Устройство гирокомпаса
Гироскопическим компасом (гирокомпасом) называется навигационное гироскопическое устройство, предназначенное для указания плоскости истинного меридиана и позволяющее на этой основе определять курс судна и пеленги ориентиров, а также осуществлять стабилизацию в азимуте различных судовых устройств.
| Основные технические характеристики гирокомпаса “Стандарт – 14” | ||
|---|---|---|
| Technical Data | Технические данные | |
| Static error Dynamic error | <0,15o sec.lat.RMS (incl.threshold <0,15o sec.lat. of the followup system) | Статическая погрешность Динамическая погрешность |
| Supply voltage/Power consumption | Напряжение питания/потребляемая мощность | |
| STD 14 | 24 V DC (+33% – 20%) 110, 220 V АС optional 65 VA incl.3 Anschutz repeater compasses | Стандарт 14 |
| STD 14 with course transducer | 110, 220,380, 440 V AC 230 VA incl.7 Anschutz repeater compasses 24 V C for gyrosphere back-up | Стандарт 14 с транслятором курса |
| General data | Общие сведения | |
| Permissible ambient | Допустимые внешние условия | |
| Temperature during operation | 0°C to + 50°C | Температура во время работы |
| Permissible ambient in storage | -25°C to + 70°C | Допустимые внешние условия при хранении |
| Setting time | 3 hrs | Время установления (прихода в меридиан) |
| Rate of follow-up | > 8°/S | Скорость отработки следящей системы |
| Permissible roll – and pitch angle | ± 40° | Допустимые углы бортовой и килевой качки |
| Permission ships rate of turn | unlimited | Допустимая угловая скорость по углу курса – не ограничена |
| Heading signal outputs | Выходная информация о курсе | |
| max.4 Anschutz repeater compasses (step motor 192 steps/degree) 3 oupputs for Sperry Step 6 step/degree 35 V DC (Plus-Common) (control signal max/ 180 mA) 2 rate-of-turn outputs (30°/min, 100°/min, 300°/min) 1 serial output 20 mA or NMEA optional | макс. 4 репитера фирмы «Аншютц» (шаговый двигатель 192 шага на 1о) 3 выхода для шаговых репитеров фирмы «Сперри» 6 шагов на 1°, 35 В постоянного тока 2 выхода угловой скорости поворота (30°/мин, 100°/мин, 300°/мин). 1 цифровой выход или по требованию заказчика | |
Комплект гирокомпаса и блок-схема соединений приборов комплекта
На рис. 1 представлен комплект гирокомпаса “Стандарт-14”.
Условные обозначения:
- основной прибор гирокомпаса “Стандарт-14”;
- инвертор;
- транслятор курса;
- путевой репитер гирокомпаса;
- авторулевой;
- системы спутниковой навигации, спутниковой связи, радиолокации;
- цифровой репитер;
- сигнальное устройство;
- пускатель (временной переключатель);
- пеленгаторный репитер;
- автопрокладчик “НАУТОПЛОТ”.
На рис. 2 представлена блок-схема соединений (конфигурация) приборов полного комплекта “Стандарт-14”.
В каналах связи основного прибора гирокомпаса, отмеченного цифрой 1, с другими приборами комплекта гирокомпаса и приборами, получающими информацию курсе судна, использованы следующие обозначения:
- канал шагового сигнала 192 шага на 1о (стандарт немецкой фирмы «Аншютц»);
- канал синхросигнала 1 оборот на 360о;
- канал шагового сигнала 6 шагов на 1о (стандарт американской фирмы «Sperry»)
- канал сигнала неисправности;
- канал сигнала угловой скорости поворота судна (Rate of Turn) с диапазонами 0 – 30/мин, 0 – 100/мин, 0 – 300/мин (±10B пост.тока);
- канал шагового сигнала 192 шага на 1о.
Следует особо отметить, что пускатель (временной переключатель) не является обязательным прибором комплекта гирокомпаса “Стандарт-14” и поставляется по требованию заказчика.
Это же относится и к транслятору курса, которого может не быть в комплекте вообще, либо будет один из трех возможных вариантов: 1,2,3. Все зависит от количества репитеров, которое необходимо подключить к основному прибору гирокомпаса, а также от типа репитеров.
Конструкция и принцип действия гирокомпаса «Стандарт-14»
Конструкция центрального прибора гирокомпаса «Стандарт-14»
Рис. 3 и 4 дают представление о конструкции центрального прибора.
Центральный прибор состоит из жесткого шасси, соединенного с корпусом. Корпус и крышка сделаны из пластика. Стол предназначен для установки механических и электрических компонентов (составляющих). Наружная (следящая) сфера (включая гиросферуПодъем и установка гиросферы) подвешена как маятник (с помощью маятникового соединения). В корпусе установлен вентилятор.
Шкала, разбитая на 360о, соединена с корпусом сферы через маятниковое шарнирное соединение. Курс считывается с 360-градусной шкалы с точностью 0,1о (если это необходимо) через окно в крышке. Системы обогрева и вентиляции обеспечивают постоянство рабочей температуры внутри корпуса прибора.
Стол
На рисунке 5 показана конструкция стола с его компонентами
Стол содержит следующие элементы:
- на верхней стороне:
- следящий привод с 360-градусной шкалой курса 1;
- кронштейн подвеса с элементами контроля 2;
- блок электроники РСВ и шкала регулировок освещения 3;
- шаговый мотор с зубчато-ременной передачей 7;
- дополнительный сельсин-датчик (только в варианте NG 0020) 8 или sin/cos потенциометр 8 дополнительно в МОD варианте.
