Bir marta men ikki do'st, aniqrog'i qiz do'stlari o'rtasidagi suhbatni tomosha qildim:

Javob: Oh, bilasizmi, menda yangi smartfon bor, hatto o'rnatilgan giroskop ham bor

B: Ha, ha, men ham o'zim uchun yuklab oldim, bir oyga giroskop qo'ying

Javob: Erm, bu giroskop ekanligiga ishonchingiz komilmi?

B: Ha, zodiakning barcha belgilari uchun giroskop.

Dunyoda bunday dialoglarni biroz kamroq qilish uchun biz sizga giroskop nima ekanligini va uning qanday ishlashini bilib olishingizni taklif qilamiz.

Giroskop: tarix, ta'rif

Giroskop - bu erkin aylanish o'qiga ega bo'lgan va u o'rnatilgan tananing orientatsiya burchaklaridagi o'zgarishlarga javob berishga qodir bo'lgan qurilma. Giroskop aylanish jarayonida o'z pozitsiyasini o'zgarmagan holda saqlaydi.

Bu so'zning o'zi yunon tilidan olingan gyreuo- aylantiring va skopeo- tomosha qiling, tomosha qiling. Gyroskop atamasi birinchi marta kiritilgan Jan Fuko 1852 yilda, lekin qurilma avvalroq ixtiro qilingan. Buni nemis astronomi qilgan Ioxann Bonenberger 1817 yilda.

Ular yuqori chastotada aylanadigan qattiq jismlardir. Giroskopning aylanish o'qi kosmosdagi yo'nalishini o'zgartirishi mumkin. Aylanadigan artilleriya snaryadlari, samolyot parvonalari, turbinali rotorlar giroskopning xususiyatlariga ega.

Giroskopning eng oddiy misoli aylanma tepa yoki taniqli bolalar o'yinchoqlari tepasi. Ma'lum bir o'q atrofida aylanadigan jism, agar ba'zi tashqi kuchlar va bu kuchlarning momentlari giroskopga ta'sir qilmasa, fazoda o'z pozitsiyasini saqlab qoladi. Shu bilan birga, giroskop barqaror va tashqi kuchning ta'siriga dosh bera oladi, bu asosan uning aylanish tezligi bilan belgilanadi.

Misol uchun, agar biz tezda tepani aylantirsak va keyin uni tursak, u tushmaydi, lekin aylanishda davom etadi. Va tepaning tezligi ma'lum bir qiymatga tushganda, pretsessiya boshlanadi - aylanish o'qi konusni tasvirlaganida va tepaning burchak momenti kosmosda yo'nalishni o'zgartirganda sodir bo'ladi.

Giroskoplarning turlari

Giroskoplarning ko'p turlari mavjud: ikki va uch daraja(erkinlik darajasi yoki mumkin bo'lgan aylanish o'qlari bo'yicha ajratish), mexanik, lazer va optik giroskoplar (ishlash printsipiga ko'ra ajratish).

Eng keng tarqalgan misolni ko'rib chiqing - mexanik aylanadigan giroskop. Aslini olganda, bu gorizontal o'q atrofida aylanadigan va o'z navbatida, uchinchi o'q atrofida aylanadigan boshqa ramkada o'rnatiladigan vertikal o'q atrofida aylanadigan aylanma tepadir. Tepani qanday aylantirsak ham, u har doim vertikal holatda bo'ladi.

Giroskoplarni qo'llash

Xususiyatlari tufayli giroskoplar keng qo'llaniladi. Ular kosmik kemalarni barqarorlashtirish tizimlarida, kema va samolyotlarning navigatsiya tizimlarida, mobil qurilmalarda va o'yin konsollarida, shuningdek simulyatorlarda qo'llaniladi.

Bunday qurilma zamonaviy mobil telefonga qanday sig'ishi va u erda nima uchun kerakligi qiziqmi? Gap shundaki, giroskop qurilmaning kosmosdagi holatini aniqlashga va og'ish burchagini aniqlashga yordam beradi. Albatta, telefonda to'g'ridan-to'g'ri aylanadigan tepa yo'q, giroskop mikroelektronik va mikromexanik komponentlarni o'z ichiga olgan mikroelektromexanik tizim (MEMS).

Amalda qanday ishlaydi? Tasavvur qiling-a, siz sevimli o'yiningizni o'ynayapsiz. Masalan, poyga. Virtual avtomobil rulini aylantirish uchun hech qanday tugmani bosish shart emas, faqat qo'lingizdagi gadjetingiz o'rnini o'zgartirishingiz kerak.

Ko'rib turganingizdek, giroskoplar foydali xususiyatlarga ega ajoyib qurilmalardir. Agar siz tashqi kuchlar sohasida gyroskopning harakatini hisoblash muammosini hal qilishingiz kerak bo'lsa, u bilan tez va samarali kurashishga yordam beradigan talabalar xizmati mutaxassislariga murojaat qiling!

