SU1080190A1 - Имитатор успокоител качки корабл - Google Patents

Abstract

ИМИТАТОР УСПОКОИТЕЛЯ КАЧКИ |КОРАБЛЯ, содержащий модель корабл ,: в корпусе которой на полуос х с подшипниками установлен .гироузел с нижней ма тниковостыо, ось подвеса гироузла перпендикул рна диаметральной плоскости модели корабл  и кинематически через редуктор св зана с1 двигателем, закрепленным на корпусе модели корабл , о т л и ч а ю щ и йс   тем, что, с целью повышени  « демонстрационных возмо  ностей, он имеет задатчик режимов, управл емый коммутатор, генератор, усилитель мощности, датчик углов, дополнительные редуктор..и двигатель и арретир гироуэла,, а корпус модели корабл  содержиэ полуоси в диаметральной плоскости и подшипники, при этом выходы задатчика режимов св заны с первыми входами управл емого коммутатора , вторые входы которого, через усилитель мощности подсоединены к выходам генератора, выход управл емого коммутатора св зан с входом арретира :гироуэла, «цуправл ющие выходы управл емого .коммутатора элект рически подключены к обмоткам дви- S гателей, причем, полуоси в диаметральной плоскости корпуса модели корабл  установлены в подшипниках осноCZ вани  корпуса и кинематически св заны с датчикомуглов, расположенным на оси двигател , и через допол- .нительный редуктор с дополнительным двигателем. pu.i.

Description

Изобретение относитс  к учебным пособи м и может быть использовано дл  имитации бортовых колебаний корабл  . Известен имитатор успокоител  качки корабл , содержащий модель корабл , в корпусе которой на полу ос х с подшипниками установлен ги) роузал с нижней ма тнйковостью, ось подвеса гироузла, перпендикул рна диаметральной плоскости модели корабл  и кинематически через редуктор св зана с двигателем, закреплен ным на корпусе модели корабл  l . Недостатком известного имитатора  вл ютс  невысокие демонстрационные возможности. I- Цель изобретени  - повышение демонстрационных возможностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что имитатор успокоител  качки корабл , содержащий модель корабл , в корпусе которой на полуос х с под шипниками установлен гироузел с ниж ней ма тнйковостью, ось подвеса ги роузла перпендикул рна диаметральной плоскости модели корабл  и кине матически через редуктор св зана с двигателем, закрепленным на корпу се модели корабл , имеет задатчик режимов, управл емый коммутатор, генератор, усилитель мощности, датчик углов, дополнительные редуктор и двигатель и арретир гироузла , а корпус модели корабл  содержит полуоси в диаметральной плоскости и подшипники, при этом выходы задатчика режимов св заны с первыми входами управл емого коммутатора, вторы входы которого через усилитель мощности подсоединены к выходам генера тора, выход управл емого коммутатора св зан с входом арретира гироузла , а управл ющие выходы управл емого коммутатора электрически подключены к обмоткам двигателей, причем полуоси в диаметральной плоскости корпуса модели корабл  установлены в под шипниках основани  корпуса и кинема тически св заны с датчиком углов, расположенным на оси двигател , и через дополнительный редуктор с дополнительным двигателем. На фиг. 1 .представлена кинематическа  схема устройства} на фиг. 2 электрическа  принципиальна  схема (пунктиром выделены основные функциональные блоки устройства). .Существо изобре.тени  относитс  к функциональным блокам и св з м между ними, а их элементное содержание может быть самым разнообразным. Имитатор (фиг. 1J состоит из модели корабл  в виде корпуса 1, к которому в диаметральной плоскости креп тс  полуоси 2 и 3, установленные в подшипниках 4 и 5 корпуса б оснований устройства. С полуосью 2 через редуктор 7 с передаточным отношением кинематически св зан двигатель8 раскачки корабл . Качка корабл  (уголоб ) регистрируетс  датчиком 9 углов, кинематически св занным с полуосью 3. Центр т жести корабл  0 находитс  ниже оси подвеса корпуса на величину f, что обеспечивают балансировочные грузы 10 и 11 Вес корабл  Р . . Двухстепенный гироскоп - гироузел 12 своими полуос ми 13 и 14. установлен в подшипниках 15 и 16 кронштейнов 17 и 18 корпуса 1 корабл . Гироскоп имеет вертикальную ось вращени  ротора Гиромотора (вектора ; кинематического момента Н ) и нижнюю ма тниковость, создаваемую грузом 19 (весом Р2 ) за счет его смещени  вдоль оси ротора гиромотора на вели/чину 1 . Угол отклонени  & гироскопа 12 (вектора Н ) регистрирует датчик 20 угла. С осью гиррузла (с по-, луосью 14) через дополнительный редуктор 21 с передаточным отношением i кинематически св зан дополнительный двигатель 22, который вместе с редуктором 21 создает соответствующее демпфирование, игра  роль тормоза в схеме Шлика. Дл  устранени  вращени  гироузла применен арретир, состо щий из вт жного электромагнита 23, диска 24 арреуира , закрепленного жестко на полуоси 13 и сигнализатора 25 нулевого положени . Гироскоп арретируетс  в положении,- когда вектор Н перпендикул рен плоскости палубы 26 (уголи 0). Возможно и другое конструктивное выполнение арретира. В .соответствии с электрической схемой на фиг. 2 устройство содержит гиромотор 27, например асинхронный , питаемый переменным напр жением 36 В, частотой 400 Гц, В качестве двигател  8, который имитирует качку корабл  от волнени  мор , дополнительного двигател  22, который играет роль тормоза (демпфера) и может служить дл  раскачки корабл , в спокойной воде, рационально применить; двигатели посто нного тока с посто нными магнитами, обладающие хорошими механическими характеристиками. В .качестве исполнительного элемента арретира применен вт жной электромагнит 23, а в качестве сигнализатора - контактный диск 24. Все эти ; элементы наход тс  на модели корабл , Блоки, переч.исл емые ниже, можно оформить в виде пульта управлени  и их удобнее расположить вне модели корабл ;- Режимы работы устройства определ ет задатчик 28 режимов, представл ющий четырехпозиционный, вухполосный галетный переключатель.

