Читать книгу "Тридцать девять лет в почтовых ящиках. Мемуары научного сотрудника о работе и личной жизни - Алла Валько"

Величина погрешности, возникающей при воздействии линейного ускорения и вызывающей изменение дрейфа гироскопа, зависит от ориентации вектора линейного ускорения относительно вектора кинетического момента. В гиростабилизованной платформе использовались два гироскопа – верхний и нижний, у которых векторы кинетического момента были взаимно перпендикулярны. В этой связи теоретическое исследование точности ГПА-Л2 я проводила отдельно для верхнего и нижнего гироскопа, при этом предполагалось, что линейное ускорение нарастает мгновенно и действует максимально 5 секунд.

Существенным фактором, обеспечивающим работоспособность и точность гироскопа при воздействии линейного ускорения 10g, являлось сохранение прочности ГДО и цапф карданова подвеса, отсутствие контакта вращающейся части электродвигателя с неподвижными деталями ГДО, а также сохранение точностных характеристик гироскопа ГПА-Л2 после воздействия линейного ускорения.

Характер движения гироузла при воздействии линейного ускорения определялся величиной разности рабочей температуры в приборе и температуры нейтральной плавучести гироузла. В зависимости от знака этой разности гироузел имел остаточный вес или остаточную плавучесть и либо касался накладных и сквозных камней в опорах подвеса в различных точках, либо перемещался в пределах зазоров этих опор. После прекращения действия линейного ускорения гироузел под действием остаточного веса или остаточной плавучести гироузла возвращался в исходное положение, однако его движение происходило в десять раз медленнее, чем при действии ускорения. За время возвращения гироузла в исходное положение после прекращения действия ускорения могло наблюдаться монотонное изменение дрейфа гироскопа.

Экспериментальное определение работоспособности гироузла ГУС-Л2 при динамических воздействиях под руководством ведущего научного сотрудника Игоря Владимировича Яковлева проводила Тамара Еремеева. Испытания гироузла на центрифуге и в процессе сборки газодинамической опоры показали, что ГДО может выдержать воздействие линейного ускорения 10g. Результаты теоретического анализа не противоречили данным экспериментов, проведённых Татьяной Степановой под руководством начальника сектора Веры Васильевны.

С целью уменьшения погрешностей гироскопа при воздействии линейного ускорения 10g были даны рекомендации уменьшить отклонение рабочей температуры от температуры нейтральной плавучести гироузла, погрешность компенсации маятниковых моментов по координатным осям гироскопа, неравножёсткость ГДО, эксцентриситет кардана в корпусе, а также собственную вибрацию гироузла за счёт уменьшения допуска на динамический дисбаланс ротора. Эта работа заложила основы для дальнейших исследований поведения гироскопа при воздействии линейных ускорений, а также в невесомости.

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.