Новые типы гироскопов

Постоянно растущие требования к точностным и эксплутационным характеристикам гироприборов заставили ученых и инженеров многих стран мира не только усовершенствовать классические гироскопы с вращающимся ротором, но и искать принципиально новые идеи, позволившие решить проблему создания чувствительных датчиков для измерения и отображения параметров углового движения объекта.

В настоящее время известно более ста различных явлений и физических принципов, которые позволяют решать гироскопические задачи. К настоящему времени выданы тысячи патентов и авторских свидетельств на соответствующие открытия и изобретения.

Поскольку прецизионные гироскопы использовались в системах наведения стратегических ракет большой дальности во время «холодной войны» информация об исследованиях, проводимых в этой области, классифицировалась как секретная.

Перспективным является направление развития квантовых гироскопов, которые отличаются повышенной точностью.

Сегодня созданы настолько точные гироскопические системы, что дальнейшего повышения точности многим потребителям уже не требуется, а сокращение средств, выделяемых для военно-промышленного комплекса в бюджетах ведущих мировых стран, резко повысило интерес к гражданским применениям гироскопической техники, которые были ранее на периферии внимания разработчиков. Например, использование микромеханических гироскопов для систем стабилизации движения автомобилей или видеокамер.

В то же время выдающийся прогресс в области высокоточной спутниковой навигации GPS и ГЛОНАСС, по мнению сторонников этих методов навигации, сделал ненужными автономные средства навигации в тех случаях, когда сигнал со спутника может приниматься непрерывно. Дело в том, что разрабатываемая сейчас система навигационных спутников третьего поколения позволит определять координаты объектов на поверхности Земли с точностью до единиц сантиметров. При этом отпадает необходимость в использовании даже курсовых гироскопов, ибо сравнение показаний двух приемников спутниковых сигналов, установленных на расстоянии в несколько метров, например, на крыльях самолета, позволяет получить информацию о повороте самолета вокруг вертикальной оси.

Однако системы GPS оказываются неспособны точно определять положение в городских условиях, при плохой видимости спутников. Такие же проблемы обнаруживаются в лесистой местности. Даже в самолётах GPS, хотя и оказывается точнее акселерометров на длинных участках, даёт большие погрешности как при измерении углов посредством использования 2 GPS-приёмников (иногда даже градусы), так и при подсчёте курса путём определения скорости самолёта (погрешность на угол скольжения). Поэтому в навигационных системах оптимальным решением, по крайне мере сейчас, является комбинация гироскопической системы и GPS.

В силу перечисленных обстоятельств эволюционное развитие гироскопической техники за последние десятилетия подступило к порогу качественных изменений и, именно поэтому, внимание специалистов в области гироскопии сосредоточилось сейчас на поиске нестандартных применений таких приборов. Открылись совершенно новые интересные задачи. Это и разведка полезных ископаемых, и предсказание землетрясений, и сверхточное измерение положений железнодорожных путей и нефтепроводов, медицинская техника и многие другие.