Термодинамика реальных процессов

В качестве гироскопов применены трехфазные (36 В, 400 Гц) гиромоторы для авиационных гирокомпасов. Первый из них (малый, без заводского кожуха) имеет массу 0,42 кг и номинальную частоту вращения около 14000 об/мин, второй (большой, в кожухе) имеет массу 1,92 кг и частоту около 21000 об/мин. Трехфазный ток получается с помощью преобразователя ПАГ-1Ф, питаемого постоянным током напряжением 27 В. Путем перегрузки преобразователя удается существенно повысить частоту трехфазного тока, а следовательно, и число оборотов гиромоторов.

Нескомпенсированная внутренняя сила определяется с помощью весов технических первого класса с ценой деления 10-5 ?, а также аналитических с оптическим отсчетом и ценой деления 10-6 Н. Устройством БМ кладется на чашу весов либо располагается под весами и особым образом подвешивается к чаше проволокой, пропущенной через отверстие, которое предназначено для стержня арретира. Вся система заземляется.

Иногда, если определяется слишком малая сила или устройство имеет очень большую массу (порядка одного-двух десятков килограммов), то используются крутильные весы, изображенные на рис. 10, б. В последнем случае применяется подвес 1 достаточного диаметра [ТРП, стр.428-429].

2. Методика взвешивания.

Особое внимание приходится уделять методике определения нескомпенсированной силы, ибо надо учитывать вибрации БМ; реакцию крутящего момента двигателей и гироскопов; разогрев токоподводов, электродвигателей и гиромоторов, что сопровождается возникновением подъемной силы, вызванной тепловой конвекцией воздуха; обычную конвекцию воздуха в комнате; заряжание хрональным полем БМ окружающих предметов и силовое взаимодействие с ними; влияние хронального поля экспериментатора на БМ (силовое и через ход времени на взаимодействующих в БМ телах) и т.д. Со всеми этими помехами я боролся в течение многих лет, перепробовав сотни всевозможных вариантов устройств.

Вибрации устраняются применением упругого звена - резинки или пружинки - между БМ и проволокой, идущей к чаше весов. С реакцией крутящего момента можно бороться, например, используя два двигателя, вращающихся в противоположных направлениях. Токоподводы должны быть изготовлены из мягкого изолированного медного провода и подвешены горизонтально, их и электродвигатели целесообразно теплоизолировать; после каждого измерения все устройство должно остыть. Весы располагаются, например, на доске.

В ней предусмотрено отверстие для проволоки, идущей к чаше весов. Весь объем под доской, где висит БМ, окружен загородкой из плотного материала, защищающего от сквозняков: это может быть картон, плотная бумага, клеенка и т.п. Однако коренного снижения помех удалось добиться только после применения специального промежуточного рычага-коромысла 1, соединенного с чашей весов через резинку 4 (рис. 20). Длинные опорные ножи 2 хорошо гасят реакцию крутящего момента даже при наличии одного мотора. Изменением расстояния b - отношения b/a - до среднего ножа регулируется чувствительность весов для тяжелых БМ; с этой целью на коромысле предусмотрена серия запасных отверстий. Ножи 2 и седла для них 3 изготовлены из твердой закаленной стали, например ХВГ. Токоподводящие провода 6 поддерживаются пластинками 5. Сами пластинки и отверстия в них под провода расположены точно против остриев ножей, поэтому при качании коромысла упругость и сила тяжести проводов практически не влияют на величину измеряемой силы. Провода образуют петли (они изображены жирными штриховыми линиями). Коромысло 1 и пластинки 5 и 7 сделаны из листовой стали толщиной 1 мм, коромысло упрочнено отогнутыми ребрами жесткости, как показано на рисунке.

Очень важно, чтобы все три острия ножей располагались в одной плоскости, тогда при качании коромысла не будет нарушаться соотношение плеч а и b рычага. Это достигается постановкой соответствующих прокладок под ножи. Острия ножей можно видеть через небольшие окна, вырезанные на вертикальных участках коромысла.

Промежуточный рычаг-коромысло особенно нужен при испытании таких БМ, где невозможно применить два гироскопа, вращающихся в разные стороны. Например, это относится к БМ-35, для которого к тому же потребны весьма высокие частоты вращения, что создает большой реактивный крутящий момент.

БМ крепится жестко к двум вертикальным пластинкам 7, привинченным к седлу 3. Для учета влияния тепловой конвекции воздуха и внешних хрональных воздействий нескомпенсированную силу целесообразно направлять при одном измерении вверх, а при другом - вниз, чтобы получить среднее ее значение. Если этого нельзя сделать путем изменения направления вращения двигателя, тогда приходится поворачивать все устройство БМ вокруг горизонтальной оси. Осями поворота могут служить два полых болта, расположенных внизу пластин 7, на них висит БМ, через отверстие в болтах пропускаются токоподводящие провода.