Mexanik giroskoplar har xil. Aylanadigan giroskop alohida qiziqish uyg'otadi. Uning mohiyati shundan iboratki, o'z o'qi atrofida aylanadigan jism kosmosda juda barqaror, garchi u o'qning o'zi yo'nalishini o'zgartira oladi. O'qning aylanish tezligi giroskopning qirralarining aylanish tezligidan sezilarli darajada past. Gyroskopning aylanishi yuqorining poldagi harakatiga o'xshaydi. Aylanadigan tepa va giroskop o'rtasidagi farq shundaki, aylanma tepa kosmosda bo'sh bo'ladi va giroskop tashqi barda joylashgan qat'iy belgilangan nuqtalarda aylanadi va u tushganda aylanishni davom ettirish uchun himoyaga ega.

Sizga kerak bo'ladi

• - qutilardan ikkita qopqoq
• - laminatning bir qismi
• - elektr lenta
• - yong'oq 6 dona.
• - temir aks yoki mix
• - plastilin
• - elim
• - 2 murvat
• - qalin sim
• - matkap, fayl

Ko'rsatma

1. Ushbu qismlar bilan biz rotorni yig'ishni boshlashimiz mumkin. Biz qutilarning qopqog'ining o'rtasiga teshik ochamiz, yaxshisi rotor o'qini yasaydigan tirnoq bilan bir xil mix bilan. Keyinchalik, plastilin yordamida biz yong'oqlarni qopqoqqa mahkamlaymiz, siz oltidan ortiq qo'yishingiz mumkin, rotorning chetidagi og'irlik uning aylanish vaqtini oshiradi.
2. Keyinchalik, biz eksa qilamiz. Buni amalga oshirish uchun biz elektr matkapni vitsega o'rnatamiz, tirnoqni shlyapasiz mahkamlaymiz va uni fayl bilan o'tkirlaymiz. Shunday qilib, o'qning keskinlashishi o'qning markaziga iloji boricha yaqinroq joylashadi. Uni har ikki tomondan keskinlashtirish kerak.
3. Matkapdan o'tkir o'qni olib tashlamasdan, biz rotorni ishlaydigan ip uchun truba qilamiz. Yong'oq bilan qopqoqni o'qqa elim bilan yopishtiramiz, lekin juda tez qotib qoladiganidan foydalanmang. "Poxipol" juda mos keladi. Yong'oqlarni bir xil elim bilan yog'lang.
4. Endi eng muhimi - muvozanat. Yelim quriganida, siz og'irliklarni qopqoqning chetiga mukammal tarzda joylashtirishingiz kerak. Biz matkapni (vertikal) yoqamiz, agar aylanadigan rotor bir yo'nalishda urilsa, unda ba'zi yuklar to'g'ri joylashmagan. Uni tuzating, qayta urinib ko'ring. Yuqoridan yong'oqlarni yog'lang va ikkinchi qopqoq bilan yoping. Rotorning chetlariga elektr tasmasini yopishtiramiz. Biz quritamiz. Rotorning o'zi tayyor!
5. Biz ikkita uzunroq murvatni olamiz, ularni vida bilan mahkamlaymiz va ularga rotor o'rnatiladigan chuqurchalarni teshamiz. Endi biz tashqi ramka bilan chiqishimiz kerak. Laminatdan doira kesib oling. Uni kompas bilan oldindan chizish yaxshidir. Darhol 90 graduslik burchak ostida vertikal va gorizontal chiziqni torting. Ichkarida biz kichikroq doira kesib oldik, lekin rotor u erga mos keladigan tarzda. Gorizontal chiziqlarda bir-biriga qarama-qarshi bo'lgan murvatlar uchun teshiklar qilamiz. Biz murvatlarni vidalaymiz. Ularning orasiga biz giroskopimizning o'qini joylashtiramiz. Bunday holda, siz uni juda qattiq tortmasligingiz kerak, aks holda ishqalanish aylanish tezligini susaytiradi va hech narsa ishlamaydi. Taxminan 1 mm sayohat qoldiring, lekin gyroskop murvatlardan tushmasligi uchun. Biz murvatlarni barga yopishtiramiz, shunda tebranish ularni ramkadan burab qo'ymaydi.
6. Faqat himoya o'rnatish uchun qoladi. Biz qalin simni olamiz, uni halqaga egamiz. Belgilangan gorizontal joyda biz mahsulotimizga biriktiramiz. Giroskop tayyor. Biz ipni o'qga o'ramiz va uni keskin tortib, ishlashni tekshiramiz.

Uy qurilishi giroskopi

Giroskop(boshqa yunoncha yupo "dumaloq aylanish" va okopew "qarash" dan) - tez aylanadigan qattiq jism, xuddi shu nomdagi qurilmaning asosi bo'lib, u bilan bog'liq bo'lgan tananing orientatsiya burchaklaridagi o'zgarishlarni inertialga nisbatan o'lchashga qodir. koordinatalar tizimi, odatda aylanish momentining (momentum) saqlanish qonuniga asoslanadi.

"Giroskop" nomining o'zi va ushbu qurilmaning ishchi versiyasi 1852 yilda frantsuz olimi Jan Fuko tomonidan ixtiro qilingan.

