|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Lái tự động. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Hệ thống lái tự động là sự kết hợp của một số thiết bị, hoạt động chung của chúng giúp nó có thể tự động điều khiển chuyển động của máy bay hoặc tên lửa mà không cần sự can thiệp của con người. Sự ra đời của hệ thống lái tự động đã tạo nên một kỷ nguyên quan trọng trong lịch sử ngành hàng không, vì nó giúp cho việc di chuyển bằng đường hàng không trở nên an toàn hơn rất nhiều. Đối với công nghệ tên lửa, khi tất cả các chuyến bay được thực hiện ở chế độ không người lái, không có hệ thống điều khiển tự động đáng tin cậy thì công nghệ này hoàn toàn không thể phát triển được.
Ý tưởng chính của tính năng lái tự động là chế độ lái tự động duy trì nghiêm ngặt định hướng chính xác của phương tiện di chuyển trong không gian. Nhờ đó, thiết bị, thứ nhất, được giữ trên không và không rơi, và thứ hai, nó không đi lạc khỏi quy trình đã định, vì quỹ đạo của chuyến bay phụ thuộc chủ yếu vào hướng chính xác. Đổi lại, định hướng của thiết bị trong không gian được xác định bởi ba góc. Thứ nhất, đây là góc độ, tức là góc giữa trục dọc của thiết bị và mặt phẳng mặt đất (hoặc, như người ta nói, mặt phẳng chân trời). Việc theo dõi góc này cho phép máy bay duy trì ổn định theo chiều dọc - không phải "gật đầu", và tên lửa bay dọc theo quỹ đạo đạn đạo - để bắn trúng mục tiêu chính xác hơn. Thứ hai, đây là góc yaw, tức là góc giữa trục dọc của thiết bị và mặt phẳng bay (như chúng ta sẽ gọi là mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng chân trời và đi qua điểm xuất phát và điểm đích). Góc yaw cho biết độ lệch của thiết bị so với quy trình đã đặt. Và, thứ ba, đây là góc cuộn, tức là góc xảy ra khi thân thiết bị quay quanh trục dọc của nó. Việc điều chỉnh trục lăn kịp thời cho phép máy bay duy trì sự ổn định bên và giảm tốc độ quay bất thường của tên lửa. Việc kiểm soát tự động thiết bị sẽ không thể thực hiện được nếu không có cách đáng tin cậy và đơn giản để xác định các góc này. May mắn thay, có một cách như vậy, và nó dựa trên thuộc tính của một con quay hồi chuyển quay nhanh để giữ cho vị trí của trục của nó không thay đổi trong không gian. Con quay hồi chuyển đơn giản nhất là con quay dành cho trẻ em, quay nhanh quanh trục của nó. Hãy thử đập nó xuống bằng một cú nhấp chuột, và bạn sẽ thấy rằng điều này là không thể - phần trên sẽ chỉ nảy sang một bên và tiếp tục xoay.
Tuy nhiên, trục OA của đỉnh không có định hướng không đổi, vì đầu A của nó không cố định. Con quay hồi chuyển được sử dụng trong kỹ thuật có một thiết bị phức tạp hơn nhiều: rôto (trên thực tế, trên cùng) được cố định ở đây trong (vòng) 1 và 2 của cái gọi là gimbal, giúp trục AB có thể ở bất kỳ vị trí nào trong không gian. Một con quay hồi chuyển như vậy có thể thực hiện ba phép quay độc lập về các trục AB, DE và GK, cắt nhau tại tâm của hệ thống treo O, được giữ cố định so với mặt đáy. Đặc tính chính của con quay hồi chuyển quay nhanh, như đã được đề cập, là trục của nó có xu hướng duy trì ổn định trong không gian thế giới theo hướng ban đầu cho nó. Ví dụ: nếu trục này ban đầu hướng tới một ngôi sao nào đó, thì với bất kỳ chuyển động nào của bản thân thiết bị và các cú sốc ngẫu nhiên, nó sẽ tiếp tục hướng tới ngôi sao này ngay cả khi hướng của nó so với trục của trái đất thay đổi. Lần đầu tiên tính chất này được sử dụng vào năm 1852 bởi nhà vật lý người Pháp Foucault để thực nghiệm chứng minh chuyển động quay của Trái đất quanh trục của nó. Do đó cái tên chính là "con quay hồi chuyển", trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là "quan sát quay".
Tính chất quan trọng thứ hai của con quay hồi chuyển được tiết lộ khi một số ngoại lực bắt đầu tác động lên trục (hoặc khung) của nó, có xu hướng quay nó so với tâm của hệ thống treo. Ví dụ, nếu lực P tác dụng lên đầu trục AB, thì con quay hồi chuyển, thay vì lệch về phía tác dụng của lực (như khi rôto không quay), con quay sẽ nghiêng theo hướng vuông góc với Khi đó tác dụng của lực (trong trường hợp của chúng ta) sẽ bắt đầu quay quanh trục DE, và với tốc độ không đổi. Chuyển động quay này được gọi là tuế sai của con quay hồi chuyển, và càng chậm thì con quay càng quay nhanh hơn trục AB. Nếu tại một thời điểm nào đó tác dụng của ngoại lực dừng lại thì đồng thời phép tịnh tiến dừng lại, trục AB dừng ngay tức thì.
