轴平行水面 不进动 这一方法又称水银器法 斯伯利系列罗经采用这一方法 习题分类 斯伯利控制力矩 习题分类 控制力矩的作用 右上习题分类对应2个知识要点 1 从地理坐标系观察到的主轴的视运动2 陀螺主轴不指北的原因 阿玛一勃朗罗经用电磁方法产生控制力矩 设计使得电磁控制式罗经与液体连通器式罗经的控制力矩有相同的性质性质 产生进动规律如下 主轴H端水平之上 向西进动 主轴H端水平之下 向东进动 主轴平行水面 不进动 习题分类 控制力矩的作用 35b 陀螺罗经的控制设备产生的控制力矩可使主轴 A 相对于地球具有稳定位置B 具有寻找真北的性能 C 具有指北的性能D A和B都是39b 使自由陀螺仪成为罗经 是利用它的 使其主轴始终稳定在 A 稳定性 子午面内指北B 进动性 子午面内指北 C AB都对D AB都不对51c 陀螺罗经施加控制力矩的作是为了 A 克服陀螺仪主轴在高度上的视运动B 消除纬度误差C 克服陀螺仪主轴在方位上的视运动D 消除速度误差44a 在地球上要把自由陀螺仪变为陀螺罗经 必须对其施加 A 控制力矩B 阻尼力矩 C A BD AB都错16a 影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的主要因素是地球自转角速度的 A 垂直分量B 水平分量 C 在陀螺仪主轴上的分量D 在陀螺仪水平轴上的分量C1398 陀螺罗经必须具有控制力矩 其作用是 37338 第七章航海仪器 3231 A 克服陀螺仪主轴在高度上的视运动 B 消除纬度误差C 克服陀螺仪主轴在方位上的视运动 D 消除速度误差B1399 陀螺仪具有控制力矩 可使主轴具有 的性能 37341 第七章航海仪器 3232 A 相对于宇宙稳定不动 B 具有寻找真北 C 具有稳定指北 D A和B均对B1406 把自由陀螺仪改造为陀螺罗经 关键是要 37366 第七章航海仪器 3239 A克服地球自转 B克服地球自转角速度垂直分量所引起的主轴视运动C 克服地球自转角速度水平分量所引起的主轴视运动 D 克服陀螺仪的定轴性 习题分类 安许茨控制力矩 A1417 安许茨系列罗经获得控制力矩的方法是 37403 第七章航海仪器 3250 A 使陀螺仪的重心沿垂直轴从中心下移 B 在平衡陀螺仪南北方向上挂上盛有液体的容C 由电磁摆所控制的力矩器产生 D 使陀螺仪的重心沿垂直轴从中心上移C1419 因采用控制力矩的方式不同 安许茨型罗经动量矩指向 而液体连通器式罗经动量矩指向 37409 第七章航海仪器 3252 A 北 北 B 南 南 C 北 南 D 南 北24c 重心下移法陀螺罗经主轴高于水平面时 其重力控制力矩的方向是指 A 东B 南 C 西D 北33a 安许茨系列罗经控制力矩产生的方法是 A 重心沿垂直轴下移B 使用盛有液体的容器 C 由电磁摆控制的力矩器产生D 重心沿垂直轴上移13a 安许茨系列罗经的动量矩H矢端是 A 指北B 指南 C 指东D 指西 习题分类 斯伯利控制力矩 27c 水银器法陀螺罗经主轴高于水平面时 其重力控制力矩的方向是 A 东B 南 C 西D 北2B 控制力矩采用液体连通器产生的是哪种型号的罗经 其罗经动量矩的方向指 A 安许茨 南B 斯伯利 北 C 安许茨 北D 斯伯利 南55a 单转子液体连通器罗经的液体连通器产生 A 摆性力矩B 阻尼力矩C A和B都对D A和B都错 综合题 41b 陀螺罗经在高纬度区使用 其指向精度下降是由于变小的缘故 A 主轴动量矩B 控制力矩 C 阻尼力矩D 指向力矩C1400 引起陀螺罗经控制力矩变化的因素为 37345 第七章航海仪器 3233 A 纬度 B 方位角 C 高度角 D 主轴动量矩40c 陀螺罗经的控制力矩大小随变化而变化 A 纬度B 方位角 C 高度角D 主轴动量矩 第五 六节下重式和液体连通器式等幅摆运动 控制力矩产生的主轴运动具体形式及意义 图式同化与顺应 1 等幅摆运动的各种速度矢量 V1 东升西降视运动速度矢量 V2 北纬东偏 南纬西偏视运动速度矢量 U2 控制力矩产生的进动速度矢量 由V1 V2 