如果你對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)有一點(diǎn)了解,,就一定對(duì)制導(dǎo)武器尤其是制導(dǎo)導(dǎo)彈有深刻的印象,。而制導(dǎo)技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備就是陀螺儀,,陀螺儀是在動(dòng)態(tài)中保持相對(duì)跟蹤狀態(tài)的裝置,由于其原理的復(fù)雜性,,我們借助于圖來看看陀螺儀的原理,。0 U( _$ ]& w/ e0 B" S7 p
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如果你對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)有一點(diǎn)了解,就一定對(duì)制導(dǎo)武器尤其是制導(dǎo)導(dǎo)彈有深刻的印象,。而制導(dǎo)技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備就是陀螺儀,,陀螺儀是在動(dòng)態(tài)中保持相對(duì)跟蹤狀態(tài)的裝置,由于其原理的復(fù)雜性,,我們借助于圖來看看陀螺儀的原理,。6 z+ u5 R/ E8 N# F4 |# w, U
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我們不用一個(gè)完整的輪框,我們用四個(gè)質(zhì)點(diǎn)ABCD來表示邊上的區(qū)域,,這個(gè)邊對(duì)于用圖來解釋陀螺儀的工作原理是很重要的,。軸的底部被托住靜止但是能夠各個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)一個(gè)傾斜力作用在頂部的軸上的時(shí)候,,質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng),,質(zhì)點(diǎn)C則向下運(yùn)動(dòng),如其中的子圖1,。因?yàn)橥勇輧x是順時(shí)針旋轉(zhuǎn),,在旋轉(zhuǎn)90度角之后,質(zhì)點(diǎn)A將會(huì)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)B的位置。CD兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的情況也是一樣的,。子圖2中質(zhì)點(diǎn)A當(dāng)處于如圖的90度位置的時(shí)候會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),,質(zhì)點(diǎn)C也繼續(xù)向下。AC質(zhì)點(diǎn)的組合將導(dǎo)致軸在子圖2所示的運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),。一個(gè)陀螺儀的軸在一個(gè)合適的角度上旋轉(zhuǎn),,在這種情況下,如果陀螺儀逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),,軸將會(huì)在運(yùn)動(dòng)平面上向左運(yùn)動(dòng),。如果在順時(shí)針的情況中,傾斜力是一個(gè)推力而不是拉力的話,,運(yùn)動(dòng)將會(huì)向左發(fā)生。在子圖3中,,當(dāng)陀螺儀旋轉(zhuǎn)了另一個(gè)90度的時(shí)候,,質(zhì)點(diǎn)C在質(zhì)點(diǎn)A受力之前的位置。C質(zhì)點(diǎn)的向下運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在受到了傾斜力的阻礙并且軸不能在傾斜力平面上運(yùn)動(dòng),。傾斜力推軸的力量越大,,當(dāng)邊緣旋轉(zhuǎn)大約180度時(shí),另一側(cè)的邊緣推動(dòng)軸向回運(yùn)動(dòng),。, |: L, c5 b1 r; r% @; i
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萬向節(jié)陀螺儀3 L. m2 X$ ~4 T) H, z
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實(shí)際上,,軸在這個(gè)情況下將會(huì)在傾斜力的平面上旋轉(zhuǎn)。軸之所以會(huì)旋轉(zhuǎn)是因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)AC在向上和向下運(yùn)動(dòng)的一些能量用盡導(dǎo)致軸在運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)AC最后旋轉(zhuǎn)到大致上相反的位置上時(shí),,傾斜力比向上和向下的阻礙運(yùn)動(dòng)的力要大。
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" n2 T0 ?# i$ R ]5 H 陀螺儀運(yùn)動(dòng)的特性是它拐彎的時(shí)候能夠保持單軌設(shè)備的直上直下,。比如說,,有必要的話,消防汽缸壓在一個(gè)很重的陀螺儀的軸上,,就能保持其穩(wěn)定,。陀螺儀和萬向節(jié)結(jié)合起來組成的萬向節(jié)陀螺儀則是實(shí)際中最經(jīng)常應(yīng)用的。
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各模上的陀螺儀
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( u! c# h5 |7 Y 從上面我們可以看到,,陀螺儀的關(guān)鍵是軸的不變性,。這樣的特性,看起來雖然簡(jiǎn)單,,但能使用在許多不同的應(yīng)用上,。制導(dǎo)武器就是陀螺儀的最關(guān)鍵應(yīng)用之一。在慣性制導(dǎo)中,,陀螺儀是控制武器飛行姿態(tài)的重要部件,,在劇烈變化的環(huán)境中,沒有精心設(shè)計(jì)的陀螺儀用來保證穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,再好的控制規(guī)律也無法命中目標(biāo),。除了制導(dǎo)之外,,陀螺儀還能夠應(yīng)用在其他的尖端的科技上。比如說,,著名的哈勃天文望遠(yuǎn)鏡的3個(gè)遙感裝置中每個(gè)都裝有一個(gè)陀螺儀和一個(gè)備份,。3個(gè)工作的陀螺儀是保證望遠(yuǎn)鏡指向所必不可少的。3 H0 K: t: _' X2 e( V* V: L! \
