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

2、向相反。大小相等，方向相反。 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。 N S E W 问题：如何实现？问题：如何实现？ Z X Y H V2 U2 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

3、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 Z X 陀螺球陀螺球 陀螺转子陀螺转子 O a H 动量矩动量矩 指北指北 重心重心G下移下移7-8mm H H 2.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 X ZZ0 O G H 1 地球自转地球自转

4、O G H X Z Z0 mg 2 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 X ZZ0 a O G H mg 1 O G 西西 东东 HX Z Z0 mg 2 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

5、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 NS X O Z H 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 O N Z0Z X H 1 多余液体多余液体 mg产生控制产生控制 力矩力矩My Z0 S N 西西东东 Z X 水平面水平面 O H 2 mg 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

6、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 M u2=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 Z X 水平面水平面 mg 2 N Z0Z X H 西西东东 S 1 O M M E W N 东东 南南 西西北北 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： P P(, ) M M EW N 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 2 V1=H 1 方向：方

7、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： N M M （E）（W）A B C D E F G H V1 V2 V1 V2 V1 V2 u2 u2 V2u2 V1 V2 u2 V1 V2 u2 V2 V1 V1 V2u2 u2V2 vV1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： N M M （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迹