Экспериментальная часть. Общий вид гироскопа представлен на рис

Общий вид гироскопа представлен на рис. 11.1. где

1 – основание; 2 – колонка; 3 – кронштейн; 4 – фотоэлектрический датчик №1; 5 – внешняя втулка вращательного соединителя; 6 – фотоэлектрический датчик №2; 7 – электрический двигатель; 8 – кронштейн; 9 – ротор; 10 – защитный экран; 11 – рычаг; 12 – груз; 13 – диск; 14 – указатель; 15 – блок управления и измерения.

 

 

Методика измерений

 

Одна из точек гироскопа должна быть закреплена - это точка опоры гироскопа О.

Гироскоп в кардановом подвесе имеет три степени свободы. Если центр масс гироскопа совпадает с точкой О, то гироскоп называется уравновешенным (рис.11.2).

 

Ротор гироскопа при своем вращении увлекает близлежащие слои воздуха, в результате чего возникает сила вязкого трения, определяемая уравнением Ньютона:

; (11.8)

где – коэффициент внутреннего трения (или коэффициент динамической вязкости), – градиент скорости вдоль нормали к направлению движения, – площадь поверхности соприкосновения слоев. Момент этих сил сопротивления можно вычислить как:

,

интеграл берется по всей поверхности соприкосновения ротора с воздушными слоями. Как видно из рис. 11.2, при роторе цилиндрической формы радиуса R и толщиной h всю его поверхность можно разбить на боковую поверхность и две поверхности основания. Таким образом:

при этом на боковой поверхности , где а – расстояние от поверхности диска до кожуха:

На поверхности оснований , , где – элемент поверхности основания на расстоянии r от оси вращения и толщиной dr, b – расстояние от dS до точек с нулевой скоростью воздушного слоя, т.е. до торцевой поверхности предохранительного экрана.

На основании вышесказанного находим полный момент сил трения (момент сил на оси OY)

Ттаким образом, для коэффициента динамической вязкости получим:

где А – постоянный параметр гироскопа: ,

R=(80±2) мм; a=(20±1) мм; b=(4±0,5)мм; h=(15±1)мм;