第一章 电罗经 第三节

1、第四节第四节 变自由陀螺仪为陀螺罗经的方法变自由陀螺仪为陀螺罗经的方法一、自由陀螺仪不能稳定指北的主要原因一、自由陀螺仪不能稳定指北的主要原因 2 2使得自由陀螺仪指北端产生相对使得自由陀螺仪指北端产生相对于子午面的运动，是其不能稳定指北于子午面的运动，是其不能稳定指北的主要原因。的主要原因。V2=H 2 V1=H 1 y =H 1 sin H 1 当当 =0时，或时，或 90，cos 0时，时，V1 =0仅当仅当 2 =0=0即即 0 0时，时，V2= 0问题：如何克服问题：如何克服 2 2的影响？的影响？v设法人为产生一个设法人为产生一个u2使其与使其与V2大小相等，方向相反。大小相等，方

2、向相反。v利用陀螺仪的进利用陀螺仪的进动性，施加外力矩，动性，施加外力矩，产生产生u2 。问题：力矩施加问题：力矩施加在哪个轴上？在哪个轴上？v只能加于水平只能加于水平轴（轴（oY）上。）上。结论：人为施加水平轴控制力矩（结论：人为施加水平轴控制力矩（My）克服）克服 2 2影响。影响。Z。NSEW问题：如何实现？问题：如何实现？Z XY HV2U2二、控制力矩的获得二、控制力矩的获得 获得控制力矩的方法获得控制力矩的方法重力控制力矩重力控制力矩电磁控制力矩电磁控制力矩重心下移法重心下移法下重式罗经下重式罗经 （如：安许茨系列罗经）（如：安许茨系列罗经） 重心上移法重心上移法液体连通器罗经液体

3、连通器罗经 （如：斯伯利系列罗经）（如：斯伯利系列罗经） 电磁控制法电磁控制法电磁控制罗经电磁控制罗经 （如：阿玛勃郎系列罗经）（如：阿玛勃郎系列罗经） 三、下重式罗经的控制力矩三、下重式罗经的控制力矩1.下重式罗经灵敏（指北）部分的结构：下重式罗经灵敏（指北）部分的结构：G重心重心ZX陀螺球陀螺球陀螺转子陀螺转子OaH动量矩动量矩 指北指北重心重心G下移下移7-8mmH H2.重心下移后如何使主轴自动找北？重心下移后如何使主轴自动找北？mg西西东东XZZ0OGH1地球自转地球自转OGHXZZ0mg2西西东东A主轴初始水平指西主轴初始水平指西西西东东XZZ0aOGHmg1OG西西东东HXZZ0

4、mg2地球自转地球自转 My=mgsina u2=My=M B主轴初始水平指东主轴初始水平指东水平面之上，偏西水平面之上，偏西 水平面之下，偏东水平面之下，偏东 u2的方向的方向:结论：在重力控制力矩的作用下主结论：在重力控制力矩的作用下主轴指北端能自动找北。轴指北端能自动找北。=M sin M 动量矩动量矩 指南（指南（ox轴负向）轴负向）H四、液体连通器罗经的控制力矩四、液体连通器罗经的控制力矩1.液体连通器罗经灵敏（指北）部分的结构：液体连通器罗经灵敏（指北）部分的结构：连通器内装水银或硅油连通器内装水银或硅油NSXOZH地球自转地球自转2.液体连通器如何使主轴指北端自动找北？液体连通器

5、如何使主轴指北端自动找北？A主轴指北端（主轴指北端（ox正向）初始水平指东正向）初始水平指东S西西东东ONZ0ZXH1多余液体多余液体mg产生控制产生控制力矩力矩MyZ0SN西西东东ZX水平面水平面OH2mg地球自转地球自转B主轴指北端（主轴指北端（ox正向）初始水平指西正向）初始水平指西结论：液体的流动能使主轴指北端自动找北结论：液体的流动能使主轴指北端自动找北。My=多余液体重多余液体重力力臂力力臂 Mu2=My=M 水平面之下，偏东水平面之下，偏东 水平面之上，偏西水平面之上，偏西 u2的方向：的方向：H西西SN东东ZX水平面水平面mg2NZ0ZXH西西东东S1OMMEWN东东南南西西北

6、北子午面子午面水平面水平面五、下重式罗经的等幅摆动五、下重式罗经的等幅摆动1.主轴指北端投影图：主轴指北端投影图：PP(, )MMEWN投影面投影面线速度线速度产 生产 生原因原因公式公式规规 律律V1（上升（上升/下降）下降） 2 2V1=H 1方向：方向：东升西降东升西降大小：大小：与与成正比成正比 V2（偏东（偏东/偏偏西）西） 2 2 V2=H 2 方向：方向：北纬东偏，南纬西偏北纬东偏，南纬西偏大小：大小：纬度一定，纬度一定，V2不不变变 u2（控制线速（控制线速度）度） My（ 控 制（ 控 制力矩）力矩） u2=M方向：方向：水平面之上，水平面之上，u2偏西偏西水平面之下，水平面

7、之下，u2偏东偏东大小：大小：与与成正比成正比 2.主轴指北端运动线速度主轴指北端运动线速度3.主轴指北端在投影面上的运动轨迹：主轴指北端在投影面上的运动轨迹：NMM（E）（W）ABCDEFGHV1V2V1V2V1V2u2u2V2u2V1V2u2V1V2u2V2V1V1V2u2u2V2vV1随方随方位角的增位角的增大而增大大而增大vV2大小大小方向不变方向不变vU2随高随高度角的增度角的增大而增大大而增大其运动轨迹为一椭圆，分析如下其运动轨迹为一椭圆，分析如下：NMM（E）（W）结论：下重式罗经在施加了控制力矩后，其结论：下重式罗经在施加了控制力矩后，其主轴指北端运动轨迹为一等幅摆动的椭圆，并主轴指北端运动轨迹为一等幅摆动的椭圆，并不能稳定在子午面上。不能稳定在子午面上。椭圆轨迹呈扁椭圆轨