תקציר באנגלית

 

כותרת: גירוסקופ עם מיסבים אלסטיים

מחבר: יורם שיטנברג

מקור: תיזה ל-.Msc (מסטר), הטכניון, חיפה, ישראל (1971)

שפה: עברית (תקציר גם באנגלית) תקציר באנגלית

 

מנחה: יצחק פורת קישור

תקציר:

במסגרת עבודה זו נעשה ניתוח אנליטי עבור גירוסקופ בעל מבנה לא מקובל. בניגוד לגירוסקופים רגילים, בגירוסקופ זה מוחלפים מיסבי הגימבלים במיסבים אלסטיים וכן מוחלף הסידור המקובל של שני גימבלים חיצוניים בגימבל פנימי יחיד. גימבל זה נע בתנועה אוסצילטורית אשר מקורה במכניזם מטיפוס Hooke's Joint.

 

מיתלה זה פותח ע"י Howe, E.W. ⁽¹⁾ ונוסח על ידו בקצרה לזוית קטנה בלבד של סטית ציר הספין של הרוטור.  דיון רחב במעט מזה נעשה ע"י Savet, P.H. ⁽²⁾ אולם גם שם נוסחו משוואות התנועה למקרה פרטי בלבד של זוית סטיה קטנה בהזנחת מומנט עומס וחיכוך פנימי וחיצוני.  לא נידונו קריטריונים ליציבות, לא הוגדרו יחסים בין פרמטרים המשפיעים על פעולת הגירוסקופ ולא הוסקו מסקנות.

 

מטרת המחקר, לנסח את משואות התנועה הדינמיות לגירוסקופ בעל מיסוב אלסטי עבור זוית סטיה כל שהיא של ציר המנוע מציר הספין של הרוטור, לפתור את המקרה של זוית סטיה קטנה ולהציג עבור מקרה זה קריטריונים ליציבות הרוטור במטרה לקבל רוטור חפשי השומר על כיוונו במרחב.

 

בשלב ראשון פותחו משואות הקינמטיקה של מכניזם מטיפוס Hooke's Joint המשמש כבסיס לפעולת המערכת. באמצעות משואות אלו נוסחו ביטויי המומנטים הקיימים על הרוטור בזוית סטיה כל שהיא ובהשפעת פונקציות כלליות של קפיצים וריסון פנימי.  לאחר מכן נכתבו משואות התנועה הדינמיות לרוטור סימטרי בזוית נוטציה קטנה.

 

כמקרה ראשון, הובא פתרון למשואות התנועה עבור רוטור הפועל בואקום וללא ריסון פנימי.  הפתרון הראה כי ניתן לבטל את תדירות הפרצסיה האיטית ע"י כוונון מתאים של מהירות הספין לערך מסוים קבוע.  כאן הוצג האפקט של "אנטי-קפיץ" דינמי (קפיץ דינמי בעל קבוע קפיציות שלילי) המבטל לחלוטין את השפעת מומנטי הקפיצים על הרוטור.

 

כמקרה נוסף הובא פתרון למשואות התנועה עבור רוטור אשר פעולתו לא הוגבלה לואקום בלבד וכן נלקחה בחשבון השפעת הריסון הפנימי.  כדי להשיג פתרון יציב של איפוס הפרצסיה האיטית, הוכנס למערכת גורם ריסון של חיכוך קולוני יחסי לסטיה זויתית.

 

בהשוואה לגירוסקופ רגיל, מבנה המערכת הנו פשוט בתכלית. היתרון הבולט של מערכת המיסוב האלסטי והגימבל האוסצילטורי בגירוסקופ זה מתבטא בביטול ההשפעה המזיקה של מומנט החיכוך הנוצר במיסבי גימבל בגירוסקופים רגילים.

 

הידע הקשור בבעיה זו הורחב ע"י האנליזה הנתונה בתיאור השפעת מומנט עומס וחיכוך פנימי וחיצוני על ההתנהגות בזויות סטיה גדולות ובפתרון בעית היציבות בזויות סטיה קטנות.

 

6 מראי מקום

 

תקציר באנגלית

 

חזרה לדף הראשי בעברית