9 / 17
А.А. Александров, В.А. Акатьев, В.И. Ларионов
32
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1
Гироскопический подвес автономного аппарата.
Подвешенный с помо-
щью траверсы на тросе автономный аппарат при движении в потоке уходящих
дымовых газов подобно маятнику совершает колебания.
При движении АА на спуск в неработающей дымовой трубе высотой около
100 м и длиной тросовой подвески 10…100 м период гармонических колебаний
оценивается по известным формулам и составляет 6…20 с, а угловая скорость —
0,3…1,0 с
–1
[13].
При движении АА на спуск в работающей дымовой трубе параметры его
колебаний определяются следующими факторами: массой, скоростью спуска
АА, параметрами системы аэродинамической стабилизации, скоростями восхо-
дящего потока дымовых газов и его закрутки.
Исследованиям аэродинамических воздействий на поведение АА в функ-
ционирующей дымовой трубе посвящены работы ряда ученых [17, 18]. Предло-
женные системы аэродинамической стабилизации с использованием дисков
полностью не исключают наклонов оптической оси приборов [4],
однако в
большинстве случаев ограничивают предельные значения наклонов АА. На-
пример, при спуске со скоростью 0,15 м/с в работающую дымовую трубу ука-
занный предельный наклон оценивается в 5
[17–20].
Следовательно, задача состоит в стабилизации оптических осей приборов
контроля при периодических наклонах АА на угол до 5
.
В целях предупреждения колебательных смещений полосы контроля можно
применить систему оптической стабилизации приборов контроля и разместить
оптические приборы на подвешенной в карданном подвесе внутри АА гироско-
пической платформе [16, 21]. Такое конструктивное решение оказывается до-
статочно сложным для практической реализации в связи с необходимостью
компоновки оптических систем в стесненных условиях — в капсуле внутри
корпуса АА, имеющего внутренний диаметр, равный 400…500 мм.
Авторами разработано альтернативное решение по гироскопической стаби-
лизации всего АА — закрепление его в карданном подвесе и оснащение его (как
гироскопической системы) маховиком на вертикальной оси [14, 16].
Это решение позволяет не только стабилизировать вертикальное положение
АА, практически исключить наклоны его оси, уменьшить ширину полосы под-
светки внутренней поверхности трубы до ширины полосы фотографирования, но
и
уменьшить мощность излучателей, поскольку в этом случае не требуется из-
лишней (повторной) съемки участков поверхности трубы в каждом цикле ее кон-
троля. Сэкономленная энергия будет направлена на повышение освещенности
полос контроля до уровня, при котором может быть уменьшена выдержка фото-
камер для ослабления эффекта размытости изображений. В итоге рассматривае-
мое решение позволит увеличить разрешающую способность контроля.
Для полного исключения эффекта размытости изображений и увеличения
разрешающей способности фотосъемки необходимо дооснастить АА гироско-
пической системой стабилизации его вертикального положения, при котором
будут стабилизированы также и оптические оси приборов контроля и излучате-