U2产生的主轴末端运动轨迹为等幅摆运动 如右图示 对于下重式 V1 V2 U2指主轴方向末端线速度 对于液体连通器式 V1 V2 U2指主轴反方向末端线速度 等幅摆运动规律 通过解算陀螺方程 得出主轴运动规律如下 1 轨迹为扁平状椭圆 高度角变化1 方位角度变化20 30 2 椭圆扁率 椭圆的运动周期T与H M 纬度有关 与起始位置无关 与船速无关 知识点 椭圆等幅摆动 安许茨斯伯利系列阿玛一勃朗系列 A1397 受地球自转的影响并在控制力矩的作用下 陀螺仪主轴将作 的摆动 37334 第七章航海仪器 3230 A 椭圆等幅B 圆型等幅C 双曲线等幅D 螺旋线等幅A1403 机械摆式罗经等幅摆动的轨迹为一椭圆 若罗经结构参数不变 船位不变时 37355 第七章航海仪器 3236 A 椭圆扁率不变B 椭圆扁率随机变化C 长半轴增大 短半轴相应地减小D 以上均错 2 减幅摆运动 1 液体连通器式 斯伯利型 罗经阻尼力矩的产生 阻尼力矩产生的方法 陀螺房西侧配重物 如图所示 详细分析与下重式产生控制力矩类似 不再重复 我们得到下列结论 结论 阻尼力矩产生的线速度为U3 U3的规律如下 1 主轴末端在水平面之上时 阻尼重物使主轴末端向下进动 速度矢量为U3 2 主轴末端在水平面之下时 阻尼重物使主轴末端向上进动 速度矢量为 U3 3 主轴在水平面时不进动 速度矢量U3 0故称 垂直轴阻尼法 或 短轴阻尼法 习题分类 斯伯利阻尼力矩及减幅摆 知识点 阻尼力矩作用 指标 安许茨斯伯利系列阿玛一勃朗系列 右上习题分类对应2个知识要点 1 减幅摆运动运动轨迹 反时针收敛螺旋线 2 减幅摆运动规律 在上述阻尼力矩作用下 解陀螺方程 我们可以得到减幅摆运动规律如下 1 轨迹为反时针收敛螺旋线2 解得稳定位置 3 说明稳定位置不在子午面内 不指北 偏东但高于水平面 高于水平面将产生向西进动的控制力矩 该进动抵消北纬东偏视运动 4 因阻尼力矩与水平面垂直 故称 垂直轴阻尼法 短轴阻尼法 右上 下二个习题分类对应2个知识要点 1 减幅摆运动运动轨迹 反时针收敛螺旋线 减幅摆运动规律阻尼因数 习题分类 安许茨阻尼力矩及减幅摆 知识点 阻尼力矩作用 指标 安许茨斯伯利系列阿玛一勃朗系列 2 下重式陀螺罗经阻尼力阻的多生采用液体阻尼器来产生阻尼力阻 如图示 连通器内的液体粘性 是产生所要求的阻尼力矩的保证 设计上要求达到 阻尼力矩超前控制力矩90度指真北时 阻尼力矩 0详细分析与下重式产生控制力矩类似 不再重复 我们得到下列结论 结论 阻尼力矩产生的线速度为U3 U3的规律如下 1 主轴位于子午面之东 U3向西 2 主轴位于子午面之西 U3向东 3 主轴在子午面上 U3 0故称 水平轴阻尼法 或 长轴阻尼法 解算陀螺方程得出主轴运动规律如下 1 轨迹为反时针收敛螺旋线2 主轴稳定位置为 r 0 r Hw2 M C r 方位角 r 高度角可见 主轴在子午面内 指北 但高于水平面 高于水平面 将产生向西进动的控制力矩 该进动 U2 抵消北纬东偏视运动 3 因阻尼力矩与水平面平行 故称 水平轴阻尼法 长轴阻尼法 4 阻尼周期T与纬度 H M有关5 从起动到主轴指向满足航海精度要求 1 所乘时间为罗经稳定时间 一船为4h左右 也就是2 3个减幅摆周期 稳定时间与阻尼因数f TD有关 一般应在开航前4 5h启动安许茨罗经 只有在前次关闭罗经 船舶靠在码头一直未改航向时方可在开航前2 3h启动罗经 阿玛一勃朗罗经用电磁方法产生阻尼力矩 设计使得电磁控制式罗经与液体连通器式罗经的阻尼力矩有相同的性质性质 产生进动规律如下 主轴H端在水平面之上时 主轴H端向下进动 主轴H端在水平面之下时 主轴H端向上进动主轴在水平面时 不进动 阻尼因数 dampingfactor 陀螺罗经主轴作阻尼运动时 主轴偏离子午面以东 或以西 的方位角 最大值与相继偏离子午面以西 或以东 的方位角最大值之比 f 1 2 n n 1陀螺罗经阻尼因数 的大小由罗经结构参数决定 结构参数一定 其阻尼因数为定值 各种陀螺罗经的阻尼因数 可能不同 一般为2 5 