- на нижней стороне стола:
- соединительный разъем с кабелем 4;
- маятниковое соединение (маятниковый шарнир), с фланцем 5 с наружной сферой, включающей гиросферу 6.
Следящий привод
Наполненная нейтральным газом гиросфера свободно подвешена и центрирована в поддерживающей жидкости, заполняющей наружную (следящую) сферу. Гиросфера постоянно (с точностью до погрешности компаса) указывает на север. Наружная сфера занимает согласованное относительно гиросферы положение с помощью следящего привода, управляемого посредством шагового мотора следящего двигателя (рис. 6).
Зубчато-ременная передача Z1 присоединена к оси шагового мотора и обеспечивает передачу 5 : 1 к зубчатому колесу Z2, установленному на одной оси с колесом Z3. Спиральное (червячное) колесо установлено на верхнем конце оси и соединено с 360-градусной шкалой курса Z4. Последняя выполнена как спиральное (червячное) колесо Z4, передача Z3 к Z4 составляет 36 : 1.
Может быть дополнительная синхропередача или sin/cos потенциометр.
На одной оси с 360-градусой шкалой установлено колесо Z5, которое через зубчато-ременную передачу связано с колесом Z6, установленным на оси сельсина датчика. Передача между Z5 и Z6 (рис. 6) составляет 1:1. Этот сельсин-датчик может быть использован, например, как датчик курса для авторулевогоРулевое устройство и авторулевой «Анштюц».
(Сельсин-датчик типа 11; 1 об.=360о).
Наружная сфера
Наружная сфера с гиросферой (продольный разрез) приведена на рис. 7.
Наружная сфера включает гиросферу 8, подвешенную в поддерживающей жидкости. Корпус наружной сферы включает нижнюю чашу 11, внутреннюю чашу 5 с крышкой 2 наружной сферы (верхнюю чашу).
Отверстие в корпусе наружной сферы закрывается посредством крышки 1. Крышка снабжена прозрачным измерительным конусом для снятия отсчета об уровне поддерживающей жидкости. В центре измерительного конуса имеется крепящий (запечатывающий) винт. Все крепления имеют четырехгранную форму.
Токопроводящие полюса (электроды) наружной сферы 3; 10 соответствуют токопроводящим полюсам 4; 9 гиросферы. Следящий пояс 7; 6 обеспечивает работу следящего привода. Он расположен на высоте экватора.
В нижней части наружной сферы также установлена помпа струйного подвеса (аналог катушки электромагнитного дутья) 12.
Гиросфера
Гидросфера (продольный разрез) представлена на рис. 8.
Гиросфера имеет токопроводящие электроды (полярные шапки) на каждом полюсе 1,3. На экваторе расположен следящий пояс 2 для формирования вместе со следящим поясом наружной сферы датчика угла следящего привода. Гиросфера представляет собой ориентированную на север двухгироскопную систему (рис. 8). Гиросфера герметизирована и заполнена инертным газом.
Помпа струйного подвеса и система терморегулирования
Помпа струйного гидродинамического подвеса установлена на дне наружной сферы. Там же установлен мотор помпы, датчики температуры и другие элементы системы терморегулирования (рис. 9).
Поддерживающая жидкость
Поддерживающая жидкость представляет собой токопроводящую смесь, составленную из дестиллированой воды, глицерина и специальных добавок.
Необходимая для правильной работы гирокомпаса плотность поддерживающей жидкости обеспечивается при стабилизации ее температуры около +52оС, которая гарантируется следующим:
- системой обогрева поддерживающей жидкости, включающей электронноуправляемый резистор терморезистора, включенный в цепь 24 В постоянного тока и установленный на плате вместе с помпой струйного подвеса;
- системой охлаждения поддерживающей жидкости. Система охлаждения состоит из электронно-управляемого вентилятора, размещенного сбоку на основании гирокомпаса. Если температура жидкости повышается (более чем +52оС) вентилятор включается и прогоняет поток холодного воздуха через отверстие сверху между кожухом компаса и корпусом наружной сферы к выходным отверстиям на дне основания.
Вентилятор
Вентилятор представляет собой бесколлекторный электродвигатель и соединенную с ним турбину (крыльчатку). Электроника управления бесколлекторным двигателем требует питания от сети постоянного тока и расположена в пластмассовом блоке рядом с вентилятором.
Вентилятор и относящаяся к нему электроника управления установлены на основании компаса. Электродвигатель не требует обслуживания.
Шаговый двигатель (следящий двигатель)
Шаговый двигатель является исполнительным следящим двигателем следящего привода гирокомпаса и исполнительным двигателем в репитерах с шаговой передачей курса. 48-полюсовой ротор вращается внутри клетки, которая поддерживает (представляет собой) обмотку статора. Сигналы от шаговых адаптеров SMO, SM1 и сигнал нуля 0 В управляют шаговым двигателем.
Сельсин, типа NB23-167-4 (дополнительная установка)
Сельсин применяется в следящем приводе гирокомпаса как датчик курса там, где это требуется (FEM). Он генерирует электрический сигнал, пропорциональный углу изменения курса, например, для подключения авторулевого «Аншютц», а также «Наутоплот D». Сельсин связан с 360о – шкалой компаса в отношении 1 : 1 посредством зубчато-ременной передачи. Мощности сельсина достаточно для подключения авторулевого.
Предлагается к прочтению:
Электронавигационные приборы
Техническое обслуживание насос-форсунок