Mexanik giroskoplar orasida alohida ajralib turadi aylanadigan giroskop- aylanish o'qi kosmosdagi yo'nalishni o'zgartirishga qodir bo'lgan tez aylanadigan qattiq jism. Bunday holda, giroskopning aylanish tezligi uning aylanish o'qining aylanish tezligidan sezilarli darajada oshadi. Bunday giroskopning asosiy xususiyati, unga ta'sir qiluvchi tashqi kuch momentlari bo'lmaganda, kosmosda aylanish o'qining bir xil yo'nalishini saqlab turish qobiliyatidir.

Giroskopni yaratish uchun bizga kerak:

1. Laminatning bir qismi;
2. Pastki 2 dona. bankadan;
3. Chelik tayoq;
4. Plastilin;
5. Yong'oqlar va/yoki og'irliklar;
6. Ikkita vint;
7. Tel (qalinligi mis);
8. Poxipol (yoki boshqa qattiqlashtiruvchi elim);
9. Izolyatsiya qiluvchi lenta;
10. Iplar (ishga tushirish va boshqa narsalar uchun);
11. Shuningdek, asbob: arra, tornavida, yadro va boshqalar...

Rasmda ko'rsatilganidek, umumiy fikr aniq:

Ishni boshlash:

1) Biz laminat olamiz va undan 8-ko'mir ramkasini kesib tashlaymiz (fotosuratda bu 6-ko'mir ramkasi). Keyinchalik, biz unda 4 ta teshik ochamiz: 2 (uchida) old tomondan, 2 ta bo'ylab (uchlarida bir xil), rasmga qarang. Endi simni halqaga egamiz (simning diametri taxminan ramkaning diametriga teng). Keling, 2 vintni (murvatni) olamiz va ularni uchlaridagi chuqurchaga nayza yoki yadro bilan teshamiz (eng yomoni, siz uni matkap bilan teshishingiz mumkin).

2) Asosiy qismni - rotorni yig'ish kerak. Buning uchun qalay qutisidan 2 ta pastki qismini oling va ularning o'rtasida teshik qiling. Diametrli teshik eksa novdasiga to'g'ri kelishi kerak (biz uni u erga joylashtiramiz). Eksa novdasini yasash uchun tirnoq yoki uzun murvatni oling va uzunligini kesib oling, uchlari o'tkir bo'lishi kerak. Hizalashni yaxshiroq qilish uchun novdani matkapga soling va dastgohda bo'lgani kabi, uni 2 tomondan fayl yoki qo'pol tosh bilan o'tkirlang. Ip bilan o'simlik uchun uning ustiga truba qilish yaxshi bo'lar edi. Keling, plastilinni disklardan biriga surtamiz va ichiga yong'oq va og'irliklarni solamiz (kimning po'lat halqasi bo'lsa, bu yanada yaxshi). Endi biz ikkala diskni (sendvich kabi) birlashtiramiz va ularni o'q-tayoq bilan teshiklardan teshamiz. Biz hamma narsani poksipol (yoki boshqa elim) bilan yog'laymiz, rotorimizni matkapga joylashtiramiz va poksipol qattiqlashganda, biz diskni markazga qo'yamiz (bu ishning eng muhim qismidir). Balans mukammal bo'lishi kerak.

3) Biz rasmga ko'ra yig'amiz, rotorning yuqoriga va pastga erkin harakati minimal bo'lishi kerak (bu seziladi, lekin biroz).

Ushbu uy qurilishi mahsuloti, birinchi navbatda, kichik bolalar uchun qiziqarli bo'ladi. Ayniqsa, agar siz uni birlashtirsangiz. Umuman olganda, aylanma giroskopni do?a?lama vositalardan qilish - bu bo'sh vaqtingizni qiziqarli va foydali o'tkazishning ajoyib usuli. Butun tuzilmaning vizual murakkabligiga qaramay, uni qilish juda oddiy, chunki aslida giroskop oddiy aylanuvchi tepa, faqat "sir" bilan.

Biroq, giroskopning ishlash printsipi ham juda oddiy: volan o'z o'qi atrofida soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi, bu esa o'z navbatida halqa bilan bog'lanadi va gorizontal tekislikda aylanadi. Bu halqa uchinchi o'q atrofida aylanadigan boshqa halqaga qattiq o'rnatiladi. Bu butun sir.

Aylanadigan mexanik giroskopni ishlab chiqarish jarayoni

Plastik trubadan biz bir xil kenglikdagi ikkita halqani kesib tashladik. Shuningdek, sizga rulman kerak bo'ladi, uni aylanmasligi uchun superglue bilan to'kish kerak. Biz yog'och "planshet" ni ichki halqaga bosamiz, uning markazida uchlari uchlari bo'lgan metall novda uchun teshik ochish kerak.

Biz novdaning bir uchiga plastik trubaning bir qismini qo'yamiz (uni sharikli ruchkadan qarzga olishingiz mumkin). Plastik halqada biz novda uchun ikkita teshik ochamiz va uni kattaroq diametrli metall quvurlar yordamida rulmanning aylanadigan o'qi bilan birlashtiramiz (siz teleskopik antennaning segmentlaridan foydalanishingiz mumkin).