4 习题分类 安许茨阻尼力矩及减幅摆 38a 下列哪种陀螺罗经采用液体阻尼器 A 下重式B 水银器式 C 电磁控制式D 斯伯利20型D1404 安许茨4型陀螺罗经阻尼力矩的大小与 成正比 37357 第七章航海仪器 3237 A 纬度 B 主轴高度角 C 陀螺仪动量矩 D 多余液体角45a 对垂直轴阻尼的陀螺罗经 当主轴指北端下降向水平面靠拢时 阻尼力矩 A 增进其靠拢B 阻止其靠拢 C 不起作用D 以上都不对B1414 安许茨4型罗经 在纬度20 处起动时达稳定指北需3小时 若起动状态一样 则在纬度60 处达稳定指北的时间 37392 第七章航海仪器 3247 A 仍为3小时 B 大于3小时 C 小于3小时 D A B C皆可能1a 一般应在开航前启动安许茨罗经 只有在前次关闭罗经 船舶靠在码头一直未改航向时方可在开航前启动罗经 A 4 5h 2 3hB 2 3h 0 5 1h C 8 10h 5 6hD 0 5 1h 20 30min12B 安许茨4型罗经 在纬度20 处启动时到稳定指北需3小时 若启动状态不变 在纬度50 处达到稳定指北的时间 A 大于3小时B 小于3小时 C 仍为3小时D 不定B1420 根据 海船航行设备规范 的要求 陀螺罗经自起动至稳定的时间不应大于 小时 37413 第七章航海仪器 3253 A 3 B 6 C 1 5 P 8C1415 根据 海船航行设备规范 的要求 一般要在开航前4 6小时起动陀螺罗经 这是因为 37397 第七章航海仪器 3248 A 罗经约经3个周期的阻尼摆动才达到其正常工作温度 B 罗经约经3个周期的阻尼摆动才达到其正常工作电流C 罗经约经3个周期的阻尼摆动才达到稳定 D 罗经约经3个周期的阻尼摆动才转速稳定 误差消除A1412 陀螺罗经的阻尼因数或称衰减因数是表示主轴在 减幅摆动过程的快慢程度 37386 第七章航海仪器 3245 A 方位角上 B 高度角上 C 多余液体角 D 以上均对5c 陀螺罗经的主轴指北端自启动到稳定指向所需的时间与 有关 A 航向B 航速 C 纬度D 经度36c 开航前四小时启动陀螺罗经的原因是 罗经约经3个周期的阻尼摆动才能达到 A 正常工作温度B 正常工作电流 C 稳定D 转速稳定 误差消除A1401 起动船用陀螺罗经时 其主轴指北端的摆动轨迹为 37349 第七章航海仪器 3234 A 收敛螺旋线 B 指数衰减曲线 C 椭圆曲线 D 以上均错B1402 陀螺罗经的阻尼因数表示主轴减幅摆动过程快慢程度 其大小在 范围 37351 第七章航海仪器 3235 A 1 2 B 2 5 4 C 5 10 D 以上均错 习题分类 斯伯利阻尼力矩及减幅摆 3a 为使液体连通器罗经自动找北 其阻力重物必须放在陀螺房 侧A 西B 东 C 南D 北A1408 体连通器式陀螺罗经在起动过程中 当主轴指北端向水平面靠拢 阻尼力矩起到 的作用 37373 第七章航海仪器 3241 A 增进其靠拢 B 阻止其靠拢 C 不起作用 D 以上都不对25a 采用液体阻尼器法称为 A 水平阻尼法B 重力控制力矩法 C 电磁控制力矩法D 垂直阻尼法48b 水银器罗经阻尼重物必须加在 才能使主轴稳定指北 A 随动部分西B 灵敏部分西 C 随动部分东D 灵敏部分东B1409 下列何种陀螺罗经采用西边加重物的垂直轴阻尼法 37377 第七章航海仪器 3242 A 安许茨4型罗经 B 斯伯利37型罗经 C 航海l型罗经 D 阿玛一勃朗10型罗经 综合题 D1407 一个自由陀螺仪要成为实用的陀螺罗经 必须对其施加 37370 第七章航海仪器 3240 A 进动力矩和稳定力矩 B 控制力矩和稳定力矩 C 进动力矩和阻尼力矩 D 控制力矩和阻尼力矩D1416 下列罗经中 罗经采用长轴阻尼法 罗经采用短轴阻尼法 37399 第七章航海仪器 3249 A 阿玛一勃朗系列 安许茨系列 B 斯伯利系列 阿玛一勃朗系列C 阿玛一勃朗系列 斯伯利系列 D 安许茨系列 斯伯利系列和阿玛一勃朗系列 第二章陀螺罗经误差及其消除 2 液体连通器式 电磁式减幅摆运动稳定位置 