Mexanika boyĺnsha fizikalĺq praktikumda qattĺ denelerdiń aylanbalĺ qozǵALĺSĺN Úyreniwge baylanĺSLĺ bolǵan máseleler mazmunı

14-súwret. Saqıyna lazerlik giroskoptıń sırtqı kórinisi (a) hám ondaǵı jaqtılıq nurınıń jolları (b). https://en.wikipedia.org/wiki/Ring_laser_gyroscope dereginen alınǵan.

14-súwrette lazerden shıqqan jaqtılıq nurı aynalardıń járdeminde cirkulyaciyalanadı hám lazer tárepinen turaqlı túrde kúsheytiledi. Tuyıq kontur yarım móldir aynanıń járdeminde interferometrdiń bazasındaǵı datshikke tarmaqlarǵa ayrıladı (yamasa sańlaq arqalı) [27].

Optikalıq giroskoplar lazerlik giroskoplarǵa (aktiv túrdegi optikalıq giroskoplar), passiv optikalıq giroskoplarǵa hám integrallıq-optikalıq giroskoplarǵa bólinedi. Olardıń islew principi 1913-jılı ashılǵan Sanyak principine tiykarlanǵan [28-29]. Teoriyalıq jaqtan bul effekt arnawlı salıstırmalıq teoriyası tiykarında túsindiriledi. Bul teoriyaǵa sáykes jaqtılıqtıń tezligi qálegen inerciallıq esaplaw sistemasında turaqlı mániske iye [30]. Biraq interciallıq emes esaplaw sistemalarında jaqtılıqtıń tezligi c dan ózgeshe bola aladı [31]. Eger jaqtılıq nurın ásbaptıń aylanıw baǵıtında hám sol aylanıw baǵıtına qarama-qarsı baǵıtta jiberetuǵın bolsa, onda nurlardıń kelip jetiw waqıtları arasındaǵı ayırma (bunday ayırmanı ádette interferometrdiń járdeminde anıqlaydı) inerciyalıq esaplaw sistemasındaǵı nurlardıń júrisler ayırmasın tabıwǵa múmkinshilik beredi. Usı jaǵdayǵa sáykes nur ótken waqıttaǵı ásbaptıń burılıw múyeshiniń mánisi esaplanadı. Effekttiń shaması interferometrdiń aylanıw múyeshine tuwrı proporcional hám interferometrdegi jaqtılıq nurlarınıń jolı tárepinen óz ishine alınǵan maydanǵa tuwrı proporcional [32]:

Bul formulada arqalı hár qıylı baǵıtlarda tarqalatuǵın nurlardıń jetip keliw waqıtları arasındaǵı ayırma, S arqalı konturdıń maydanı, al Ω arqalı giroskoptıń aylanıw tezligi belgilengen.{\displaystyle S}

shamasınıń mánisi júdá kishi bolǵanlıqtan onıń mánisin passiv interferometrlerdiń járdeminde ólshew ushın uzınlıǵı 500-1000 m bolǵan talshıqlı-optikalıq giroskoplardı paydalanǵanda ǵana ólshew múmkin. Aylanıwshı saqıyna interferometi bar lazerlik giroskopta bir biri menen ushırasatuǵın tolqınlar arasındaǵı tómendegidey fazalar ayırmasın ólshew múmkin [14]:

Bul ańlatpada λ arqalı tolqın uzınlıǵı belgilengen.

Giroskoptıń qásiyetleri giroskoplar dep atalatuǵın ásbaplarda qollanıladı. Onıń tiykarǵı bólimi bir neshe erkinlik dárejisine (aylanıw kósherleriniń sanı) iye bolǵan tez aylanatuǵın rotor bolıp tabıladı.

Kardan ildirgishtegi giroskoplar jiyi qollanıladı (15-súwret). Bunday giroskoplar 3 erkinlik dárejesine iye boladı. Bunday úsh erkinlik dárejesine iye bolıw giroskoptıń bir birine perpendikulyar bolǵan úsh kósherdiń dógereginde bir birinen ǵárezsiz aylana alatuǵınlıǵın bildiredi. Bul úsh kósherdiń barlıǵı da ildiriw noqatında kesilisedi. Bul noqat giroskoptıń tiykarına salıstırǵanda tınıshlıqta turadı.

Massalarınıń orayı O noqatına sáykes keletuǵın giroskoplardı astatikalıq, al basqa jaǵdaylarda statikalıq giroskoplar dep ataydı.

15 - súwret. Kardan ildiriwindegi eń ápiwayı giroskoptıń sxeması. Bunday giroskoptıń erkinlik dárejesi 3 ke teń.

Giroskoptıń motorın joqarı tezliklerde aylandırıw ushın arnawlı giromotorlar paydalanıladı.

Giroskoptı basqarıw hám onnan informaciyalardı alıw ushın múyesh datshikleri menen moment datshikleri paydalanıladı.

Giroskoplar qurawshılar túrinde navigiciya sistemalarında da (aviagorizont, girokompas, INS h.t.b.), kosmoslıq apparatlardı baǵıtlaw jáne stabillestiriw sistemalarında keńnen qollanıladı [31-33]. Girovertikalda paydalanǵanda giroskoptıń kórsetiwleri akvelerometrdiń (mayatniktiń) járdeminde korrektirovkalanadı (dúzetiledi). Sebebi Jerdiń sutkalıq aylanıwınıń saldarınan haqıyqıy vertikaldan shetke shıǵıw orın aladı. Sonıń menen birge mexanikalıq giroskoplarda onıń massasınıń orayınıń awısıwı da paydalanıladı. Bul jaǵday giroskopqa mayatniktiń tikkeley tásirine ekvivalent [18].

1^ "Baǵıt" sóziniń ornına "orientaciya" sózin de keńnen qollanamız.

2^ Koriolis kúshi aylanıwshı esaplaw sistemasındaǵı materiallıq noqattıń qozǵalısın qaraǵanda paydalanılatuǵın inerciya kúshleriniń biri [18]. Materiallıq noqatqa tásir etetuǵın fizikalıq kúshlerge Koriolis kúshin qosıw usınday qozǵalısqa esaplaw sistemasınıń aylanıwın esapqa alıwǵa múmkinshilik beredi.

Francuz alımı Gaspar-Gyustav de Koriolistiń atı menen atalatuǵın bul kúsh birinshi ret onıń 1835-jılı jarıq kórgen [19-20] maqalalarında táriyiplenedi. Geypara jaǵdaylarda kúshtıń mánisi birinshi ret Per-Simon Laplas tárepinen 1775-jılı alındı [21], al aylanıwshı esaplaw sistemalarında qozǵalatuǵın obyektlerdiń awısıw effekti 1651-jılı Djovani Batticta Risholli hám Franshesko Mariya Grimaldi tárepinen táriyiplenedi degen piker de aytılıp kiyatır [22].