Гироскопия

Гироскопи́я — раздел техники, который занимается построением приборов навигации, стабилизации и ориентации. В этой отрасли гироскоп является основным элементом.

Задача

Задача снижения трения в опорах подвеса гироскопических приборов является одной из старейших в этой отрасли техники. Идея гидростатической разгрузки опор подвижной части гироскопических приборов принадлежит Уильяму Томсону. Впервые она реализована для практического применения в 1908 году в гирокомпасе Германа Анипотцем-Кемпфе (Германия).

Конец ХХ века ознаменовался созданием плавающей сферической плат— формы (AIRS), в которой все чувствительные элементы, как сама гиросфера, имеют гидростатическую разгрузку опор подвеса. Таким образом, XX век является веком поплавковых гироскопов. Идея гидростатической разгрузки опор оказалась достаточно удачной и прошла все возможные проверки на живучесть и плодотворность.

Применение

Продукция этой отрасли — гироскопические чувствительные элементы, акселерометры и создаваемые на их основе приборы, системы — обеспечивают решение огромного количества задач управления движущимися объектами: ракетными комплексами, космическими станциями и аппаратами, самолётами и вертолётами, морскими судами (как надводными, так подводными), также наземными движущимися объектами. Приборы широко используются в маркшейдерском деле и инклинометрии — при бурении нефтяных и газовых скважин, в строительной технике. Гироскопические приборы, занимая по объёму и стоимости в составе управляемых комплексов доли процента, в большинстве случаев абсолютно необходимы для обеспечения функционирования таких комплексов и во всех случаях они позволяют резко повышать их эффективность.

Развитие гироскопической техники привело к тому, что гироскопами стали называть широкий класс приборов, и сейчас термин гироскоп используется для названия устройств, содержащих материальный объект, который совершает быстрые периодические движения. В результате этих движений устройство становится чувствительным к вращению в инерциальном пространстве.

Возникновение в России

Гироскопическое приборостроение является одной из отраслей, в которых Россия (Советский Союз), начиная конца 1940-х годов занимала одно из ведущих мест в мире. Научно-исследовательский институт прикладной механики имени академика В. И. Кузнецова (НИИ ПМ) стал первым в России предприятием — создателем высокоточных гироскопических приборов для ракет и космических аппаратов. В короткий срок, 1950-е и 1960-е года прошлого столетия, под руководством Василия Кузнецова созданы комплексы командных гироскопических приборов и систем управления для различных типов ракет (Р-7, Р-9, Р-11, Р-12) и космических аппаратов («Восток» для запуска Юрия Гагарина, «Восход»). Институтом разработана первая в стране полностью инерциальная система управления межконтинентальной баллистической ракеты Р-16. В дальнейшем разработаны комплексы командных приборов для систем управления ракет Р-36, УР-100, Р-36 (орбитальной), РТ-2П, УР-100К, Р-36М, УР-100Н, Р-36М МУТТХ, УР-100НУ, Р-36М2, что привело к достижению примерного паритета в защите обороноспособности страны. Из 17 типов ракет РВСН 13 типов ракет оснащены приборами разработки НИИ ПМ.

Литература

• Проблемы гироскопии / под редакцией С. А. Харламова. — М.: Мир, 1967. — 216 с.
• Проблемы гироскопии. Сборник статей / под ред. Г. Циглер. — М.: Мир, 1967. — 214 с.
• Юльметова О. С., Щербак А. Г., Челпанов И. Б. Специальные технологии изготовления прецизионных узлов и

элементов гироскопических приборов. Учебное пособие / под ред. В. А. Валетова. — СПб.: Университет ИТМО, 2017. — 131 с.