如果你對現(xiàn)代戰(zhàn)爭有一點了解,,就一定對制導(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)中的一個關(guān)鍵設(shè)備就是陀螺儀,,陀螺儀是在動態(tài)中保持相對跟蹤狀態(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,。9 N/ i" ~- a6 ~: J
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如果你對現(xiàn)代戰(zhàn)爭有一點了解,就一定對制導(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)中的一個關(guān)鍵設(shè)備就是陀螺儀,,陀螺儀是在動態(tài)中保持相對跟蹤狀態(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,。
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我們不用一個完整的輪框,我們用四個質(zhì)點ABCD來表示邊上的區(qū)域,,這個邊對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方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)一個傾斜力作用在頂部的軸上的時候,,質(zhì)點A向上運動,,質(zhì)點C則向下運動,如其中的子圖1,。因為陀螺儀是順時針旋轉(zhuǎn),,在旋轉(zhuǎn)90度角之后,質(zhì)點A將會到達質(zhì)點B的位置。CD兩個質(zhì)點的情況也是一樣的,。子圖2中質(zhì)點A當(dāng)處于如圖的90度位置的時候會繼續(xù)向上運動,,質(zhì)點C也繼續(xù)向下。AC質(zhì)點的組合將導(dǎo)致軸在子圖2所示的運動平面內(nèi)運動,。一個陀螺儀的軸在一個合適的角度上旋轉(zhuǎn),,在這種情況下,如果陀螺儀逆時針旋轉(zhuǎn),,軸將會在運動平面上向左運動,。如果在順時針的情況中,傾斜力是一個推力而不是拉力的話,,運動將會向左發(fā)生,。在子圖3中,當(dāng)陀螺儀旋轉(zhuǎn)了另一個90度的時候,,質(zhì)點C在質(zhì)點A受力之前的位置,。C質(zhì)點的向下運動現(xiàn)在受到了傾斜力的阻礙并且軸不能在傾斜力平面上運動。傾斜力推軸的力量越大,,當(dāng)邊緣旋轉(zhuǎn)大約180度時,,另一側(cè)的邊緣推動軸向回運動。( Z* Y# m( q }' k2 H& K
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實際上,,軸在這個情況下將會在傾斜力的平面上旋轉(zhuǎn),。軸之所以會旋轉(zhuǎn)是因為質(zhì)點AC在向上和向下運動的一些能量用盡導(dǎo)致軸在運動平面內(nèi)運動。當(dāng)質(zhì)點AC最后旋轉(zhuǎn)到大致上相反的位置上時,,傾斜力比向上和向下的阻礙運動的力要大,。' B) o6 u2 f. B! }
. I* @. m1 t1 O! e 陀螺儀運動的特性是它拐彎的時候能夠保持單軌設(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)陀螺儀則是實際中最經(jīng)常應(yīng)用的,。
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8 ?6 N0 F' h" e! ~( b各模上的陀螺儀
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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鏡的3個遙感裝置中每個都裝有一個陀螺儀和一個備份,。3個工作的陀螺儀是保證望遠鏡指向所必不可少的,。! D/ A" I+ g! O/ T/ x- Y! A
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陀螺儀正是因為它的平衡的特性,已經(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,。
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我們不用一個完整的輪框,我們用四個質(zhì)點ABCD來表示邊上的區(qū)域,,這個邊對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方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)一個傾斜力作用在頂部的軸上的時候,,質(zhì)點A向上運動,,質(zhì)點C則向下運動,如其中的子圖1,。因為陀螺儀是順時針旋轉(zhuǎn),,在旋轉(zhuǎn)90度角之后,質(zhì)點A將會到達質(zhì)點B的位置,。CD兩個質(zhì)點的情況也是一樣的,。子圖2中質(zhì)點A當(dāng)處于如圖的90度位置的時候會繼續(xù)向上運動,質(zhì)點C也繼續(xù)向下,。AC質(zhì)點的組合將導(dǎo)致軸在子圖2所示的運動平面內(nèi)運動。一個陀螺儀的軸在一個合適的角度上旋轉(zhuǎn),,在這種情況下,,如果陀螺儀逆時針旋轉(zhuǎn),軸將會在運動平面上向左運動,。如果在順時針的情況中,,傾斜力是一個推力而不是拉力的話,運動將會向左發(fā)生,。在子圖3中,,當(dāng)陀螺儀旋轉(zhuǎn)了另一個90度的時候,質(zhì)點C在質(zhì)點A受力之前的位置。C質(zhì)點的向下運動現(xiàn)在受到了傾斜力的阻礙并且軸不能在傾斜力平面上運動,。傾斜力推軸的力量越大,,當(dāng)邊緣旋轉(zhuǎn)大約180度時,另一側(cè)的邊緣推動軸向回運動,。- K* U/ z- t& V+ `# |, |
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實際上,,軸在這個情況下將會在傾斜力的平面上旋轉(zhuǎn)。軸之所以會旋轉(zhuǎn)是因為質(zhì)點AC在向上和向下運動的一些能量用盡導(dǎo)致軸在運動平面內(nèi)運動,。當(dāng)質(zhì)點AC最后旋轉(zhuǎn)到大致上相反的位置上時,,傾斜力比向上和向下的阻礙運動的力要大。
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( g$ C3 v3 `4 F' m; M( ~ Y 陀螺儀運動的特性是它拐彎的時候能夠保持單軌設(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)陀螺儀則是實際中最經(jīng)常應(yīng)用的。
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5 k3 y* O: A2 h5 |5 [7 o+ z: Z各模上的陀螺儀
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9 n ~) ?+ H4 M" m( y4 u& S7 q 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鏡的3個遙感裝置中每個都裝有一個陀螺儀和一個備份。3個工作的陀螺儀是保證望遠鏡指向所必不可少的,。
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7 C% C0 P% G7 _: M! ^' f1 G1 Y" a 陀螺儀正是因為它的平衡的特性,,已經(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。 |