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陀螺儀正是因?yàn)樗钠胶獾奶匦�,,已�?jīng)成為了飛行設(shè)備中關(guān)鍵的部件,,從航模、制導(dǎo)武器,、導(dǎo)彈,、衛(wèi)星、天文望遠(yuǎn)鏡,,無處沒有它的身影,,陀螺儀默默的工作保證了這些飛行設(shè)備能按照指定的方式去工作。1 ^+ M/ H0 e) }) ?, w& X+ g
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我們不用一個(gè)完整的輪框,,我們用四個(gè)質(zhì)點(diǎn)ABCD來表示邊上的區(qū)域,,這個(gè)邊對(duì)于用圖來解釋陀螺儀的工作原理是很重要的。軸的底部被托住靜止但是能夠各個(gè)方向旋轉(zhuǎn),。當(dāng)一個(gè)傾斜力作用在頂部的軸上的時(shí)候,,質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)C則向下運(yùn)動(dòng),,如其中的子圖1,。因?yàn)橥勇輧x是順時(shí)針旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)90度角之后,,質(zhì)點(diǎn)A將會(huì)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)B的位置,。CD兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的情況也是一樣的。子圖2中質(zhì)點(diǎn)A當(dāng)處于如圖的90度位置的時(shí)候會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),,質(zhì)點(diǎn)C也繼續(xù)向下,。AC質(zhì)點(diǎn)的組合將導(dǎo)致軸在子圖2所示的運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。一個(gè)陀螺儀的軸在一個(gè)合適的角度上旋轉(zhuǎn),,在這種情況下,,如果陀螺儀逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),軸將會(huì)在運(yùn)動(dòng)平面上向左運(yùn)動(dòng),。如果在順時(shí)針的情況中,,傾斜力是一個(gè)推力而不是拉力的話,運(yùn)動(dòng)將會(huì)向左發(fā)生,。在子圖3中,,當(dāng)陀螺儀旋轉(zhuǎn)了另一個(gè)90度的時(shí)候,質(zhì)點(diǎn)C在質(zhì)點(diǎn)A受力之前的位置。C質(zhì)點(diǎn)的向下運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在受到了傾斜力的阻礙并且軸不能在傾斜力平面上運(yùn)動(dòng),。傾斜力推軸的力量越大,,當(dāng)邊緣旋轉(zhuǎn)大約180度時(shí),另一側(cè)的邊緣推動(dòng)軸向回運(yùn)動(dòng),。+ Z% d! C1 ^' e: @
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實(shí)際上,,軸在這個(gè)情況下將會(huì)在傾斜力的平面上旋轉(zhuǎn)。軸之所以會(huì)旋轉(zhuǎn)是因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)AC在向上和向下運(yùn)動(dòng)的一些能量用盡導(dǎo)致軸在運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)AC最后旋轉(zhuǎn)到大致上相反的位置上時(shí),,傾斜力比向上和向下的阻礙運(yùn)動(dòng)的力要大。
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陀螺儀運(yùn)動(dòng)的特性是它拐彎的時(shí)候能夠保持單軌設(shè)備的直上直下,。比如說,,有必要的話,消防汽缸壓在一個(gè)很重的陀螺儀的軸上,,就能保持其穩(wěn)定,。陀螺儀和萬向節(jié)結(jié)合起來組成的萬向節(jié)陀螺儀則是實(shí)際中最經(jīng)常應(yīng)用的。
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2 H3 H ]2 r- j/ @3 g 從上面我們可以看到,,陀螺儀的關(guān)鍵是軸的不變性。這樣的特性,,看起來雖然簡(jiǎn)單,,但能使用在許多不同的應(yīng)用上。制導(dǎo)武器就是陀螺儀的最關(guān)鍵應(yīng)用之一,。在慣性制導(dǎo)中,,陀螺儀是控制武器飛行姿態(tài)的重要部件,在劇烈變化的環(huán)境中,,沒有精心設(shè)計(jì)的陀螺儀用來保證穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,,再好的控制規(guī)律也無法命中目標(biāo)。除了制導(dǎo)之外,,陀螺儀還能夠應(yīng)用在其他的尖端的科技上,。比如說,著名的哈勃天文望遠(yuǎn)鏡的3個(gè)遙感裝置中每個(gè)都裝有一個(gè)陀螺儀和一個(gè)備份,。3個(gè)工作的陀螺儀是保證望遠(yuǎn)鏡指向所必不可少的,。5 n8 }; ?& x$ q5 D! [+ Q
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陀螺儀正是因?yàn)樗钠胶獾奶匦裕呀?jīng)成為了飛行設(shè)備中關(guān)鍵的部件,,從航模,、制導(dǎo)武器、導(dǎo)彈,、衛(wèi)星,、天文望遠(yuǎn)鏡,無處沒有它的身影,陀螺儀默默的工作保證了這些飛行設(shè)備能按照指定的方式去工作,。 |