ГИРОСКОПИЧЕСКО-ЦЕНТРОБЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК G01C19/02 B64G1/28 

Описание патента на изобретение RU2084826C1

Изобретение относится к гироскопической технике и может быть использовано в освоении космического пространства в качестве вращающей силовой установки всего космического объекта, например спутника Земли, не связанного с внешней средой, или отдельных устройств на нем, например антенн, без реактивных связей на сам космический объект.

В настоящее время существуют гироскопические устройства для стабилизации объектов ( Ройтенберг Я.Н. Гироскопы. М. 1966, с. 169 171, 177 179), но они не обладают свойством односторонне направленного безреактивного гироскопического момента относительно инерциального пространства и поэтому не могут быть использованы в качестве вращающих силовых установок всего изолированного от внешней среды объекта. Известны также гироскопические устройства, содержащие гиромотор с ротором-гироскопом, установленном на валу переносного вращения, взаимодействующего через шарнир с приводом, имеющие маховик-накопитель вращательного движения на выходной оси, в которых используется переменный гироскопический момент, преобразованный в односторонне направленный при помощи храпового механизма (Блинов Б.С. Волчок вместо коробки передач. Журнал "Изобретатель и рационализатор" 1965, N 1, с.33). Однако для вращения изолированной механической системы применить это устройство нельзя, так как вращение маховых масс и опорной системы взаимно уравновешиваются.

Целью настоящего изобретения является сообщение односторонне направленного вращения всей изолированной механической системе без связи с внешней средой. Для достижения этой цели использовано взаимодействие двух независимых инерционных систем: гироскопических и центробежных сил. Гироскопическая система служит для создания односторонне направленного крутящего момента, который обеспечивает вращение маховой инерционной массы (маховика), а центробежная система служит для уравновешивания возникающего реактивного гироскопического момента. Для создания гироскопического момента гиромотор с ротором-гироскопом устанавливается на наклонном валу переносного вращения под острым углом к оси вращения системы, который взаимодействует с входного конца с приводом через шестеренчатую передачу и универсальный шарнир, а выходным концом вращается в подшипнике, установленном в общей рамке для шестеренчатой передачи и гироскопическо -центробежной системы. Уравновешивающие грузы получают вращение от одной и той же шестеренчатой передачи. Общая рамка свободно вращается в подшипниках и для дополнительного увеличения своей инерционной массы снабжена маховиком-накопителем вращательной энергии, которая может передаваться всей независимой инерциальной системе.

Предлагаемое гироскопическо-центробежное устройство (ГЦУ) в виде принципиальной кинематической схемы изображено на прилагаемом чертеже и состоит: из гиромотора 1 с ротором -гироскопом 2, закрепленном на переносном валу 3, наклоненном под острым углом к выходной оси 9 рамки 5, переносной вал 3 с входного конца вращается приводом 4 через шестеренчатую передачу-7 и универсальный шарнир 3, а выходным концом вращается в подшипнике 6, вмонтированному в общую рамку 5. С рамкой 5 связан маховик-накопитель вращательной энергии 10, передающий ее всей изолированной механической системе 11. Уравновешивающий центробежный механизм состоит из двух центробежных грузов 12 симметрично друг другу, с приводом 4 и шестеренчатой передачей 7.

Возникновение выходного гироскопического крутящего момента Мг происходит по следующей закономерности:

где I момент инерции ротора-гироскопа,
w1 относительная угловая скорость ротора-гироскопа,
ω2 переносная угловая скорость наклонного вала,
α угол наклона переносного вала,
b угол поворота плоскости расположения гироскопического момента относительно плоскости рамки,
Центробежный момент Мцб, уравновешивающий реактивный гироскопический момент, возникает по следующей зависимости:
Mцб= m•ω22

•Rэц•Rц•sinβ,
где m масса центробежных грузов,
Rэц радиус эксцентриситета вращающихся цб.грузов,
Rц радиус вращения центра эксцентриситета.