习题分类 纬度误差产生原因 补偿方法 安许茨斯伯利系列阿玛一勃朗系列 所以液体连通器式 电磁式陀螺存在指北误差 该误差由U3产生 也就是说 由垂直轴阻尼力矩产生 稳定位置表达式包含纬度 故称为纬度误差 右上习题分类对应2个知识要点 1 哪种陀螺有纬度误差 2 稳定位置在那里 北纬 2 下重式减幅摆运动 习题分类 纬度误差产生原因 补偿方法 安许茨斯伯利系列阿玛一勃朗系列 右上习题分类对应2个知识要点 1 下重式为什么没有纬度误差 2 稳定位置在那里 北纬 补偿法 定义 液连式和电磁式减幅摆稳定位置存在指北误差 该误差与纬度有关 则称为纬度误差 纬度误差的消除 a 内补偿法通过加补偿力矩 消除纬度误差 这一方法称为内补偿法 b 外补偿法 针对液连式 根据计算结果 移动主罗经的基线 消除纬度误差 这一方法称为外补偿法 c 总结1 下重式无纬度误差 2 液连式采用内补偿法 加垂直补偿力矩抵消纬度误差 电磁式也采用内补偿法 加水平补偿力矩抵消纬度误差 液连式还可以采用外补偿法 习题分类 纬度误差产生原因 补偿方法 安许茨斯伯利系列阿玛一勃朗系列 右上习题分类对应2个知识要点 1 什么是内补充 外补偿 2 哪种陀螺采用内补充 哪种陀螺采用内补充 习题分类 纬度误差产生的原因及稳定位置 81d 纬度误差产生的原因是 A 水银器B 重心下移 C 液体阻尼器D 阻尼重物69b 陀螺罗经产生纬度误差的主要原因是由于阻尼力矩作用于 上所致 A 水平轴OXB 垂直轴OZ C 水平轴OYD A或C76d 安许茨系列陀螺罗经无 误差 A 速度B 冲击 C 摇摆D 纬度D1427 因安许茨系列罗经采用了 则罗经不产生纬度误差 37437 第七章航海仪器 3260 A 陀螺球重心下移 B 双转子 C 液浮支承 D 水平轴阻尼法D1421 位于南纬某处静止基座上的斯伯利37型罗经 其主轴的稳定位置为 37415 第七章航海仪器 3254 A 子午面之东 水平面之上 B 子午面之东 水平面之下C 子午面之西 水平面之上 D 子午面之西 水平面之下A1422 陀螺罗经的纬度误差是采用 阻尼法造成的 且随纬度的增大而 37419 第七章航海仪器 3255 A 垂直轴 增大 B 水平轴 增大 C 垂直轴 减小 D 水平轴 减小A1405 在北纬静止基座上 下重式罗经主轴指北端的稳定位置是 37361 第七章航海仪器 3238 A 子午面内水平面之上 B 子午面内水平面之下 C 子午面之东水平面之上 D 子午面之西水平面之下A1410 在北纬 船用陀螺罗经在稳定位置时 为什么其主轴要在水平面之上有一高度角 主要用于产生 37380 第七章航海仪器 3243 A 控制力矩 B 阻尼力矩 C 动量矩 D 以上均错42b 使罗经主轴在其稳定位置稳定的两个条件是 1 主轴必须位于子午面内 2 主轴必须垂直于子午面 3 Wpz W2 4 Wpz W2A 1 3 B 1 4 C 2 3 D 2 4 23a 安许茨罗经主轴指北端在北纬静止基座 的稳定位置是 A 子午面内水平面之上B 子午面内水平面之下 C 子午面之东水平之上D 子午面之西水平之下29c 斯伯利罗经主轴指北端在北纬静止基座上的稳定位置是 A 子午面内水平面之上B 子午面内水平面之下 C 子午面之东水平面之上D 子午面之西水平面之下 习题分类 纬度误差补偿方法 A1424 陀螺罗经的纬度误差采用内补偿方法后 陀螺罗经的指北端 37426 第七章航海仪器 3257 A 回到地理子午面内 B 回到磁子午面内 C 仍偏离子午面 D A或B均可 第二节速度误差 一 速度误差成因分析 由图通过分析知 航速将在Zo Wo No轴上产生新的角速度 根据右图关于Wz0 WN Ww三个公式 其中Zo N二轴上的角速度可以略去不计 只有W轴上的角速度起作用 产生视运动 本船驶向东北方向 主轴北升南降 物理解释如下 只有Ww VCos C Re起作用 其方向为W轴正向 这将导致水平面沿北方向的下倾牵连运动 主轴为保惯性坐标指向不变 出现主轴相对水平面抬高的视运动 控制力矩将使其向西运动 