Они состоят из одного или двух гироскопов, трех акселерометров и одной электронно-вычислительной машины. При запуске ракеты «Атлас» было обнаружено, что ошибка порядка 30 См/сек при измерении ее скорости в конце сгорания дает отклонение на 1800 М в точке падения. Так как в конце сгорания эта ракета обладает скоростью около 6000 М/сек, то, очевидно, необходима точность порядка 5* 10“5. Точно так же ошибка на 0,01 градуса в определении курса влечет за собой ошибку на 1850 М в точке падения. На рис. 8.1 показаны три фазы в траектории межконтинентальной ракеты. Баллистическая ракета управляется только в течение первой фазы. Любое отклонение гироскопа вызывает ошибку в угле наклона устройства. Если этот угол будет увеличиваться линейно со временем, он вызовет ошибку в скорости ракеты, пропорциональную квадрату времени, и ошибку в пройденном пути, пропорциональную кубу времени.
Когда место запуска не имеет постоянных географических координат, как, например, для ракет «Поларис», запускаемых с подводных лодок, то в момент запуска необходимо с предельной точностью определять расстояние до цели.
Они состоят из одного или двух гироскопов, трех акселерометров и одной электронно-вычислительной машины. При запуске ракеты «Атлас» было обнаружено, что ошибка порядка 30 См/сек при измерении ее скорости в конце сгорания дает отклонение на 1800 М в точке падения. Так как в конце сгорания эта ракета обладает скоростью около 6000 М/сек, то, очевидно, необходима точность порядка 5* 10“5. Точно так же ошибка на 0,01 градуса в определении курса влечет за собой ошибку на 1850 М в точке падения. На рис. 8.1 показаны три фазы в траектории межконтинентальной ракеты. Баллистическая ракета управляется только в течение первой фазы. Любое отклонение гироскопа вызывает ошибку в угле наклона устройства. Если этот угол будет увеличиваться линейно со временем, он вызовет ошибку в скорости ракеты, пропорциональную квадрату времени, и ошибку в пройденном пути, пропорциональную кубу времени.
Когда место запуска не имеет постоянных географических координат, как, например, для ракет «Поларис», запускаемых с подводных лодок, то в момент запуска необходимо с предельной точностью определять расстояние до цели. Та же самая проблема возникает перед стратегическим самолетом, который должен выпустить свои ракеты далеко от намеченной цели. Даже и в навигации в этих случаях необходимо обращаться к сдвоенному или несдвоенному инерциальному устройству системы ЛОРАНили к устройству, использующему эффект Допплера.
Если волчок — игрушка, известная в течение нескольких столетий, то гироскоп появился только в XIX веке. Этот прибор основан на том, что любое тело, вращающееся вокруг своей оси, сохраняет первоначальное направление этой оси (рис. 8.4). От примитивных опытов с волчками до гироскопов, работающих без трения, лежит такой же длинный путь, как от искры, высеченной из кремня, до атомного гриба. Опоры исчезли: жидкость, затем газ и, наконец, магнитное и электростатическое поле поддерживают вращение диска гироскопа с отклонением менее одной тысячной градуса в час.
На рис. 8.5 показана схема инерциальной платформы, снабженной двумя гироскопами. Последние могут обладать одной, двумя или тремя степенями свободы, получаемыми благодаря карданову подвесу (рис. 8.6). Они могут служить указателями вертикального и любого другого направления. Для земных объектов платформа, которую они стабилизируют, должна постоянно оставаться строго параллельной земной поверхности и не изменять свое положение в пространстве. Эта операция и любое другое действие, связанное с платформой, осуществляется благодаря другому свойству гироскопа — прецессии.