Шрифт:
В 1988 году совместно с инженером Т. И. Степановой, начальником сектора В. В. Яшуковой, начальником отдела В. А. Гаранкиным я подготовила отчёт “Уточнение зависимости и стабильности дрейфа гироскопа ГПА-Л2-3 от величины и направления действия ускорения в заданном диапазоне величин”. Продолжением этой работы явилось исследование характеристик гироскопа ГПА-Л2-3 в условиях длительного воздействия ускорения до 5g и в условиях невесомости, проведённое в 1989 году.
При выполнении этого отчёта мне удалось установить основные причины снижения точности гироскопа ГПА-Л2 с вертикальным расположением вектора кинетического момента. Гироскоп имел конструктивную и тепловую симметрию относительно вертикальной координатной оси при расположении вектора кинетического момента в горизонтальной плоскости. При развороте же корпуса прибора на 90 градусов эта симметрия нарушалась: изменялись условия обогрева прибора, конвективные потоки поддерживающей жидкости, градиенты температуры между элементами конструкции гироскопа и слоями поддерживающей жидкости, положение токоподводов и, следовательно, их тяжение.
К сожалению, по огромной теме, связанной с исследованием трёхстепенного поплавкового гироскопа при воздействии ускорений, я не опубликовала ни одной статьи. Исключение составила лишь написанная совместно с Татьяной Степановой и опубликованная в 1993 году в журнале “Авиационная промышленность” статья “Дрейф трёхстепенного поплавкового гироскопа от моментов токоподводов при воздействии линейных ускорений”. Логическим продолжением всех этих изысканий явилась работа “Исследование гироскопа ГПА-Л2-3 при переходе на орбитальный участок и в невесомости”, выполненная в 1990 году, поскольку возникла задача о возможности использования этой модификации гироскопа в космических аппаратах.
В 1992 году наряду с другими сотрудниками я принимала участие в составлении пояснительной записки к техническому проекту “Разработка системы для измерения координат звёзд”, написав раздел “Исследование динамики движения защитной крышки астроблока системы АИС-93”. В том же году мной был написан отчёт “Ожидаемые технические характеристики ГПА-Л2-3 в условиях эксплуатации на космическом аппарате в составе БГО”. Блок гироскопической ориентации предназначался для использования на спутнике Метеор-ЗМ. В следующем году вместе с Сергеем Кухтевичем и Владимиром Исаевым я работала над эскизным проектом “Разработка гироблока для изделия Метеор -ЗМ на базе гироскопа ГПА-Л2-3”, в котором я написала раздел “Теоретическое исследование работоспособности гироскопа ГПА-Л2-3 в режиме двухосного датчика угловой скорости”.
В 1993 году на научно-технической конференции “Приборостроение – 93 и новые информационные технологии” был прочитан написанный мной совместно с Е. А. Правоторовым и В. В. Яшуковой доклад “Трёхстепенной поплавковый гироскоп ГПА-Л2-3 как двухканальный измеритель угловой скорости космического аппарата”. В 1995 году в журнале “Авиационная промышленность” была опубликована совместная статья с тем же названием исполнителей космической тематики Ю. А. Андреева, А. Д. Валько, Е. А. Правоторова, В. С. Рябикова, Е. Б. Соболевой, В. В. Яшуковой. В нашей работе кандидат технических наук В. С. Рябиков являлся представителем заказчика на нашем предприятии. В том же году в журнале “Авиационная промышленность” была опубликована моя статья “Способ определения угловых скоростей космического аппарата с помощью трёхстепенного гироскопа с электрической пружиной”.
Дальнейшим развитием космической темы явилась работа “Теоретическое исследование по определению температурного коэффициента дрейфа гироскопа ГПА-Л2-3 в условиях невесомости” и “Теоретическое исследование системы ГПА-УОС-ИК при нулевом кинетическом моменте”.
Работу по исследованию работоспособности трёхстепенного поплавкового гироскопа в качестве двухрежимного двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата я проводила совместно с дочерью Лилей и зятем Сергеем.