Sự tuế sai cũng có thể được quan sát trong một con quay hồi chuyển đơn giản như một con quay của trẻ em, trong đó điểm tựa đóng vai trò là tâm của hệ thống treo. Nếu đỉnh không được buộc theo cách mà trục của nó không vuông góc với sàn mà nghiêng với nó ở một góc nào đó, thì bạn có thể thấy rằng trục của đỉnh đó lệch không theo hướng của trọng lực (nghĩa là xuống), nhưng theo phương vuông góc, tức là trục bắt đầu quay quanh phương vuông góc với mặt sàn, hạ xuống điểm tựa. Hai đặc tính này của con quay hồi chuyển là cơ sở của một số dụng cụ được sử dụng trong chế độ lái tự động. Vào những năm 70 của thế kỷ XNUMX, con quay hồi chuyển bắt đầu được sử dụng trong quân sự trong các ô tô tự động để phóng ngư lôi trên biển. Tại thời điểm phóng ngư lôi, cánh quạt của con quay gắn trên nó quay với tốc độ vài nghìn vòng / phút. Sau đó, trục của nó luôn hướng tới mục tiêu.
Một vật lệch tâm được gắn vào trục của con quay - một cái đĩa, tâm của nó được dịch chuyển so với trục của vòng thẳng đứng của máy. Trục lệch tâm tựa vào thanh ống: khi ngư lôi đi đúng mục tiêu, các piston đóng ống dẫn đóng các lỗ của đường ống 1 và 2, và piston lái bất động. Nếu vì lý do nào đó, quả ngư lôi lệch khỏi phương trình thì trục lệch tâm kết hợp với con quay vẫn bất động và thanh ống, dưới tác dụng của lò xo, trượt sang trái hoặc phải và mở ra một lỗ để khí nén đi qua. đường ống 1 hoặc 2 vào máy lái. Dưới tác dụng của khí nén, piston của máy lái bắt đầu chuyển động và chuyển bánh lái, để ngư lôi quay trở lại đúng hướng.
Sau đó, con quay hồi chuyển được ứng dụng rộng rãi trong ngành hàng không. Trong chương về máy bay, người ta đã đề cập đến vấn đề quan trọng đối với các phi công đầu tiên là duy trì định hướng chính xác của máy bay khi bay. Nhiều nhà thiết kế sau đó đã nghĩ đến việc tạo ra bộ ổn định tự động. Năm 1911, phi công người Mỹ Sperry đã phát triển thiết bị ổn định tự động đầu tiên với một con quay hồi chuyển khổng lồ. Chiếc máy bay đầu tiên có bộ ổn định như vậy đã cất cánh vào năm 1914. Và vào đầu những năm 20, công ty Sperry đã tạo ra một chiếc xe lái tự động thực sự. Các máy bay tự động đầu tiên chỉ điều khiển các bánh lái và giám sát việc duy trì chế độ bay đã chỉ định. Sự phát triển hơn nữa của chúng dẫn đến sự xuất hiện của các hệ thống tự động hóa việc điều khiển cả bánh lái và động cơ máy bay. Những máy bay tự động như vậy đã cho phép các chuyến bay không người lái và điều khiển máy bay từ xa. Họ được sử dụng trong những tên lửa đầu tiên. Sớm hơn những người khác, các nhà thiết kế người Đức, những người tạo ra tên lửa đạn đạo V-2 đầu tiên, phải đối mặt với vấn đề điều khiển tên lửa tự động. Máy ổn định V-2 bao gồm các thiết bị con quay hồi chuyển Horizon và Verticant.