Предлагаемое ГЦУ использует совершенно новое свойство гироскопического эффекта, а именно: получение безреактивного (свободного) односторонне направленного крутящего гироскопического момента относительно инерциального пространства, принятого за неподвижную замкнутую механическую систему, т.е. спутник Земли или космическую ракету. В настоящее время для ориентации, стабилизации, вращения и вообще любых эволюций космических объектов служат специальные поворотные ракетные двигатели, которые используют для своей работы весьма ценное в данной ситуации ракетное топливо, что увеличивает стартовый вес запускаемого космического аппарата, уменьшая тем самым полезную нагрузку. ГЦУ может работать от различных источников энергии: аккумуляторных, солнечных, атомных и других, не тратя для этого массы вещества.

Кроме вышеизложенного, ГЦУ применимо для привода электрогенераторов, что является более актуальным, чем предлагаемое использование для вращения замкнутых механических систем.

Похожие патенты RU2084826C1

название год авторы номер документа
Устройство для измерения кривизны горизонтальных и наклонных скважин 1983
  • Терешин Валерий Глебович
  • Ильчанинов Виктор Петрович
SU1141187A1
БЕЗОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО РАЗВОРОТА СКВАЖИННОГО ПРИБОРА 2000
  • Белянин Л.Н.
  • Голиков А.Н.
  • Мартемьянов В.М.
RU2184229C2
ПРЕЦИЗИОННЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР 2009
  • Бакиров Альберт Робертович
  • Баженов Николай Георгиевич
RU2417352C1
ГИРОСКОП 2001
  • Баженов В.И.
  • Будкин В.Л.
  • Виноградов Г.М.
  • Темляков Н.А.
  • Фурман Е.В.
  • Ягупова Е.И.
RU2210734C2
ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР 2009
  • Кривошеев Сергей Валентинович
  • Тупаев Дмитрий Аликович
RU2399960C1
Гироскопический стабилизатор 1986
  • Лянзбург В.П.
  • Эйрих В.И.
  • Климарев А.М.
SU1839920A1
Гироскопическое устройство 1958
  • Антипов Е.Ф.
  • Антонов С.И.
  • Логунов С.С.
  • Москвер К.Б.
  • Ольман Е.В.
  • Румянцев С.И.
  • Семенов Л.И.
  • Хохлов А.Ф.
  • Чернов Ю.А.
SU120343A1
СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ ЛИНИИ ВИЗИРОВАНИЯ 1995
  • Батюшков Валентин Вениаминович[By]
  • Литвяков Сергей Борисович[By]
  • Павлович Дмитрий Иосифович[By]
  • Покрышкин Владимир Иванович[By]
  • Синаторов Михаил Петрович[By]
RU2102785C1
Волновая электростанция 2018
  • Зайцев Анатолий Николаевич
RU2694712C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ КРЫЛА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1986
  • Мазутский А.Ю.
SU1840804A1

Реферат патента 1997 года ГИРОСКОПИЧЕСКО-ЦЕНТРОБЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах стабилизации космических объектов. Целью изобретения является получение безреактивного крутящего момента. Для достижения этой цели в гироскопическо-центробежное устройство, содержащее корпус с установленными внутри него приводом и рамкой с маховиком, соединенной с приводом посредством многоступенчатой шестеренчатой передачи, монтированной на рамке, введены грузы, эксцентрично расположенные на ведомых шестернях симметрично оси рамки, причем внутри рамки на переносном валу, наклонном к оси рамки, размещен гиромотор, а концы вала посредством шарниров соединены с рамкой и осью ведомой шестерни. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 084 826 C1

Гироскопическо-центробежное устройство, содержащее корпус, внутри которого установлены привод и рамка с маховиком, соединенная с приводом посредством многоступенчатой шестеренчатой передачи, монтированной на рамке, причем внутри рамки на валу переносного движения, наклонном к оси рамки, размещен гиромотор, а концы вала посредством шарниров соединены с рамкой и осью ведомой шестерни, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено грузами, эксцентрично установленными на ведомых шестернях симметрично оси рамки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2084826C1

Изобретатель и рационализатор, N 1, 1965, с
Способ сопряжения брусьев в срубах 1921
  • Муравьев Г.В.
SU33A1

RU 2 084 826 C1

Авторы

Домашкевич Олег Петрович

Даты

1997-07-20Публикация

1992-04-13Подача