ОПРЕДЕЛИМСЯ БЕЗ ГИРОСКОПА

Изобретатель и рационализатор 1994 №3

Запатентована новая система автономного определения на местности самолётов и кораблей, гораздо более простая и точная, чем применяемые в настоящее время.

Одна из основных проблем так называемой автономной навигации - определить вертикаль Земли, то есть направление к центру нашей планеты. Если вы находитесь на её тверди и никуда не двигаетесь, отыскать эту вертикаль дело плёвое - подвесил грузик, и нет проблем. А если вас мотает по океану, водяному или воздушному? Придумали устройство, имитирующее маятник в таких условиях, и назвали его инерционной вертикалью - ИВ. Сегодня это одна из основных составляющих автономных навигационных систем. Это платформа с расположенными на ней акселерометрами и гироскопами. В спокойном состоянии, на суше её "выставляют", то есть устанавливают, в строго горизонтальное положение и заставляют вращаться с частотой, соответствующей месту нахождения корабля или самолёта, например, на экваторе - 15 об/м, на полюсе - 0.

Это занимает много времени, но даже и не это главный недостаток таких систем. При движении объекта показания акселерометров (измеряющих линейные ускорения) автоматически суммируются и подаются на сервопривод платформы, который и должен по этим сигналам удерживать вращающуюся платформу в горизонтальном по отношению к вертикали Земли положении.

Однако акселерометры интегрируют не только полезные сигналы, но и ошибки, возникающие, например, от вибраций. А если платформа из-за этих ошибок отклонится хотя бы на 1 минуту, ошибка в определении пройденного расстояния за час хода составит 18,5 км.

Поэтому периодически приходится корректировать результаты с помощью радиосвязи, астрономии и т.д. И это несмотря на то, что к элементам данной системы, особенно к гироскопам, предъявляются столь высокие требования, что их не всегда можно удовлетворить.

Отец и сын Наумовы из Ейска решили, раз так - вообще обойтись без гироскопов. Они запатентовали способ и устройство для автономного определения на местности, основа которого - сосуды, заполненные жидкостью, например, полукруглые в сечении (см.рис.). Форма может быть иной, но сосуды должны иметь возможность наклонятся на какой-то допустимый угол. Авторы доказали, что в сечениях этих сосудов 2 и 3 имеется множество попарно одинаково расположенных точек С1 и С2, высоты столбов жидкости над которыми h1 и h2 остаются равными, а значит, равны и вертикальные составляющие давления в них. Однако горизонтальные составляющие давлений в этих точках при наклонах будут различны, они и станут основой формирования сигналов И1 и И2 на сервопривод 4. Не вдаваясь в подробности, скажем, что авторы доказали: такая система, установленная вместо обычных гироскопов (можно, впрочем, и наряду с ними), и будет держать платформу 1 постоянно горизонтальной.

При этом начальное выставление платформы не нужно, резко упрощается вся конструкция, она становится гораздо надежнее, никакие вибрации ей не страшны, навигация с её помощью значительно упрощается и уточняется.

Но и этого мало. Новую систему можно использовать как датчик юза и на наземных транспортных средствах.

Можно добавить, что авторы изобрели и ряд других навигационных систем, позволяющих определяться с точностью до десятков метров, независимо от времени работы. Эти устройства патентуются.

О.СЕРДЮКОВ