Инерциальные навигационные системы

1. 4 Инерциальные навигационные системы

1

2.

«Навигация» (от лат. navigo - плыву на корабле) - искусство кораблевождения. Навигационные приборы
- устройства, которые используются для решения навигационной задачи - определения местоположения
и направления движения. Навигационные приборы создавались и совершенствовались вместе с
развитием нашей цивилизации.
Памятник Флавио Джойя, Амальфи, Италия.
«Изобретателю» компаса в 1302 г.
Навигационные морские приборы XVIII в.
2

3.

Инерциальной навигация становится с начала ХХ века.
В 1905 г. Рейнгард Вуссов запатентовал идею определения местоположения объекта с помощью двукратного
интегрирования по времени проекций вектора ускорения, измеряемого на борту.
Для ориентации подводной лодки при ее экспедиции к северному полюсу Земли в 1908 г. Г. Аншютц-Кемпфе
предложил маятниковый гирокомпас. Экспедиция не состоялась, но конструктивная схема морского гирокомпаса
оказалась удачной. Э.Сперри на ее основе построил гирокомпас, который стал применяться на кораблях.
В 1917 г. русские летчики А.Н. Журавченко и Г.Н. Алехнович совершили на
самолете «Илья Муромец» слепой полет, выдерживая прямолинейный курс в
заданном направлении по гироскопическому указателю поворотов. Этот прибор,
разработанный П.П. Шиловским специально для авиации, позволил провести
самолет по заранее намеченному курсу при полном отсутствии видимости
земных ориентиров.
В 1932 г. была разработана и внедрена авиационная приборная вертикаль с
интегральной коррекцией, невозмущаемой горизонтальными силами инерции.
Разработка основывалась на идеях советских инженеров Л.М. Кофмана и Е.Б.
Левенталя. В соответствии с этой схемой гироплатформа с жестко связанными с
нею двумя акселерометрами управлялась сигналами, пропорциональными
интегралам от акселерометров, причем коэффициент пропорциональности
3
выбирался так, чтобы выполнялись условия невозмущаемости.

4.

Гироскоп
Акселерометр
Уравнения прецессионной теории гироскопа
1 – ротор, 2 – внутреннее кольцо,
3 – внешнее кольцо.
4

5.

Задача о движении тела под действием внешних сил на плоской поверхности
Второй закон Ньютона устанавливает связь между ускорением а, массой тела m и приложенной силой F:
ma=F