Когда я увидела полученные на компьютере графические решения уравнений движения гироскопа, полученные Сергеем, которые отражали движение гироскопа в режиме датчика угловых скоростей, я была восхищена возможностями современной вычислительной техники. В своей практике я решала приближённые уравнения движения гироскопа без учёта инерционных членов, методом припасовывания, стыкуя уравнения движения гироскопа на разных этапах, для чего я использовала краевые условия на границах участков движения. До появления мощной вычислительной техники во всех учебниках и пособиях по гироскопии записывались точные уравнения движения, а при их решении делалось серьёзное допущение о том, что моментами инерции рамок карданова подвеса можно пренебречь. Теперь же я воочию убедилась, какую важную роль играет их учёт. Мы получили решения для всех интересующих нас условий полёта и конструктивно-технологических параметров гироскопа и системы обратной связи.
В 1996 году наша совместная с Сергеем и Лилей статья “Влияние параметров цепи обратной связи на работоспособность двухрежимного двухосного измерителя угловых скоростей на базе трёхстепенного поплавкового гироскопа” была опубликована в журнале “Гироскопия и навигация”.
В этой статье исследовалась работоспособность трёхстепенного поплавкового гироскопа в качестве двухрежимного двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата при различных значениях зоны нелинейности усилителя обратной связи и величины запаздывания в срабатывании датчика моментов, обусловленного индуктивностью его управляющих обмоток и постоянной времени усилителя обратной связи. Величина запаздывания является параметром регуляризации системы, что наглядно продемонстрировали результаты численного моделирования.
Основной вывод этой статьи заключался в том, что прецизионный поплавковый гироскоп может быть использован в качестве двухрежимного двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата, например, в бесплатформенном гироориентаторе. С этой целью в расширенном диапазоне измерений (режиме успокоения колебаний) уменьшают кинетический момент гироскопа и практически во столько же раз увеличивают зону линейности усилителя обратной связи. При этом допускается десятикратное ухудшение точностных характеристик гироскопа. Уменьшение величины кинетического момента в расширенном диапазоне измерений приводит к существенному изменению частоты нутационных колебаний системы и затруднению в подборе корректирующих звеньев. Для достижения устойчивости системы и заданного качества регулирования достаточно подобрать постоянную времени цепи обратной связи.
В узком диапазоне измерений (рабочем режиме) гироскоп работает при номинальном кинетическом моменте, обеспечивая требуемую точность измерений. Обеспечение двух режимов работы – успокоения колебаний после вывода космического аппарата на орбиту и точного измерения его угловых скоростей в рабочем режиме – достигается использованием только двух трёхстепенных гироскопов вместо шести двухстепенных по традиционной схеме.
В 1997 году в журнале “Гироскопия и навигация” были опубликованы две статьи под общим названием “Температурный дрейф двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата”, написанные мной в соавторстве с начальником отделения Е. А. Измайловым и моей дочерью. В первой статье, озаглавленной “Движение трёхстепенного поплавкового гироскопа, используемого в качестве двухосного измерителя угловых скоростей космического аппарата, при изменении температуры”, исследовалось поступательное движение трёхстепенного астатического поплавкового гироскопа в режиме точного измерения угловых скоростей космического аппарата, обусловленного упругими тяжениями, при отсутствии термостабилизации прибора. В статье было показано, что величина и скорость перемещения гироузла определяют одну из составляющих температурного дрейфа гироскопа.
Во второй статье, озаглавленной “Возмущающие моменты в осях карданова подвеса трёхстепенного поплавкового гироскопа, обусловленные поступательным перемещением гироузла и конвективными потоками поддерживающей жидкости”, исследовались возмущающие моменты, действующие на гироузел трёхстепенного поплавкового гироскопа в условиях отсутствия термостатирования прибора в зависимости от величины и скорости поступательного перемещения гироузла в пределах зазоров опор карданова подвеса. В статье были даны конкретные рекомендации по уменьшению конструктивно-технологических погрешностей сборки гироскопа, а также по расположению возможных источников нагрева гироскопа относительно его координатных осей. Выполнение этих рекомендаций способствовало уменьшению температурного коэффициента дрейфа гироскопа в невесомости.