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航海仪器作业

第一章
1、叙述陀螺仪的定义以及基本特性。

答:定义:工程上将高度旋转的对称刚体及其悬挂装置的总称。

特性:定轴性和进动性。

2、何谓平衡陀螺仪和自由陀螺仪?
平衡陀螺仪:陀螺仪的重心和其几何中心相重合的陀螺仪。

自由陀螺仪:不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪。

3、位于地球上的自由陀螺仪的视运动有何规律?如何解释其物理实质?
答:规律:(1)陀螺仪主轴指北端相对子午面视运动是“北纬偏东南纬偏西”,偏转角速度ω2。

(2)陀螺仪主轴指北端相对水平面视运动是“东升西降,南北一样”,升降角速度大小ω1α。

物理实质:
4、影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的主要矛盾是什么?克服该主要矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是什么?
答:(1)主要矛盾:ω2是影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的主要矛盾。

(2)基本原则:陀螺仪主轴相对子午面稳定即陀螺仪的主轴指向真北方向,此时方位角为零。

若同时陀螺仪的主轴相对水平面也稳定,陀螺仪就成为陀螺罗经,这就是克服该主要矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则。

8、何谓水平轴阻尼法?有何特点?
答:水平轴阻尼法:由阻尼设备产生水平轴的阻尼力矩以实现阻尼的方法。

特点 :(1)u3的方向总是指向子午面;(2)u3的大小随着方位
角的增大而增大;(3)表现为在方位角衰减的同时高度角也相应衰减;
9、何谓垂直轴阻尼法?有何特点?
答:垂直轴阻尼法:由阻尼设备产生垂直轴阻尼力矩以实现阻尼的方法。

特点 :(1)u3总是指向水平面; (2)u3随高度角的增大而
(3)表现为在高度角衰减的同时方位角也相应衰减。

(4)
10、叙述双转子摆式的指北原理
答:
0≠ϕαr 即存在纬度误差。

略增。

,但r r θα0)4(=
11、叙述液体连通器罗经的指北原理。

13、不同类型的陀螺罗经在指北原理方面有哪些共性?
(1)都必须具有三自由度的陀螺仪。

且在地球上都能发生视运动
(2)都必须具备控制力矩设备
(3)都必须具有阻尼力矩设备
17、何谓纬度误差?该误差如何消除?
答:(1)纬度误差:具有阻尼重物的液体连通器罗经,稳定后罗经主轴并不恰好位于子午面内,而是偏离子午面一个角度,当罗经的参数确
定后,该偏离角度只与地理纬度有关,故称为纬度误差,
(2)消除的方法:a、外补偿法:可通过转动罗经航向基线或者罗
经航向刻度盘零刻度来补偿。

b、内补偿法:是利用一
套解算装置,计算并输出与误差相关的补偿力矩,抵消
引起误差的多余力矩,是主轴可稳定在子午面内。

18、何谓速度误差?它与那些因素有关?如何消除?
答:速度误差:船舶以恒向恒速航行时,陀螺罗经主轴的稳定位置与航速为零时主轴的稳定位置两者在方位上的夹角称为速度误差。

有关因素:航向、航速、地理纬度
消除方法:a、查表法;b、外补偿法:在罗经上设置速度误差校正器;才、内补偿法:利用施加补偿力矩来补偿误差。

19、何谓冲击误差?何谓第一类冲击误差和第二类冲击误差?
答:冲击误差:船舶做机动航行,产生的惯性矩对罗经作用引起罗经主轴偏离新的稳定位置形成的误差。

第一类冲击误差:惯性力作用在陀螺罗经重力控制设备上产生的冲击误差。

第二类冲击误差:惯性力作用在阻尼设备上产生的冲击误差。

第二章
1何谓磁矩?其表达式是什么?何谓磁差、磁赤道及地磁三要素?
(1)磁矩:同名磁量与两磁极间距离的乘积M=2ml
(2)磁差:磁子午面与地理子午面的水平夹角
磁赤道:在地球表面上,将磁倾角为零各点的连线称为磁赤道。

地磁三要素:地磁水平磁力、磁倾角、磁差
2简述磁罗经种类、结构及主要部件的作用。

5、如何检查磁罗经的灵敏度和罗盘磁性大小?
一、灵敏度检查:在船停靠码头时,罗盘稳定,船上或者岸上机械不工作的情况下,首先几下罗经基线所指的航向,然后用一小磁铁或铁器将罗盘从原来平衡位置想左引偏2~3度,移开小磁铁,观察罗盘能否返回原航向,然后向右边做同样的检查,取误差的平均值,若返回原航向的误差大于0.2度,说明轴针与轴帽间的磨损较为严重,需修理或更换。

二、罗盘磁性的检查:罗盘处于稳定状态,用磁铁将罗盘的罗盘基线引偏40度,移去磁铁,罗盘了开始摆动,用秒表记下原航向值连续两次过基线的时间间隔,同样地,将罗盘引向另一侧,做类似的检查,取两者的平均值,若测得的半周期比规定的标准值大得多,说明磁针的磁性减弱,应更换。

12、表达自差力和罗经航向关系的自差公式是什么?各项的含义如何?
第四章
1、叙述目前船用计程仪的分类及各类型计程仪的特点
2试述平面式电磁传感器的测速原理。

P102
(倒山字形铁芯沿横向安装在船底板开孔处,铁芯的中间柱绕有激磁绕组,在铁芯的两个空隙中嵌有间距L的两个电极a和b及其引出导线,电极和导线用非导磁材料填封并固定住,当激磁绕组通入220V50hz的交流电E~时,在铁芯两侧形成交变磁场)
答:当船舶以航速v向前(向后)航行时,则水流相对船的速度v大小相等方向相反,由于海水可导电,可将流过两极间的海水看做无数根运动的“导体”在切割磁力线,根据电磁感应原理,在电极a、b和海水形成的回路中将产生感应电动势E=BLv×10-8,即只要测得E,就能求出航速v
3、画图叙述单波速多普勒计程仪的测速原理。

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