УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК G01C17/00 G01C17/18 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для навигационных измерений.

Известно устройство для ориентирования (А.С. СССР 1675671, МКИ 5 G 01 C 1/00, G 01 C 17/00 БИ 33, 1991), выбранное в качестве прототипа, содержащее симметричное твердое тело, подвешенное на точке свободного подвеса к стержню, который имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение вдоль отвесной линии вертикали места в опоре по скользящей посадке.

Недостатком данного устройства является наличие большой погрешности отождествления направления восток-запад, т. к. конструкция устройства представляет маятник, содержащий жесткий стержень с подвижной точкой свободного подвеса:
1. Сложно обеспечить движение твердого тела строго вдоль отвесной линии.

2. Возникающие в первый момент колебания твердого тела в направлении восток-запад продолжают сохранять это направление в последующее время (эффект Фуко), что приводит к повороту плоскости колебаний относительно поверхности Земли и снижает с течением времени точность выявления и отождествления истинного направления восток-запад.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности выявления и сохранение направления восток-запад.

Указанная задача решается за счет того, что устройство ориентирования содержит симметричное твердое тело без точки подвеса, которое согласно изобретению, помещено в замкнутый сосуд с жидкостью, над поверхностью которой находится полость с воздухом, и имеет внутреннюю полость, заполненную воздухом, соприкасающимся с этой жидкостью, и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль вертикали места за счет управляемого переменного давления в воздушной полости в замкнутом сосуде и возможность качания, перпендикулярно вертикали места и совпадающее с направлением восток-запад.

Использование жидкостного подвеса симметричного твердого тела позволяет:
1. Автоматически добиться точного расположения симметричного твердого тела вдоль вертикали места, что при малых величинах Кориолисовой силы, действующей на симметричное твердое тело, и малых силах вязкого сопротивления со стороны жидкости приводит к большой амплитуде перемещений в направлении восток-запад и, следовательно, к отождествлению этого направления с большой точностью.

2. Добиться постоянных перемещений симметричного твердого тела в направлении восток-запад, не зависимых от времени и местоположения, т.к. эти перемещения всегда будут направлены по линии восток-запад.

Управляемое изменение давления воздуха над жидкостью приводит как к быстрому возникновению возвратно-поступательных перемещений симметричного твердого тела, так и их полному прекращению при установлении фиксированной величины давления воздуха.

Технический результат: повышение точности достигается за счет отсутствия точки подвеса и тем самым исключается слежение за вращением Земли (эффект Фуко).

На чертеже изображено устройство для ориентирования.

Устройство для ориентирования содержит симметричное твердое тело 1 с полостью А, заполненной воздухом, взвешенное в жидкости 2, помещенной в замкнутый сосуд 3. Над поверхностью жидкости находится полость с воздухом Б.

Устройство работает следующим образом. Под действием силы тяжести mg и выталкивающей Архимедовой силы F центр тяжести (ц. т.) симметричного твердого тела и точка давления О, к которой прикладывается выталкивающая сила F, располагаются на отвесной линии в данной точке Земли. Случайные вертикальные и горизонтальные колебания симметричного твердого тела за счет создания постоянного давления воздуха в полостях А и Б исчезают и оно устанавливается на отвесной линии.

При управляемом изменении давления воздуха в полости Б оно через жидкость передается воздуху в полости А. Соответственно, при увеличении давления в полости Б увеличивается давление в полости А и уменьшается объем воздуха полости А, что приводит к уменьшению Архимедовой силы F, и симметричное твердое тело начинает двигаться вдоль отвесной линии вниз. При уменьшении давления в полости Б уменьшается давление в полости А и объем воздуха в полости Б увеличивается, что приводит к увеличению Архимедовой силы и симметричное твердое тело начинает двигаться по отвесной линии вверх.

Выведенное из положения равновесия за счет управляемого изменения давления воздуха в полости Б симметричное твердое тело 1 начинает совершать вслед за изменениями давления возвратно-поступательные перемещения вдоль вертикали места. Одновременно под действием переменной по знаку Кориолисовой силы, вызванной вышеуказанным движением, с одновременным участием во вращательном движении вместе с Землей, тело начинает совершать качания, перпендикулярные вертикали места и совпадающие с направлением восток-запад.

Для прекращения колебаний как вертикальных, так и горизонтальных, достаточно прекратить изменение давления в полости Б.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для навигационных измерений. Устройство для ориентирования содержит симметричное твердое тело без точки подвеса, которое помещено в замкнутый сосуд с жидкостью. Над поверхностью жидкости находится полость с воздухом. Твердое тело выполнено с внутренней полостью, заполненной воздухом, который соприкасается с жидкостью. Тело имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль вертикали места. Перемещение происходит за счет управляемого переменного давления в воздушной полости в замкнутом сосуде. Наличие возвратно-поступательного перемещения вдоль вертикали места и вращения Земли заставляет тело совершать качания перпендикулярно вертикали места и совпадающие с направлением восток-запад. Технический результат состоит в повышении точности выявления и сохранения направления восток-запад. 1 ил.

Устройство для ориентирования, содержащее симметричное твердое тело, отличающееся тем, что симметричное твердое тело без точки подвеса, помещенное в замкнутый сосуд с жидкостью, над поверхностью которой находится полость с воздухом, выполнено с внутренней полостью, заполненной воздухом, соприкасающимся с этой жидкостью, и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль вертикали места за счет управляемого переменного давления в воздушной полости в замкнутом сосуде и возможность совершать качания, перпендикулярно вертикали места и совпадающие с направлением восток-запад.