Влияние конструктивных особенностей и параметров газового заполнения на характеристики динамически настраиваемых гироскопов

1 / 17

4 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 2
УДК 531.383 DOI: 10.18698/0236-3933-2017-2-4-20
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ПАРАМЕТРОВ
ГАЗОВОГО ЗАПОЛНЕНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИНАМИЧЕСКИ
НАСТРАИВАЕМЫХ ГИРОСКОПОВ
Цинь Цзыхао
В.П. Подчезерцев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
Аннотация Ключевые слова
Для оценки влияния конструктивных особенностей и
параметров газового заполнения на характеристики
динамически настраиваемых гироскопов решены сле-
дующие задачи: с учетом особенностей конкретных
конструкций на основе уравнений Навье — Стокса
построена газодинамическая модель такого гироскопа.
Полученные уравнения решены относительно скоро-
стей и давлений газа в торцевых и радиальных зазорах
прибора. Определены возмущающие моменты от сил,
вызываемых давлением и вязким трением
Уравнение Навье — Стокса, дви-
жение газа, динамически настраи-
ваемый гироскоп, газодинамика,
погрешности, газодинамические
возмущающие моменты
Поступила в редакцию 19.05.2016
©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
Введение. Для уменьшения времени тепловой готовности прибора и снижения
температурных градиентов необходимо газовое заполнение внутреннего объема
динамически настраиваемого гироскопа (ДНГ), что также улучшает теплоотвод из
контактных зон шарикоподшипников и снижает испарение смазочного материала
и газовыделение внутренних элементов конструкции гироскопа. Однако газовая
среда является источником газодинамических возмущающих моментов и соответ-
ствующих погрешностей ДНГ. Оценке влияния газового заполнения на характери-
стики ДНГ посвящено много работ как в России [1–3], так и за рубежом [4]. Цель
настоящей работы — детальный анализ движения газа применительно к конкрет-
ным конструкциям ДНГ, используемым в современных инерциальных системах, на
основе решения уравнения Навье — Стокса для вязкого газа, а также определение
газодинамических возмущающих моментов и соответствующих погрешностей
ДНГ, в том числе с учетом влияния изменения температуры.
Уравнения движения газа в зазорах ДНГ. В соответствии с [5, 6], уравне-
ние Навье — Стокса для вязкого газа и условие его неразрывного течения име-
ют следующий вид:
grad ;
dV f P V
dt
ρ = − + μΔ (1)
div 0,V = (2)
где ρ, P, μ — плотность, давление и динамическая вязкость газа; V — вектор
скорости движения газа; f — вектор массовых сил; Δ — оператор Лапласа.