主轴西偏产生向下的视运动 从而二者抵消 主轴西偏的角度为速度误差 以上分析的基础是偏北航向 若为偏南航向 显然主轴应东偏 根据陀螺方程 由数学分析 得三类罗经各误差公式如右示 根据误差公式 我们得到下列结论 二 结论由以上三种罗经的分析得出下列结论 1 三种罗经的速度误差表达式相同与Re We V C 有关 与罗经结构参数 H M 无关2 对于右图 从速度误差公式可知 正南北 N S 航向时 rv绝对值最大 正东西 W E 航向时 rv为零 3 0 90 270 0 航区 偏北航向 rv 0 有西误差 90 180 180 270 偏南航向 rv 0 有东误差 习题分类 速度误差成因 特点 右上习题分类对应2个知识要点 1 引起速度误差的原因 2 分析速度误差得出的结论 三 速度误差的消除 1 内补偿法 1 电控罗经 在垂直轴加补偿力矩MZV 产生向下的进动 主轴抬高的视运动将被抵消 从而消除速度误差 2 液体连通器式罗经 在垂直轴加二个补偿力矩 速度补偿力矩MZV和纬度补偿力矩 从而将速度误差和纬度误差都被消除 2 外补偿法 对于下重式罗经根据公式 rv VcosC ReWecos VsinC 制作出表格实际使用时 采用查表法 习题分类 速度误差的补偿方法 右上习题分类对应2个知识要点 1 什么是速度误差内补充 速度误差外补偿 2 哪种陀螺采用内补充 哪种陀螺采用内补充 习题分类 速度误差成因 特点 A1436 船舶恒向恒速运动时 陀螺罗经将产生 37478 第七章航海仪器 3269 A 速度误差 B 摇摆误差 C 冲击误差 D 纬度误差83A 船舶恒向等速运动时 陀螺罗经主轴的稳定位置偏离子午面产生 A 速度误差B 变向误差 C 冲击误差D 纬度误差88a 陀螺罗经产生偏西的速度误差最大值的航向是 A 000 B 090 C 180 D 270 D1437 引起陀螺罗经速度误差变化的主要因素有 37482 第七章航海仪器 3270 A 航向 B 航速 C 船舶所在地纬度 D A B C57d 陀螺罗经的速度误差与下列哪一项无关 A 航速B 航向 C 船舶所在纬度D 罗经结构参数75d 下列哪项与陀螺罗经的速度误差无关 A 航向B 航速 C 地理纬度D 地理经度80c 船舶在哪个航向上航行时 陀螺罗经的速度误差最大 A 045 B 090 C 180 D 270 C1438 陀螺罗经的速度误差随船航向变化 在 航向上速度误差最大 37487 第七章航海仪器 3271 A 045 和225 B 090 和270 C 000 和180 D 135 和315 B1435 下列有关陀螺罗经误差的说法中 是错误的 37473 第七章航海仪器 3268 A 采用垂直轴阻尼法的陀螺罗经产生纬度误差 B 速度误差与船舶所在地的纬度无关C 采用外补偿法消除速度误差时 陀螺罗经主轴的原稳定位置不变 D 第一类冲击误差在船舶机动终了后约1h即可消失D1439 下列那些与陀螺罗经的速度误差无关 37490 第七章航海仪器 3272 A 航速 B 航向 C 船舶所在纬度 D 罗经结构参数D1423 下列 因素会影响陀螺罗经的速度误差 37423 第七章航海仪器 3256 A 航向 船速 B 地球半径 纬度 C 地球自转角速度 D A B C E 水平轴 减小B1440 陀螺罗经的速度误差与纬度 而与纬度的符号 37494 第七章航海仪器 3273 A 有关 有关 B 有关 无关 C 无关 无关 D 无关 有关82d 三种不同型号罗经装于同一船上 其速度误差值是 A 安许茨和斯伯利相等B 斯伯利和阿玛 勃朗相等C 阿玛 勃朗和安许茨相等D 安许茨 斯伯利和阿玛 勃朗相等 习题分类 速度误差的补偿方法 A1442 斯伯利37型罗经速度误差经外补偿后 罗经主轴在方位上将 37503 第七章航海仪器 3275 A 位于子午面内 B 位于水平面内 C 仍然偏离子午面 D 以上均错C1426 3259 在船舶纬度和速度变化 范围时 应重新调整 度误差和速度误差旋钮 37433 第七章航海仪器 3259 A 