имеющий четыре выхода (управл ющих), соединенных с соответствующими вхо- ( дами управл емого коммутатора 29, Коммутатор 29 имеет четыре управл емых входа, два сигнальных входа и п ть выходов. В качестве примера коммутатор построенна релейных элементах: реле 30 с замыкающим 31 и размыкающим 32 контактами, реле 33 с трем  парами замыкающих контак ;.э тов 34, 35 и 36, реле 37 также с О трем  парами замыкающих контактов 3.8, 39 и 40, реле. 41 с двум  парами замыкающих контактов 42 и 43 и napq размыкающих контактов 44. На п тый и шестой входы коммутатора 2 подклю-15 чен усилитель 45 мощности, соединенный последовательно с генератором 46, формирующим напр жение с частотами от 0,1 до 1 Гц, что соответствует спектру морского волнени . 20 В цепи обмоток управлени  двигате- лей можно включать.сопротивлени  48,

- Имитатор работает в следующей по- следовательности: гироскопический. .25 успокоитель отключен, гироскопический успокоитель включен, использование гироскопа дл  раскачки модели корабл , выключение устройства. Предварительно подают питание 36 в, дО 400 Гц и посто нное ±27 В. После набора гиромотором. оборотов можно переходить к демонстрации.

1. Работа имитатора с отключенным гироскопическим успокоителем. . ,г

Устанавливают задатчик 28 режимов в положение БГ - без гироскопического успокоител . При этом сработает реле 33 и контактом 34 закоротит обмотку управлени  двигател  22, Q а контактами 35 и 36 подключит обмотку управлени  двигател  8 (выходы 5 и 6 коммутатора 29) к двум выходам усилител  45 мощности. Одновременно (так как после очередной де- . онстрации гироузел 12 заарретирован и угол р 0) через контактный диск 25 (он пропускает сигнал только при fJ О) подаетс  +27 на реле 30, которое, срабатыва , самоблокируетс  контактом 31, а контактом 32 разывает цепь блокировки реле 41. лектромагнит 23 остаетс  .обесточенным , а гироузел заарретированным. С генератора 46 через усилителТ 45 ощности на обмотку управлени  дви- 55 гател  8 начинает поступать синусоИдальное напр жение частоты -f (частота может регулироватьс  в пределах, от 0,1 до 1 Гц). Двигатель 8 посредством редуктора 7 начинает раскачи- 60 вахь корабль. Моменту двигател  8 ротиводействует восстанавливающий

