Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ГРАВИТАЦИОННО-ИНЕРЦИАЛЬНОЕ ОРИЕНТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ

Дмитриев В.С. Гладышев Г.Н. Гладышев Ю.Г. Иванова В.С. Швецов Г.А.
Отправной точкой начала данной рабо­ты послужило открытие Г.А. Швецовым уни­версального механизма ориентирования живот­ных и установленные закономерности этого яв­ления, которые объясняют и снимают все противоречия различных гипотез ориентации живот­ных в пространстве [1, 2].

Жизненная необходимость ориентирова­ния на местности возникла перед человеком в те давние времена, когда в процессе хозяйственной и познавательной деятельности возникла необ­ходимость передвигаться на значительные рас­стояния по суше и по морю.

Увеличение скорости кораблей, появле­ние подвижных объектов нового типа - само­летов, подводных лодок, ракет, искусственных спутников Земли потребовало создания навига­ционных систем, обладающих существенно бо­лее точными характеристиками параметров дви­жения объекта. При этом одна из наиболее важ­ных задач - разработка соответствующих чув­ствительных элементов.

К настоящему времени теория инерци-альных навигационных систем выделилась в са­мостоятельный раздел прикладной механики со своими задачами и методами. При этом в обла­сти навигационных систем всегда стояла прин­ципиальная техническая проблема - иметь ги­рокомпас с минимальным дрейфом, а в идеа­ле - без дрейфа. Это позволило бы для подвиж­ных и неподвижных объектов при их долговре­менном нахождении (месяцы, годы) в услови­ях отсутствия возможности определения сторон света иметь точную информацию о собственной ориентации.

Длительными усилиями ученых и инже­неров из различных областей науки и техники достигнуто современное состояние гироскопи­ческих приборов и в целом навигационных си­стем.

Все возрастающие требования к навига­ционному оборудованию, особенно с учетом ав­тономности объекта, в наибольшей степени мо­гут быть удовлетворены лишь при использова­нии инерциальных навигационных систем, позволяющих автономно вырабатывать основные навигационные параметры и автономно управ­лять объектами.

Следует отметить, что в современной на­уке и технике наиболее плодотворно развивают­ся идеи на стыках различных отраслей знания. Поэтому для создания гироскопов направления, удовлетворяющих требованиям по помехозащи­щенности, автономности, отсутствии дрейфа и другим качествам, необходимы усилия коллек­тивов специалистов и ученых различных обла­стей науки и техники.

Биологические системы ориентации пре­восходят большинство технических систем по точности конечных результатов, по миниатюр­ности, надежности и экономичности, что все чаще заставляет исследователей и разработчи­ков высокоточных технических систем наведе­ния, работающих на дальних расстояниях (тыся­чи километров) в длительном режиме (часы, не­дели, месяцы), обращать внимание на проблему изучения механизмов пространственной ориен­тации мигрирующих птиц и других передвигаю­щихся животных.

Одновременно с биологическими иссле­дованиями проводились поисковые технические исследования по возможности создания волно­вого гравитационно-инерциального компаса на основе установленной закономерности и изо­бретения на способ и устройство волновой ори­ентации. Они были направлены на освоение те­ории волновой пространственной ориентации, проведение сравнительного анализа существу­ющих методов ориентации и выявление возмож­ных к технической реализации вариантов чув­ствительных элементов, обладающих эффектом волнового ориентирования по сторонам света.

В рамках организованной НИР «РОСТ-АН» (Головной исполнитель ФГУП ГосНИИЛЦ РФ «Радуга») под эгидой Российской Академии наук совместно со специализированными инсти­тутами РАН были проведены целенаправленные экспериментальные исследования на различных видах животных по выявлению обнаруженного механизма волновой пространственной ориен­тации. Результаты этих исследований подтвер­дили установленную закономерность, которая позволила объяснить все известные экспери­менты, проведенные в мировой науке по изуче­нию пространственной ориентации животных. Экспериментально было доказано существование механизма полностью автономной волно­вой пространственной ориентации у всех видов животных. Полученные при этом данные под­твердили теоретические основы принципа вол­новой ориентации в околоземном пространстве и в пространстве любых космических тел есте­ственного происхождения.

Разработка макета технического аналога гравитационно-инерциального компаса прово­дилась в рамках НИР «Азимут». Были выполне­ны аналитические исследования и техническая реализация механизма функционирования вол­новой пространственной ориентации на биоло­гических и технических моделях, проявляющих выдающиеся навигационные способности, ко­торые стали основой для определения принци­пов структурно-функциональной организации разрабатываемого волнового гравитационно-инерциального компаса (ГИК) и выбора направ­ления технических исследований [3].

На физической модели, представляющей собой маятник с подвижной вдоль вертикали места точкой подвеса, под действием силы гра­витации ответными качательными движениями формируемыми реверсируемой компасной силы инерции маятник приобретает реверсивные ко­лебательные движения постоянные в направле­нии Восток-Запад.

Проведенные исследования показали тех­ническую возможность реализации биологиче­ского принципа гравитационно-инерциального ориентирования.

В настоящий момент изготовлены два макетов маятникового и жидкостного ти­пов. Маятниковый тип макета гравитационно-инерциального компаса представляет собой ма­ятник с подвижной вдоль вертикали места точкой подвеса, в котором имеется двух-координатное оптическое регистрирующее устройство, фик­сирующее колебания маятника вдоль направле­ния Восток-Запад.

Основным элементом макета жидкостно­го гравитационно-инерциального компаса явля­ется чувствительный элемент, выполненный в виде поплавка. Поплавок совершает принуди­тельное движение вдоль вертикали места и дви­жение вдоль направления Восток-Запад, явля­ющееся реакцией на Кориолисову силу, возни­кающую вследствие одновременного движения чувствительного элемента переносное (от вра­щения Земли) и относительное (вдоль вертика­ли места).

Техническая реализация вышеизложен­ного биологического принципа гравитационно-инерциального ориентирования позволяет соз­дать новый тип прибора азимутальной ориен­тации (гравитационно-инерциальный компас). Предлагаемый компас не будет подвержен воз­действию магнитных полей Земли, техноген­ным электрическим и магнитным полям, в ко­тором также будет отсутствовать дрейф. Отсут­ствие приведенных выше недостатков позволит определять направление сторон света независи­мости от места положения и времени базирова­ния объекта.

Список литературы:

  1. Ильичев В.Д., Вилкс Е.К. Простран­ственная ориентация птиц. - М.: Наука, 1978. - 286с.
  2. Швецов Г.А. Гравитационно-инерци-альный механизм волновой ориентации живот­ных в околоземном пространстве: Дис. канд. биолог. наук. - Владимир, 1997. - 163 с.
  3. Устройство для ориентирования: патент РФ № 2183820/ Гладышев Г.Н., Дмитриев В.С., Гладышев Ю.Г., Швецов Г.А. № 2001107408. Приоритет от 20.03.2001//Открытия. Изобрете­ния. Бюл. № 17, 20.06.2002.

Библиографическая ссылка

Дмитриев В.С., Гладышев Г.Н., Гладышев Ю.Г., Иванова В.С., Швецов Г.А. ГРАВИТАЦИОННО-ИНЕРЦИАЛЬНОЕ ОРИЕНТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2010. – № 12. – С. 106-108;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=1012 (дата обращения: 24.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074