根据船舶的瞬时纬度和航速进行校正 B 每当纬度变化1 航速变化l节校正一次C 每当纬度至多变化5 航速至多变化5节校正一次 D 对纬度和航速的变化无具体要求 综合题 73b 在船由前进一变为前进三以后两小时 船上的斯伯利20型罗经可能有误差 A 速度和冲击B 速度和纬度 C 冲击和摇摆D 纬度和冲击89b 船舶恒速恒向航行时 下列哪种罗经将同时产生纬度误差和速度误差 A 安许茨IV型罗经B 斯伯利37型罗经 C 航海I型罗经D 普拉特C型罗经85a 在航行期间 哪种罗经产生的纬度误差和速度误差必须校正 A 阿玛 勃朗10型罗经B 航海I型罗经 C 安许茨IV型罗经D 普拉特C型罗经71c 阿玛 勃朗10型罗经在北纬90 航行的船上 出现的速度误差 A 是东误差B 是西误差C 方向不定D 只有纬度误差 无速度误差 第三节冲击误差船舶机动时产生加速度 从而出现与加速度方向相反的惯性力 定义1 船舶机动时产生的惯性力作用在控制设备上所产生的误差 称为第一类冲击误差BI 机动终了时 主轴从所在位置向新稳定位置作收敛螺旋线运动 这期间主轴与新稳定位置的方位夹角 称为第一类冲击误差BI的值 定义3 惯性力作用在控制设备上 从而使主轴产生进动 在机动期间 t内 主轴进动产生的相对原稳定位置的角位移 称为冲击位移BZ 习题分类 第一类冲击误差成因 特点等等 舒拉条件 定义4 机动之前 原稳定位置rv1的速度误差为 rv1 机动之后新稳定位置rv2的新速度误差为 rv2 则新稳定位置和原稳定位置的夹角称为速度误差之差 r 习题分类 第一类冲击误差成因 特点等等 设计纬度 若机动终了时 恰好到达机动之后的新稳定位置 之后稳定在新稳定位置上 故不存在第一类冲击误差BI 满足舒拉条件 经数学推导有下结论 习题分类 第一类冲击误差成因 特点等等 H M一定时 满足上式的纬度 称为罗经的设计纬度 也就是 在设计纬度上 罗经的等幅摆动周期T 84 8 min 结论 1 在设计纬度 o上 摆动周期为84 4min 不存在第一类冲击误差 M H不可调 若M H可调 使任一纬度摆动周期为84 4 则罗经在任何纬度不存在第一冲击误差 2 机动终了时 第一类冲击误差具有最大值 机动终了后 冲击误差的大小和方向均周期性变化并逐渐消失 0 则 当 o时 冲击位置BI 0 主轴机动终了时 偏于新稳定位置之西 如果存在南向加速度 rv2 rv1 0 则结论相反 阻尼因素的定义 前一次偏东最大方位角与下一次偏东最大方位角之比 习题分类 第一类冲击误差成因 特点等等 第二类冲击误差定义 惯性力作用在阻尼设备上 机动终了后 经减幅摆不能到达第一类冲差引起的新稳定位置 与该新稳定位置有一个误差 该误差称为第二类冲击误差 在机动过程中关闭阻尼器可消除第二类冲击误差 根据分析 我们有下列结论 o时 二类冲击误差同符号 应关闭阻尼器 第二类冲击误差消失的时间长度 机动之后大约1 h 习题分类 第二类冲击误差 习题分类 第一类冲击误差成因 特点等等 A1441 当船舶航行纬度不在设计纬度时 陀螺罗经的冲击误差将 37497 第七章航海仪器 3274 A 增大 B 变小 C 不变 D 大小根据罗经结构而定A1429 陀螺罗经第一类冲击误差是指 而产生的误差 37442 第七章航海仪器 3262 A 惯性力矩作用在罗经重力控制设备上 B 惯性力矩作用在罗经阻尼设备上C 惯性力矩作用在罗经几何中心上 D 罗经在船舶摇摆时 C1430 当船舶机动航行的纬度为 时 陀螺罗经不产生第一类冲击误差 37445 第七章航海仪器 3263 A 高于设计纬度 B 低于设计纬度 C 设计纬度 D 赤道附近B1431 船舶机动时罗经受惯性力矩的影响 大约在船机动以后 小时左右消失 37448 第七章航海仪器 3264 A 0 5 B 1 0 C 3 0 D 5 0D1432 船舶在海上转向后 船上罗经会有 误差 37452 第七章航海仪器 3265 A 纬度和冲击 B 速度和纬度 C 冲击和摇摆 D 速度和冲击C1428 当船舶变速变向运动时 陀螺罗经受到惯性力矩的作用 