Гирокомпас типа TG — 5000 (Япония)

Гирокомпас (в морском профессиональном жаргоне — гирокомпас) — механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления. Принцип действия гирокомпаса основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли. Его идея была предложена французским учёным Фуко.

Конструкция гирокомпаса

Комплект гирокомпаса включает в себя два прибора: основной прибор и прибор трансляции курса (рис. 1). Кроме того на этом рисунке отдельно показана верхняя часть основного прибора.

Трансляция курса
Рис. 1 Основной прибор и прибор трансляции курса

Основной прибор

Основной прибор (см. рис. 1) включает в себя два отделения: гиросекцию и блок питания.

Гиросекция

Гиросекция представленная в двух проекциях (соответственно рис. 3 и 4) является главным органом всей гирокомпасной системы. По этой причине знание устройства, принципа действия и правил технического обслуживания гиросекции является необходимым условием сохранения высокой точности прибора в течение продолжительного времени эксплуатации.

Чувствительный элемент

Основной частью гиросекции является чувствительный элемент гирокомпаса (рис. 5). Указанный чувствительный элемент с помощью двух кардановых колец (установочного и горизонтального), а также с помощью следящего кольца прикреплен к поддерживающей плате. Вся эта конструкция укреплена на втулке, которая может поворачиваться по отношению к неподвижным частям основного прибора в горизонтальной плоскости на шарикоподшипниковой опоре, выполненной на двух шарикоподшипниках.

Перейдем к детальному рассмотрению устройства чувствительного элемента.

Гиросфера

Основной частью чувствительного элемента является гиросфера (рис.6). Гиросфера представляет собой герметичный шар диаметром 108 мм., внутри которого расположен гиромотор, состоящий из ротора, шарикоподшипниковых опор ротора и его электрического привода. Диаметр ротора 98 мм и ширина 30 мм. Ротор совершает приблизительно 12000 об./мин. Ротор вращается против часовой стрелки, если смотреть на него с северной стороны. Внутри гиросферы вначале создается вакуум, а затем закачивается небольшое количество гелия с тем, чтобы улучшить теплоотвод энергии, выделяемой ротором гиромотора при работе.

Для смазки шарикоподшипниковых опор применяется специальная высококачественная консистентная смазка. Ротор отбалансирован с высокой точностью так, что практически не создает вибрации при своем вращении. Для питания гиромотора используется однофазный ток, который превращается в трехфазный с помощью конденсаторов.

С северной и южной стороны гиросферы установлены статорные обмотки двух датчиков угла, включенных по специальной схеме.

Входные устройства для ввода питания внутрь гиросферы закреплены на восточной и западной стороне установочной рамы, с которой гиросфера жестко скреплена.

Гиросфера полностью погружена в высоковязкую силиконовую жидкость. В этом состоянии центр тяжести гиросферы (центр массы) совпадает с ее центром плавучести. Вес гиросферы отрегулирован так, чтобы будучи погруженной в силиконовую жидкость, гиросфера обладала отрицательной плавучестью.

Проволочный подвес

Гиросфера (точнее установочная рама, с которой она жестко связана) имеет проволочный (торсионный) подвес.

Как видно из рис. 7 и 9, гиросфера подвешена по отношению к верхней части контейнера чувствительного элемента. Подвес реализован с помощью двух проволок, на которых подвешен брус подвеса, к которому, в свою очередь, также с помощью двух проволок подвешена установочная рама гиросферы. Проволочный подвес имеет и другую функцию — через него подводится электропитание к гиромотору. По этой причине проволочный подвес имеет керамические изоляторы в местах его соприкаосновения с металлическими деталями.

Гирокомпас
Рис. 2 Составные части Нактоуза
Гтрокомпас
Рис. 3 Гиросекция — главный орган всей гирокомпасной системы
Гтрокомпас
Рис. 4 Техническое обслуживание гиросекции
Гирокомпас
Рис. 5 Чувствительный элемент гирокомпаса
Гирокомпас
Рис. 6 Составные части гиросферы

Чувствительный элемент

Как следует из рис. 5, чувствительный элемент, представляющий собой фигурный контейнер, состоит из двух неравных частей: верхней и нижней. Вся нижняя и верхняя часть до уровня, отмеченного на рисунке, заполнены очень вязкой силиконовой жидкостью. В верхней части чувствительного элемента установлена пластина, которая позволяет силиконовой жидкости изменять свой объем при вариациях температуры. Имеется винтовое устройство для регулировки упругости проволочного подвеса. Кроме того, на верхней части чувствительного элемента  установлен уровень для определения и контроля угла подъема гиросферы. Каждое деление уровня равно двум угловым минутам.

В нижней части чувствительного элемента установлена пластиковая полусфера. Регулировочный механизм позволяет менять величину зазора (и, тем самым, величину момента трения) между указанной полусферой и гиросферой с тем, чтобы обеспечить требуемую точность гирокомпаса в условиях качки судна.

Чувствительный элемент легко снимается с кольца карданова подвеса, в котором он установлен.

