Eylemsizlikle Güdüm,İvme, Hız ve Konum, Eksenler, Kararlı Platformlar,Güdüm Hataları

Eylemsizlikle güdüm,İvme, hız ve konum, Eksenler, Kararlı platformlar,Güdüm hataları



Eylemsizlikle güdüm, bir aracın, bir yerden bir yere giderken bir dış etki olmadan eylemsizlik sistemiyle yönlendirilmesinde kullanılan bir tekniktir
Eylemsizlik sistemleri, aracın ivmesini, yönünü ve eğimini NEWTON YASALARI'na göre ölçer Ayrıca, yalın bir ivme hesabıyla, aracın hızı ve yeri saptanır Böylece, NAVİGASYON için gerekli olan bilgiler edinilmiş olur Adından da anlaşıldığı gibi, İVME-ÖLÇER'ler aracın ivmesini, çok duyarlı CAYROSKOP' lar da, aracın eğimindeki ve yönündeki sapmaları ölçer

FÜZE'lerde, UZAY ARAÇLARI'nda, UÇAK'larda, gemilerde ve DENİZALTI'larda, eylemsizlikle güdüm yaygın olarak kullanılır Ayrıca, derin deniz araştırmaları ve sondaj işlemlerinde de yararlı olduğu görülmüştür İki ya da üç boyutta hareket edebilen bütün araçlarda, bu teknik uygulanabilir Ancak,sistem pahalı olduğundan, daha çok askeri araçlarda ve uzay araçlarında kullanılır

Eylemsizlikle güdümün temeli, 1852'de Leon FOUCAULT tarafından atıldı Foucault, cayroskop eğiminin yıldızlara göre değişmez kaldığını, bu yüzden dünyanın dönüşünü ölçmede kullanılabileceğini gösterdi Bu buluş, 50 yıllık bir bekleyişten sonra, cayroskopun geliştirilip, yönlendirmede kullanılmasına yolaçtı

1908 yılında Anschütz Kaempfe adlı bir Alman, ilk gemi CAYROPUSULA'sını yapmayı başardı; ama gemilerin manevraları sırasında ortaya çıkan bazı güçlükler giderilememişti: Gerçek kuzeyi gösteren cay-ropusulalar, dengeleri bozulduğunda, sarkaç gibi sallanmaktaydı Max Schuler adlı bir başka Alman profesör, cayroskop salınımmın ya da peryodunun, dünyanın yarıçapı ya da yerçekimi ile çakıştırıldığında, geminin hareketinden etkilenmeyeceğini buldu Bu nedenle, cayroskopla birlikte, hız ölçen bir aygıt kullanmayı önerdi

Amerika Birleşik Devletleri'nde ve İngiltere'de de cayropusulalar yapıldı; ama ilk gerçek eylemsizlikle güdüm sistemi, İkinci Dünya savaşı sırasında Almanların V2 roketleri için yaptıklarıdır Görünüşlerinin oldukça kaba olmasına karşılık, yararlı olan bu aygıtlar, eğim ölçen cayroskoplardan ve önceden saptanmış bir hızda roket motorunu durdurmaya yarayan bir ivmeölçerden oluşuyordu 1948'de ABD'nde, cayroskoplu-ivmeölçer sistemlerinin ilkeleri kullanıldı ve tam eylemsizlikle güdüm sistemleri oluşturularak bu alanda öne geçildi On yıl sonra, bu karmaşık sistemlerden birinin kullanılmasıyla, USS Nautilus'un Kuzey kutbu buz takkesinin altından geçmesi gerçekleştirildi

İvme, hız ve konum:

EYLEMSİZLİK olayını yaşamak için, herhangi bir taşıt aracıyla yol almak yeterlidir Araç harekete geçtiğinde, fren yaptığında ya da köşe döndüğünde, yolcular, aynı değerde bir kuvvetle bu değişikliklere karşı koyar Bu kuvvet yoksa ya da çok zayıfsa, aracın içindekiler sağa sola savrulur