使主轴偏离 形成的误差叫 37440 第七章航海仪器 3261 A 真北 速度误差 B 真北 摇摆误差 C 稳定位置 冲击误差 D 稳定位置 纬度误差D1425 若陀螺罗经不产生冲击误差 船舶应处在 运动状态 37429 第七章航海仪器 3258 A 变速变向 B 恒速变向 C 变速恒向 D 恒速恒向B1411 当陀螺罗经结构参数一定时 罗经等幅摆动的周期为84 4分钟所对应的纬度被称为 37383 第七章航海仪器 3244 A 标准纬度 B 设计纬度 C 20 D 固定纬度C1413 舒拉条件是指当陀螺罗经的等幅摆动周期为 陀螺罗经不存在第一类冲击误差 37389 第七章航海仪器 3246 A 6小时 B 90分钟 C 84 4分钟 D 60分钟 习题分类 第一类冲击误差成因 特点等等 30c 阻尼因素的定义是 前一次最大方位角与下一次最大方位角之比 A 偏东 偏西B 偏西 偏西C 偏东 偏东D 偏东或偏西 偏西或偏东50b 陀螺罗经结构参数一定时 等幅摆动的周期为84 4分钟的纬度为 A 60 B 设计纬度C 55 D 任意纬度72d 当船舶在海区机动航行时 陀螺罗经不产生第一类冲击误差 A 低于设计纬度B 高于设计纬度 C 赤道D 设计纬度90b 船舶机动所产生的冲击误差 大约在机动以后小时该误差消失 A 0 5B 1 C 3 0D 591d 船刚调头完毕时 船上航海I型罗经会有误差 A 纬度和冲击B 速度和纬度C 冲击和摇摆D 速度和冲击84c 船舶变速变向时 陀螺罗经受惯性力作用 主轴偏离稳定位置形成的误差叫 A 速度误差B 纬度误差C 冲击误差D 变向误差86a 罗经第一类冲击误差是指而产生的误差 A 惯性力作用在罗经控制设备上B 惯性力作用在罗经阻尼设备上C 惯性力作用在罗经中心上D 罗经受到敲打 震动 习题分类 第二类冲击误差 93d 航海I型罗经的阻尼开关置于 无阻尼 位置 用于船舶航行于纬度可消除冲击误差 A 低 第一类B 高 第一类C 低 第二类D 高 第二类87a 航海I型罗经的阻尼开关在情况下应放在无阻尼位置 A 北纬65度机动航行B 北纬45度机动航行C 北纬65度恒速恒向航行D 北纬45度恒速恒向航行15c 为了减小冲击误差 当船在低于设计纬度的海区机动航行时 应 A 关闭阻尼器B 不关闭阻尼器 C 接通冷却开关D 断开随动开关74a 为减少冲击误差 当航行低于设计纬度 的海区时 船船机动过程中应将陀螺罗经的开关 A 阻尼 接通B 随动 接通C 阻尼 断开D 随动 断开 第四节 摇摆误差定义 船舶摇摆所产生的惯性力作用于单转子摆式罗经重力控制设备上 从而引起的指北误差 物理分析略 引用结论如下 1 特点 1 摆摇误差与罗经的结构参数 摇摆方向 纬度等有关2 在隅点航向 045 135 225 315 航行 且横摇时摇摆误差最大 2 误差消除 1 安许茨 陀螺球内放二个陀螺马达 且它们的动量矩H相互垂直从而消除误差 2 斯伯利 液体连通器的液体采用硅油 流动周期大于摇摆周期从而消除误差 3 阿玛 勃朗 电磁摆内充满硅油 对摆锤强阻尼 船舶摇摆时 摆捶不随船舶摇摆 从而消除误差 第五节基线误差定义 主罗经和分罗经中均装有用来读取航向的基线 基线应与船首尾线平行 否则会产生误差 称该误差为基线误差 如图示 习题分类 摇摆误差 安许茨斯伯利系列阿玛一勃朗系列 C1433 为什么安许茨系列罗经的陀螺球要采用双转子结构 37463 第七章航海仪器 3266 A 纬度误差 B 第一类冲击误差 C 摇摆误差 D 速度误差77b 在下列哪个航向上 陀螺罗经的摇摆误差最大 A 000 B 045 C 090 D 180 78c 安许茨IV型罗经的陀螺球采用双转子结构是为了消除误差 A 纬度B 第一类冲击C 摇摆D 速度 习题分类 基线误差 D1443 陀螺罗经的基线误差是指罗经基线与船首尾线 而由此产生 的误差 37507 第七章航海仪器 3276 A 平行 偏离真北 B 不平行 偏离真北C 平行 指向 D 不平行 指向A1444 陀螺罗经的基线误差是指罗经 37511 