"Chân trời" giúp xác định mặt phẳng chân trời và góc nghiêng (góc nghiêng) của tên lửa so với mặt phẳng này. Rôto 1 của con quay đồng thời là phần ứng của động cơ điện không đồng bộ, cuộn dây 2 được nuôi bằng dòng điện xoay chiều. Trước khi phóng tên lửa "Chân trời" được đặt sao cho trục quay của rôto song song với đường chân trời. Với mục đích này, hệ thống điều khiển bao gồm một con lắc (dây dọi) 5, cố định độ lệch của trục con quay hồi chuyển. Nếu trục này lệch lên hoặc lệch xuống so với phương ngang thì con lắc cũng lệch sang một bên và tiếp xúc bên này hay bên kia. Trong trường hợp này, nam châm điện 6 nhận được tín hiệu của một hoặc một cực khác. Nam châm điện bắt đầu tác động lên trục của con quay dọc theo trục Y lên hoặc xuống từ tâm quay. Kết quả là một tuế sai xuất hiện, làm con quay quay vuông góc với lực làm lệch hướng. Tuế sai tiếp tục cho đến khi trục rôto trở lại vị trí nằm ngang. Ngay sau khi điều này xảy ra, tiếp điểm của con lắc 5 mở ra và tuế sai ngay lập tức dừng lại. Trước khi bắt đầu, thiết bị sửa chữa đã bị tắt. Độ lệch của tên lửa so với một góc độ nhất định được ghi lại bằng cách sử dụng một chiết áp - một cảm biến đơn giản có điện trở thay đổi. Đó là một khung hình chiếc nhẫn, trên đó có quấn dây. Một bàn chải tiếp xúc trượt dọc theo khung này. Nếu bàn chải ở đầu khung, trong mạch có số vòng dây nhỏ hơn tương ứng thì điện trở của biến trở nhỏ hơn và điện áp ra cũng không đáng kể (như bạn đã biết, hiệu điện thế thả U được xác định theo định luật Ôm U = I • R, trong đó I là cường độ dòng điện, R - điện trở). Nếu bàn chải di chuyển đến cuối khung, điện trở của chiết áp tăng lên, và do đó, điện áp đầu ra tăng lên. Bàn chải được kết nối với một thiết bị nhạy cảm đã ghi lại những thay đổi nhỏ nhất của điện áp. Nếu trong quá trình bay, góc giữa trục dọc của thiết bị và mặt phẳng chân trời vì một lý do nào đó bắt đầu lệch khỏi giá trị quy định, thì chiết áp 8 gắn với thân của thiết bị quay cùng với nó so với con quay hồi chuyển được cố định. trong không gian và bàn chải tiếp xúc được kết nối với nó. Trong trường hợp này, một tín hiệu điện xuất hiện ở đầu ra của chiết áp, tỷ lệ với độ lớn của góc lệch. Tín hiệu này được khuếch đại và đưa đến các bánh lái ngang của máy lái, máy lái đã san bằng tên lửa. Tuy nhiên, một thiết bị đơn giản như vậy có thể hoạt động hiệu quả chỉ với thời gian bay tương đối ngắn. Trong một chuyến bay dài, phải tính đến chuyển động quay của Trái đất, vì vậy trong trường hợp này, phải thực hiện hiệu chỉnh theo hướng của trục con quay hồi chuyển. "Horizon" không chỉ cho phép lưu, mà còn cho phép thay đổi góc độ phù hợp với một chương trình nhất định. Có thể thấy từ sơ đồ được mô tả rằng nếu tại thời điểm đặt chiết áp 8 được quay đến một góc nhất định, thì các bánh lái sẽ hoạt động như thể bản thân thiết bị đã bị lệch một góc tương tự. Do đó, việc vặn chiết áp có thể khiến tên lửa bị quay. "Horizon" bao gồm một cơ chế chương trình rất đơn giản, bao gồm một băng kim loại 10, một trục lệch tâm 11, một động cơ bước 12 và một bánh xe cóc 13. Chiếc lệch tâm có bề mặt tương ứng với một chương trình nhất định. Động cơ bước thiết lập nó chuyển động thông qua một bánh răng con sâu (động cơ bước là một nam châm điện có phần ứng, khi một xung lực được đặt vào nam châm điện, phần ứng bị hút vào nam châm và dịch chuyển bánh cóc bằng một răng với cạnh của nó) . Do đó, tốc độ quay của bánh cóc phụ thuộc vào tần số của các xung tác dụng lên nam châm điện. Nút chặn 14 là một chốt ngăn không cho bánh cóc quay theo hướng ngược lại.
Giống hệt với "Horizon" đã làm việc "Verticant". Trước khi phóng tên lửa, trục của cánh quạt con quay hồi chuyển nằm vuông góc với mặt phẳng bay dự định, do đó, con quay hồi chuyển hóa ra không nhạy cảm với sự phát triển của tên lửa theo bước sóng, nhưng phản ứng theo chiều quay và chuyển động. Việc hiệu chỉnh con quay hồi chuyển cũng giống như của Horizont, và được thực hiện trước khi phóng bằng con lắc 3 và nam châm điện 4. Sau khi cất cánh, chiết áp 5 phản ứng với ngáp của tên lửa và truyền tín hiệu đến các bánh lái. Vì trục hướng vào mục tiêu trùng với trục dọc của tên lửa, nên khi xảy ra cuộn, chiết áp 7 di chuyển theo hướng bay so với động cơ cố định (chổi than) được kết nối với con quay hồi chuyển. Tín hiệu được truyền đến các bánh lái, giúp điều chỉnh trục lăn. Tác giả: Ryzhov K.V.
▪ Pin ▪ Ống nghe
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Đôi bàn tay giúp nhạc sĩ nhớ giai điệu ▪ Chân giả phát triển cùng với bệnh nhân ▪ Bắc Cực đang chờ đợi những kỷ lục mới về sự tan chảy ▪ Hệ thống nhỏ gọn Axiomtek AIE100-903-FL-NX
▪ phần của trang web Từ có cánh, đơn vị cụm từ. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Niccolo Machiavelli. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài báo Nhật thực lần đầu tiên được dự đoán khi nào? đáp án chi tiết ▪ bài viết Người chấp nhận đơn đặt hàng. Mô tả công việc ▪ bài viết Bản đồ và hình vẽ giống nhau. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này