Общая характеристика приборов
Компания TOKIMEC (ранее TOKIO KEIKE) занята разработкой и выпуском гирокомпасов с 1918 года после приобретения лицензии у американской фирмы SPERRY и с тех пор является одной из ведущих компаний в мире по их производству. Она выпускает гирокомпасы, выполненные по своим оригинальным схемам для судов различного класса. Так, для крупнотоннажных судов выпускается TG серия гирокомпасов, для судов среднего тоннажа – ES серия, для малотоннажных судов –GM серия и для скоростных судов – KS серия. Все изделия отличаются хорошим соотношением цена - качество в результате чего они активно приобретаются различными судоходными компаниями.
Рассмотрим наиболее распространенные на практике образцы изделий данной компании.
Гирокомпас TG – 5000
Комплект гирокомпаса
Гирокомпас TG – 5000 относится к одногироскопным компасам с автономным чувствительным элементом, подвешенным в виде маятника на торсионе (см. п.2.2). Он включает в себя основной прибор и блок трансляции курса (Transmission Unit). Основной прибор устанавливается на палубе судна в соответствие с типовыми требованиями, предъявляемыми к размещению приборов данного типа. Каких либо специфических требований к установке блока трансляции нет.
Основной блок (рис. 5.1) включает в себя две секции. В верхней части блока расположена компасная секция 1 с индикатором курса 4, в нижней – секция 2 питания прибора, которая включает в себя силовой трансформатор, цепи питания, преобразователь напряжения (Inverter) с платой микропроцессора, а также панель управления 3.
В блок трансляции (рис. 5.2) входит система трансляции курса судна, панель 3 коррекции скоростной девиации, на которой расположена лампочка 2 сигнализации о наличии неисправности в изделии, выключатель сигнализации 1, а также ручки для введения значений широты и скорости судна. Внутри блока расположен ревун 4.
Основные системы гирокомпаса
Чувствительный элемент рассматриваемого прибора (рис.5.3) представляет собой герметичную сферу диаметром 108 мм, внутри которой располагается гиромотор с ротором, имеющим диаметр равный 90 мм, толщиной 30 мм и вращающийся со скоростью, равной 12000 оборотов в минуту. Ротор смонтирован таким образом, что его центр масс совпадает с геометрическим центром гиросферы и при изменении рабочей температуры практически не меняет своего положения.
Кроме ротора гиросфера имеет две первичные обмотки датчиков сигнала, определяющих ее положение относительно следящей сферы, которые размещены по оси вращения гироскопа диаметрально противоположно друг другу. Внутри гиросферы также размещены конденсаторы, осуществляющие преобразование подаваемого однофазного напряжения в трехфазное, необходимое для питания гиромотора. С целью снижения аэродинамических потерь, гиросфера заполняется гелием, при этом обеспечивается пониженное его давление.
Гиросфера снабжается торсионным подвесом, схема которого показана на рис.5.4. Подвес организован таким образом, чтобы два проволочных торсиона располагались строго симметрично относительно центра масс гиросферы. Указанные торсионы одновременно являются проводни 
ками для снабжения гиросферы электропитанием, поэтому они электрически изолированы от всех металлических частей прибора.
Изображенный на рис. 5.4 узел, включающий в себя гиросферу, помещается в контейнер, который будем называть следящим (рис. 5.5). Контейнер состоит из верхней и нижней части и заполняется силиконовой жидкостью, имеющей высокою вязкость. Плотность жидкости такова, что в рабочем состоянии гиросфера имеет отрицательную плавучесть. Центр гидростатического давления совпадает с центром масс гиросферы.
Узел крепления торсионов располагается в верхней части следящего контейнера и позволяет разместить гиросферу строго симметрично относительно вторичных обмоток датчиков сигналов отклонения гиросферы, расположенных на его северной и южной стенке. В нижней части следящего контейнера установлена полусфера, ограничивающая отклонение чувствительного элемента во время качки судна.
 |
Следящий контейнер устанавливается на горизонтальном кольце ВК системы его подвеса (рис. 5.6), ось которого коллинеарна главной оси гироскопа. Стабилизация следящего контейнера относительно плоскости горизонта осуществляется за счет его маятниковости и контура горизонтальной следящей системы. Этот контур включает в себя датчик сигнала ДС, усилитель А и стабилизирующий двигатель Д1.
Горизонтальное кольцо ВК устанавливается в вертикальном полукольце НК, которое, в свою очередь, с помощью обычных подшипников монтируется на верхней плате П корпуса основного прибора. Для гашения собственных колебаний горизонтального кольца относительно плоскости горизонта на его оси в месте сочленения с вертикальным полукольцом устанавливается демпфер (на рисунке не показан). Вертикальное кольцо через редуктор связано с двигателем Д2 азимутальной следящей системы, которая также включает в себя датчик сигнала ДС и азимутальный усилитель А.
Информация об угле поворота вертикального кольца передается в корректор К скоростной девиации компаса, куда вводится одновременно информация о широте места судна и его скорости. Корректор, используя эти данные, рассчитывает величину необходимой поправки и подает соответствующий сигнал на вход усилителя следящей системы шкалы прибора. Последняя включает в себя датчик угла ДУ, указанный усилитель и двигатель Д3. Датчик угла ДУ имеет линейную характеристику и связан с шестерней Ш, которая, в свою очередь, жестко связана с осью вертикального кольца. При отсутствии поправки, поступающей с корректора, следящая система обеспечивает такую азимутальную ориентацию шкалы, какую имеет главная ось гиросферы. Вводимая поправка разворачивает ее на угол, равный скоростной девиации прибора, относительно положения главной оси, обеспечивая тем самым компенсацию этой девиации. Сигнал о курсе судна вырабатывается датчиком СТ, связанным со шкалой прибора, и передается в усилитель УТ системы трансляции курса, который преобразует его к виду, необходимому для работы репитеров. Таким образом, в рассматриваемом приборе, как и двухгироскопном компасе, чувствительный элемент устанавливается в компасный меридиан, а
 |
шкала (рис. 5.6) и репитеры показывают истинный курс судна.
Конструкция гиросекции показана на рис. 5.7. Здесь 1 – наружное полукольцо подвеса, 2 – контактные кольца токоподводов, 3 – верхняя крышка гирокомпаса, 4 –кольцевой зажим, 5 – шкала курса, 6 - смотровое стекло, 7 – датчик угла ДУ (рис. 5.6), 8 – контактные щетки токоподводов, 9 – курсовая линия, 10 – лампочка подсветки шкалы.