第七章航海仪器 3277 A 航向读数误差 B 偏离真北的误差C 偏离罗北的误差 D 偏离水平面的误差68a 陀螺罗经的基线误差是指罗经基线与船首尾线不平行 而由此产生的 A 航向读数误差B 偏离真北的误差C 偏离罗北的误差D 偏离水平面的误差的 第三章安许茨陀螺罗经第一节概述安许茨陀螺罗经是最早的船用陀螺罗经 德国的安许茨型 普拉特型 中国的航海 型 日本的北辰型都是属于该系列 第二节主罗经结构一 灵敏部分 灵敏部分是以主轴为主的 包含控制设备和阻尼设备 具有三个自由度的指北部分 安许茨陀螺罗经的灵敏部分是一个陀螺球 陀螺球内 装有陀螺马达和陀螺主轴 陀螺球的顶部和底部分别有呈帽状的顶电极和底电极 为马达的电源 它们均与陀螺球壳绝缘 陀螺球的球壳用黄铜压制而成 它分为上下两个半球 密闭陀螺球内充氢气 减少转动部分的摩擦阻力 器件不易氧化和有利于陀螺球散热 球壳外表面 除导电部分装有石墨电极外 其余部分均覆盖一层硬橡胶 用来绝缘 陀螺球浸浮在随动球的支承液体中 在工作温度52 3 C 时 陀螺球具有负浮力特性 也就是说 陀螺球的浮力 略小于陀螺球的重力约15 20g 因此 陀螺球沉于随动球的底部 为此 在陀螺球底部 设置电磁上托线圈 在电磁力的作用下 使陀螺球 悬浮在支承液体中 这样 陀螺球便有了三个自由度 固定在陀螺球内的 由陀螺马达使其转动的主轴 也就有了三个自由度 习题分类 支撑方式 右上习题分类对应2个知识要点 1 支撑方式由哪二部分组成 2 支承液体的工作温度 随动球的顶 底和赤道电极 分别与陀螺球的顶 底和赤道电极相对应 并通过液体 随动球的各个电极向陀螺球对应的电极供电 陀螺球的顶电极和底电极 分别由导线连接至球内的接线柱上 这就是输入陀螺马达的三相交流电的第一相和第二相的通路 在陀螺球赤道带处有一条宽赤道电极和两条相互平行的窄赤道电极 它们均与球壳相通 这是陀螺马达三相交流电的第三相通路 随动球内的液体称为支承液体 由蒸馏水 甘油 安息香酸组成 其中 增加甘油可以加大液体比重 增加浮力 增加安息香酸可以加大导电能力 习题分类 三相交流电路 右上习题分类对应1个知识要点 1 三相交流电路中各相电路的作用 上下两铝质半球内侧的顶部和底部 有涂石墨的帽状顶电极和底电极 上下两半球之间有两条赤道环 其内侧 有涂石墨的赤道电极 整个随动球除电极外 其余部分均用硬橡胶覆盖 以保证绝缘 随动球的顶 底和赤道电极 分别与陀螺球的顶 底和赤道电极相对应 随动球与陀螺球同步转动时 0 刻度线与主轴指向一致 各电极间对应的距离最短 故液体电阻最小 所以 各对应电极间的支承液体便成了各对应电极间的通路 习题分类 随动系统 二 随动部分随动部分 随动球 跟随灵敏部分 陀螺球 一起转动 以保持方位刻度上0 180 刻度线与陀螺球主轴一致 随动球 方位齿轮和方位刻度盘一起以中心导杆为垂直轴 同步转动 转动范围为360 陀螺球主轴指北时 方位刻度盘上的0 刻度线也指北 我们观察0 刻度线 就知道真北的方向 习题分类 随动系统 右上习题分类对应1个知识要点 1 随动部分的组成及作用 随动原理 当真北刻线与主轴指向一致时 陀螺球上的随动电极和随动球上的随动电极距离最近 对正 如图示 此时液体电阻最小 此时 若陀螺球逆时针转动 则 液体电阻加大 随动系统根据这一信号 使随动球和废度盘逆时转动 直到二随动电极再次对正为止 习题分类 随动系统 当方位电机转动时 经传动齿轮 带动方位齿轮 借助于销子与啮合凹槽的联系 带动随动球转动 随动球 方位齿轮和方位刻度盘一起以中心导杆为垂直轴 可以作360 的转动 从方位刻盘上能够读取船舶的航向 方位齿轮同时也带动同步发送器的转子转动 把航向信号传给分罗经 同步发送器采用自整角机 属于交流同步式 习题分类 随动系统 下重式控制力矩 下重式陀螺球的重心低于主轴的支撑点 从而产生控制力矩 下重式阻尼力矩 由液体阻尼器产生阻尼力矩 液体阻尼器为一圆环形容器 又称阻尼联通器 固定在灯形支架顶部 用以产生阻尼力矩 油室内部分别盛有粘度很高的油液 陀螺球内 装有两个陀螺马达 两个陀