Техника - молодёжи 1960-01, страница 37

ПАНЫ КОСМОСА I

пестики «MI ми

ObMfcl кд

ЛЬНАЯ НАВИГАЦИЯ

тельной, космической. Для решения этой задачи корабли, самолеты и ракеты имеют свои «глаза» — приборы наблюдения за небесными светилами и заездами (астронавигация), и «уши» — аппаратуру, принимающую сигналы наземных радиопередатчиков (радионавигация).

О некоторых системах радионавигации рассказывалось в № 11 журнала «Техника — молодежи» за 1958 г. Астронавигационная системе основене на ориентации летательного аппара-та по звездам (см. 4-ю страницу обложки).

Хотя эти системы широко применяются, они все же имеют свои недостатки. По звездам можно ориентироваться только ночью, светила часто бывают закрыты облаками, осуществлению надежной радиосвязи могут препятствовать различные помехи и шумы.

Поэтому система, которая решала бы навигационную задачу одними внутренними средствами, так сказать — только с помощью своих «ощущений», в ряде случеев имела бы перед астро- и радионавигацией большие преимущества. Решать навигационную задачу внутренними средствами — это значит непрерывно определять скорость и местонахождение движущегося объекта с помощью аппаратуры, которая, в о-первых, работает без использования каких бы то ни было анешних ориентиров и, е о-в т о р ы х, помещается только иа самом движущемся объекте.

Система навигации, снабженная такой аппаратурой, решает навигационную задачу совершенно самостоятельно, а потому она называется автономной.

Представим себе пассажира, едущего в поезде. Является ли система пассажир — вагон автономной? Нет, потому что она не удовлетворяет ни первому, ни второму из поставленных выше условий. Ведь пассажир может определять скорость вагона по перемещению окружающего пейзажа, то есть используя внешние ориентиры, и, кроме того, по стуку колес, а это означает, что честь необходимой аппаратуры (в данном случае рельсы) находится вне движущегося объекта.

Но допустим, что окна вагона наглухо закрыты шторами и что поезд идет по сплошным, непрерывным рельсам. Тогда пассажир мог бы для определения своего местонахождения пользоваться системой «плавания по счислению», если бы он умел определять свою скорость. Но как это сделать в новых условиях?

Рис. Б. БОРИСОВА

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ИДЕЯ

Е динстаениая характеристика движения, которая теперь может быть обнаружена, а следовательно и измерена пассажиром, — это ускорение. Ускорение возникает всякий раз, когда скорость поезда почему-либо изменяется. При этом любое тело, находящееся в вагоне, испытывает действие силы инерции, пропорциональной его массе и ускорению или замедлению (отрицательному ускорению), — иначе говоря, быстроте увеличения или уменьшения скорости.

Простейшим измерителем ускорений, или акселерометром, может служить небольшая тяжелая тележка, переме-щающаяся по направляющим вдоль градуированной шкалы. Тележка должна быть снабжена пружиной, которая при отсутствии ускорения возвращает ее в исходное положение. Если поезд движется прямолинейно, то одной такой тележки достаточно для определения ускорения.

Если поезд движется по прямому пути раеномерно-ускоренно, то есть с постоянным ускорением, равным, например, 0,1 м/сек за секунду (0,1 м/сек^?) в течение 100 сем., то это значит, что поезд достиг скорости 0,1 м/сек² X 100 сек. — 10 м/сек, или 36 км/час. Если ускорение поезда не остается постоянным, то интервал времени может быть разбит на столь малые промежутки, в течение которых ускорение практически будет оставаться неизменным. Умножая величины ускорений на соответствующие им промежутки времени и непрерывно складывая результаты, другими словами, производя интегрирование ускорения по времени, можно и в этом случае вести непрерывное вычисление скорости поезда. Приборы, которые осуществляют такое вычисление механическим или электрическим способом, получили название интеграторов. Когда ускорение прекращается, интегратор продолжает показывать постоянное значение скорости, достигнутое к этому моменту.

Для определения пройденного поездом пути наш пассажир закрытого купе вагона может и не прибегать к системе «плавания по счислению». Эту задачу за него также выполнит прибор — второй интегратор. Ведь для определения пути по скорости необходимо произвести ту же операцию интегрирования, что и при вычислении скорости по ускорению.

Такова идея создания автономной навигационной системы. Основным прибором в ней является акселерометр — измеритель ускорений, в ра-

усиаиидь ^А ТАРЕ Я

к тмму интнмту

Существуют различные типы акселерометров. у Здесь показан акселерометр маятникового типа, работающий по принципу «электрической пружины». Отклонение маятника, вызванное появлением ускорения, регистрируется электрическим датчиком положения. Возникающий при этом ток усиливается и поступает в обмотку барабана акселерометра, где возникает электромагнитное усилие, стремящееся вернуть маятник в первоначальное положение. В роли пружины здесь выступает электромагнитное поле. Ток в обмотке пропорционален действующему ускорению. Он направляется в первый интегратор для определения скорости.

боте которого используется свойство инерции, присущее любому телу. Поэтому и всю систему приборов называют системой инерциальной навигации. Она может быть применена на любом движущемся объекте: подводной лодке, самолете, ракете, межпланетном корабле. Только для этого

Изошутка В. КАЩЕНКО

Б и п-Б и п: Если в космосе много мвтео-ров, то можно устроить метеорный па*

РУС-.