омент от веса корабл  Р 1, . мплитуду бортовой качки фиксирует атчик 9 угла. Гироскоп 12, реаги- 5

у  на угловую скорость oi , создает ; гироскопический момент Н «t , который 1 перпендикул рен диаметральной плоскости и гаситс  в опорах 4 и 5 подвеса корабл . Стабилизирующего действи  гироскоп не оказывает, что эквивалентно качке корабл  на море с отключенным успокоителем,

2,Работа имитатора с включенным гироскопическим успокоителем.

Устанавливают эадатчик 28 режимов в положение СГ - с гироскопическим успокоителем. Реле 33 и его цепи остаютс  в прежнем положений. Срабатывает реле 41 и контактом 44 размыкает цепь блокировки реле 30; Контакт 31 становитс ; разомкнутым, а контакт 32 замкнутым. Одновременно реле/41, своим контактом 42 само-, блокирует-с , . а контактом 43 замыкает цепь электромагнита 23, Электромагнит вт гивает  корь, вывод  его из отверсти  диска 24, и гироузел разарретируетс . Теперь на качку корабл  гироскоп реагирует процессией с угловой скоростью / , котора  за «чет. демпфера - редуктор 21 с двигателем 22 (обмотка управлени  его закорочена контактом 34), создает

момент -р (где | крутизна

скоростной характеристики двигател ) обеспечивающий рассеивание энергии при качке корабл . Кроме того, прецесси  обуславливает по вление гиро-скопического момента И 8 cosp , оказывающего стабилизирующее действие

при качке. Необходимое демпфр рование обеспечиваетс  передаточным отношением i редуктора 21 и включением в цепь обмотки управлени  двигател  22 активного сопротивлени  47. Угол качки определ ют датчиком 9 углов. Сравнива  амплитуды углов качки с

заарретированным и разарретированным гироскопом, можно определить э ффективность действи  гироскопического успокоител  качки. Дл  контрол  угла /3 Используетс  датчик 20 углов.

3.Работа имитатора в режиме раскачивани  модели корабл ,

....

Этот режим демонстрирует раскачивание корабл  относительно продольной оси, что соответствует нахождению корабл  во льдах, и гироскоп используют уже дл  целей воз.буждени  качки. Дл  этого переключатель 28 устанавливают в положение ВК возбуждение качки. При этом реле 33 обесточиваетс  и его контакты 34, 35 и 36 станов тс  разомкнутыми. Одновременно срабатывает реле 37 и контактом 38 шунтирует обмотку управлени  двигател  8 через сопротивление 48, а контактами 39 и 40/ подключаеу двигатель 22 (выходы 4 и 5 кок1мутатора 29) к выходам усилител 

Claims (1)

1. . Имитатор успокоителя качки ^КОРАБЛЯ, содержащий модель корабля, в корпусе которой на полуосях с подшипниками установлен .гироузел с нижней маятниковостыо, ось подвеса гироузла перпендикулярна диаметральной плоскости модели корабля и кинематически через редуктор связана[сТ двигателем, закрепленным на корпусе модели корабля, отличающийс я тем, что, с целью повышения ’· - — демонстрационных возможностей, он имеет задатчик режимов, управляемый коммутатор, генератор, усилитель мощности, датчик углов, дополнительные редуктор ,и двигатель и арретир гироуэла,, а корпус модели корабля содержи^ полуоси в диаметральной плоскости и подшипники, при этом выходы задатчика режимов связаны с первыми входами управляемого коммутатора, вторые входы которого, через усилитель мощности подсоединены к выходам генератора, выход управляемого коммутатора связан с входом арретира .гироузла,/ «щуправляющие выходы управляемого .коммутатора элект рически подключены к обмоткам дви(6D¹ гателей, причем, полуоси в диаметраль ной плоскости корпуса модели корабля установлены в подшипниках основания корпуса и кинематически связаны с датчиком^:углов, расположенным на оси двигателя, и через допол- нительный редуктор с дополнительным двигателем.