Гирокомпас
Рис. 7 Проволочный подвес гиросферы

Датчик угла

Как уже было отмечено ранее, статорные обмотки датчика угла, измеряющего угол наклона гиросферы по отношению к контейнеру, установлены на северной и южной стороне гиросферы (см. рис. 6). Роторные обмотки указанного датчика угла укреплены на контейнеры напротив статорных обмоток. Рассматриваемый датчик угла предназначен для выработки трех электрических сигналов, пропорциональных углу наклона гиросферы, углу рассогласования азимутальной следящей системы и углу рассогласования горизонтальной следящей системы. Это позволяет осуществить специальная схема включения роторных обмоток двух датчиков.

Горизонтальное кольцо

Как видно из рис. 3 и 4, сборочное кольцо, к которому прикреплен чувствительный элемент, присоединено к горизонтальному кольцу, которое, в свою очередь, подвешено на следящем кольце.

Механизм горизонтной следящей системы установлен на западной стороне горизонтального кольца. Назначение этой следящей системы состоит в том, чтобы отслеживать движение гиросферы вокруг горизонтальной оси.

Кроме того, на западной же стороне горизонтального кольца установлен усилитель горизонтной следящей системы.

Следящее кольцо

Как это видно из рис. 3 и 4, следящее кольцо поддерживает горизонтальное кольцо и чувствительный элемент. В свою очередь втулка следящего кольца закреплена как в направляющих вращения в двух шариковых подшипниках, установленных в центральной части поддерживающей платы. С северной стороны горизонтального кольца размещен жидкостный демпфер, предназначенный для демпфирования колебаний, вызываемых качкой судна. В верхней части следящего кольца расположен азимутальный механизм. Этот азимутальный механизм является последним звеном азимутальной следящей системы, в которую также входят: усилитель азимутальной следящей системы, азимутальный следящий двигатель и промежуточный механизм.

В верхней части следящего кольца установлен датчик угла линейного типа, который предназначен для съема азимутального угла компаса, отягощенного скоростной девиацией. Далее сигнал, выработанный указанным датчиком угла, суммируется с корректирующим сигналом. После этого очищенный сигнал усиливается, передается на второй азимутальный следящий двигатель, который вращает картушку центрального прибора гирокомпаса, показывающую исправленный курс, а также датчик транслятора курса (датчик курса). Датчик курса, в свою очередь, передает угол курса в блок трансляции курса и далее на репитеры.

Функциональная схема азимутальной следящей системы и системы коррекции скоростной девиации представлена на рис. 8.

Гиросфера
Рис. 8 Функциональная схема азимутальной следящей системы

Поддерживающая плита

Как это видно из рассмотрения рис. 3 и 4, поддерживающий стол закрывает сверху поворачивающийся чувствительный элемент и следящее кольцо и служит плитой, на которой установлены азимутальный следящий механизм, блок питания усилителя азимутальной следящей системы и собственно азимутальный усилитель, а также блок щеткодержателя (коллектор), датчик курса и лампа подсветки.

Механизм азимутальной следящей системы включает в себя: следящий двигатель, датчик курса и редуктор.

Кроме того, на поддерживающем столе установлен корректирующий азимутальный следящий двигатель (двигатель — корректор скоростной девиации) и второй датчик — транслятор курса (транслятор откорректированного курса), а также редукторный механизм.

Поддерживающий стол имеет антиударный подвес.

Нактоуз

Как видно из рис. 2, нактоуз состоит из основания, снабженного антиударными амортизаторами, и корпуса. Нактоуз имеет водонепроницаемое исполнение. Верхняя часть нактоуза имеет застекленную часть (диаметром 220 мм), через которую можно снимать отсчеты курса с картушки основного прибора гирокомпаса.

Блок питания

Вторым основным отделением основного прибора гирокомпаса является блок питания. На рис. 2 показано его расположение в основном приборе, а на рис. 9 представлена его блок-схема.

Блок питания предназначен для снабжения питанием всей гирокомпасной системы и состоит из двух частей, одна из которых предназначена для питания гиросекции, а вторая — для питания репитерной системы.

Блок питания включает в себя:

  • силовой блок;
  • выпрямительный блок;
  • таймер;
  • панель выключателя (включает в себя выключатель компаса и элементы сигнального устройства).
ГИрокомпас
Рис. 9 Блок питания гирокомпаса
Гирокомпас
Рис. 10 Прибор трансляции курса

Прибор трансляции курса

Прибор трансляции курса (рис. 10) предназначен для размножения показаний курса, выработанного в основном приборе компаса, и передачи показаний курса на все репитеры (всем потребителям курса).

В приборе трансляции курса установлен усилитель системы шаговой трансляции курса, устройство сигнализации о прекращении питания гирокомпаса от судовой сети (зуммер), а также панель корректора, вырабатывающая сигнал коррекции скоростной девиации (включает в себя рукоятки установки широты и скорости).

Прибор переключения основных приборов сдвоенной комплектации гирокомпаса

Возможен вариант установки на судне сдвоенной комплектации гирокомпаса TG — 5000. В этом случае в комплект включаются два основных прибора, два прибора трансляции курса и прибор переключения основных приборов.

В приборе переключения имеется устройство сличения показаний двух основных приборов, устройство для установки разницы показаний двух основных компасов, устройство сигнализации при возникновении различия в показаниях, превышающих заданную величину, выключатель сигнализации (зуммера), а также сигнальная лампа.

Предлагается к прочтению:
Электронавигационные приборы
Принцип действия гирокомпаса «Стандарт-14»

Сентябрь, 20, 2018 162 0
Читайте также