Гироскопический успокоитель качки на судах

[sergey zhukov]

Один из способов устранить качку на яхте - поставить гироскоп. Известно, что для поворота оси гироскопа нужно совершить работу. Качка на судне постоянно пытается повернуть ось такого гироскопа, т.е. постоянно совершает работу. Похоже, это должно приводить к постоянному ускорению вращения гироскопа.

Например, в рекламных проспектах компании Seakeeper сказано, что тепловыделение такого гироскопа доходит до 5 кВт, поэтому ему нужно активное водяное охлаждение.

Правильно ли я понимаю, что такой гироскоп фактически не нужно крутить электродвигателем, привод ему вообще не нужен? Наоборот, нужно постоянно его тормозить, чтобы качка не раскрутила его слишком сильно. Энергия волн преобразуется в энергию вращения гироскопа и рассеивается тормозом в тепло. Нужно лишь раскрутить его до некоторой минимальной скорости, после которой работа качки уже может поддерживать и даже ускорять его вращение?

[Евгений Машеров]

sergey zhukov в сообщении #1506986 писал(а):

Похоже, это должно приводить к постоянному ускорению вращения гироскопа.

С хчего бы?

[Vladimir-80]

sergey zhukov в сообщении #1506986 писал(а):

Похоже, это должно приводить к постоянному ускорению вращения гироскопа.

Есть такая игрушка - тренажёр: шар, внутри которого вращается массивный диск.


Правильно работая кистью, диск этот можно раскрутить. Но это не так-то и просто, далеко не каждое движение приводит к росту оборотов; требуются сноровка и опыт. Волны таким опытом вряд ли обладают.

[Emergency]

sergey zhukov в сообщении #1506986 писал(а):

Известно, что для поворота оси гироскопа нужно совершить работу. Качка на судне постоянно пытается повернуть ось такого гироскопа, т.е. постоянно совершает работу. Похоже, это должно приводить к постоянному ускорению вращения гироскопа.

Качка в море знакопеременна.

sergey zhukov в сообщении #1506986 писал(а):

тепловыделение такого гироскопа доходит до 5 кВт

Большой гироскоп имеет большое трение.

[realeugene]

sergey zhukov в сообщении #1506986 писал(а):

Известно, что для поворота оси гироскопа нужно совершить работу.

Кому это известно?

[EUgeneUS]

Теория гироскопических стабилизаторов
Начинается с одноосного силового гиростабилизатора - это то, о чём речь в стартовом топике.

[Emergency]

realeugene в сообщении #1507029 писал(а):

sergey zhukov в сообщении #1506986 писал(а):

Известно, что для поворота оси гироскопа нужно совершить работу.

Кому это известно?

А кому-то не известно?

[realeugene]

Emergency в сообщении #1507049 писал(а):

А кому-то не известно?

При повороте оси гироскопа прикладываемый момент перпендикулярен оси поворота. Какая ещё работа?

[Emergency]

realeugene в сообщении #1507086 писал(а):

Какая ещё работа?

Чтобы повернуть ось на угол $\varphi$, к ней надо приложить момент $M$
$A=M\varphi$

[realeugene]

Emergency в сообщении #1507157 писал(а):

$A=M\varphi$

У гироскопа момент перпендикулярен углу повороте. Это произведение равно нулю.

[Emergency]

realeugene в сообщении #1507162 писал(а):

У гироскопа момент перпендикулярен углу повороте. Это произведение равно нулю.

Для подавления качки судна гироскоп устанавливают вертикально. В этом положении он устраняет бортовую и килевую качку, создавая моменты препятствующие отклонению оси от вертикали. Для большей компенсации, гидроцилиндры, управляемые автоматикой, создают противоположные моменты - то есть сам гироскоп слегка покачивается на тот самый угол $\varphi$, а палуба судна остается горизонтальной.
Но вы кажется говорите о каком-то другом угле.

[EUgeneUS]

Emergency
Данная конструкция устраняет только боковую качку.
При этом гидроцилиндры качают гироскоп вокруг поперечной оси судна.

[realeugene]

Emergency в сообщении #1507168 писал(а):

Но вы кажется говорите о каком-то другом угле.

Я говорю об угле поворота оси гироскопа в пространстве в ходе прецессии под действием внешнего момента. Чтобы повернуть ось гироскопа, к ней нужно приложить момент сил относительно перпендикулярной оси. Получаемой векторным произведением оси гироскопа и оси поворота.

[Emergency]

EUgeneUS в сообщении #1507169 писал(а):

Данная конструкция устраняет только боковую качку.
При этом гидроцилиндры качают гироскоп вокруг поперечной оси судна.

Разница между осями лишь в потребляемой мощности и требований к жесткости корпуса судна. Ну и в степени компенсации.

realeugene в сообщении #1507170 писал(а):

Я говорю об угле поворота оси гироскопа в пространстве в ходе прецессии под действием внешнего момента. Чтобы повернуть ось гироскопа, к ней нужно приложить момент сил относительно перпендикулярной оси. Получаемой векторным произведением оси гироскопа и оси поворота.

Разговор начался с совершения работы, а не с особенностей управления гидроцилиндрами.
Правда там еще были фантазии на тему самопроизвольного раскручивания гироскопа, но о них я говорить не имею желания.

[realeugene]

Emergency в сообщении #1507171 писал(а):

Разница между осями лишь в потребляемой мощности

Ну да, нулевая работа при повороте или ненулевая.

Можете поразмышлять над тем, если это работа ненулевая, куда она девается, и почему гироскоп не отдаёт энергию при повороте оси в обратную сторону?