Bütün cisimler, kütlelerinden ötürü, hız kazanmak ya da hız yitirmek için bir kuvvete gerek gösterirler Cismin eylemsizliği kütleye bağlıdır; çünkü kütle, harekete direnç gösterir Bu ilkeye dayanılarak, yalın bir ivmeolçer yapılabilir: Bir metal kütle, önden ve arkadan iki yaya bağlanarak, bir kutu içine yerleştirilir Kutu (ve araç) hız kazandıkça, kütlenin eylemsizliği, arkadaki yayı sıkıştırır Bu sıkışma, ivme ile doğru orantılıdır ve elektriksel olarak saptanabilir İvmeölçerin belli bir yönde tutulmasıyla, elektrik sinyali aracılığıyla hız ve alınan yol da hesaplanabilir

İvme, aracın hızındaki değişmenin değeridir Başka bir deyişle, aracın hızı iki an arasında farklıysa, bir ivme söz konusu demektir Bu fark, iki hızın birbirinden çıkarılmasıyla bulunur ya da eylemsizlikle güdümde olduğu gibi, hız, ivmeden toplama işlemiyle (çıkarmanın tersi) elde edilir Birbiri ardınca toplama işlemi yapma yönteminin matematikteki adı, entegral alma'âıv (Bk MATEMATİK)
Hız ise, taşıtın konumundaki değişikliğin değeridir Tıpkı ivmenin entegraliyle hızın bulunması gibi, hızın entegrali alınarak da konum elde edilir

Eksenler:

Bir araca hareket doğrultusunda yerleştirilen bir ivme ölçer, yalnızca bir tek doğrultuda (sözgelimi kuzey-güney ya da doğu-batı doğrultusunda) hareketi algılar Ayrıca, yerçekimi kuvvetinin etkisi, ya hesaplamada dikkate alınmalı ya da aygıt yere yakın tutulmalıdır Böyle bir düzenleme yararlı bilgiler sağlayabilir; ama eylemsizlikle güdüm, öteki doğrultuların da göz önüne alınmasını sağlayan iki ivmeölçere daha gerek gösterir Bunlardan biri yanlara, ikincisi de aşağı yöneliktir ve her biri öbürleriyle bir kübün ayrıtları gibi dik açılıdır Birbirine dik olan bu üç ivmeolçer doğrultusuna, eksen denir

Kararlı platformlar:

Ivmeölçerlerin takılı olduğu kararlı platformlar, eksen açılarının, aracın eğimine karşın hep aynı diklikte kalmasını sağlar Bu nedenle platformlar, yalpalık halkacıklarına oturtulmuştur Yalpalık halkacıkları, platformun kendi çevresinde tam bir dönüş yapmasını sağlar

Platforma eklenen üç cayroskop, aygıtın dünyanın kuzey-güney doğrultusunda ya da (uzay aracında kullanılıyorsa) güneş ve yıldızların doğrultusunda kalmasını sağlar Herhangi bir nedenle platform biraz eğildiğinde, cayroskoplar motorları çalıştırarak, platformu eski durumuna getirir
Kararlı duruma getirilmiş ivmeölçerler, değişmez eksenler doğrultusunda hız ve uzaklık bildirir; platform yalpalıklarına takılı elektriksel aygıtlar da, aracın eğimini ve dönüşünü saptar Elde edilen bu değerler, aracın, bir dış etki ya da yardım olmaksızın doğru rotada yol almasını sağlar

Güdüm hataları:

Hiç bir ölçme aygıtı kusursuz değildir; tümünde şu ya da bu biçimde bir yanlış payı vardır Bir eylemsizlik sisteminin duyarlığı, üç cay-roskopun duyarlığına bağlıdır Yapım sırasında cay-roskoplardaki en küçük bozukluk ya da ayarsızlık, sapmalara, dolayısıyle de platformun eğiminde yanlışlara yolaçar
Eylemsizlikle güdümdeki yanlışların hesaplanması, oldukça güçtür; ama iyi ayarlanmış bir sistemin yanlış payı, saatlerce süren uçuşta birkaç km'yi geçmez Bazı eylemsizlikle güdüm sistemleri, konum ve hız ölçeklerine göre kullanılarak, yanlış payı azaltılmaya çalışılır