Устойчивость равномерных вращений вокруг главной оси гироскопа Лагранжа с внутренними элементами

Abstract

Рассмотрена задача о пассивной стабилизации вращений вокруг вертикали гироскопа Лагранжа с двумя упруго закрепленными внутренними элементами, совершающими относительное плоскопараллельное движение в плоскости, перпендикулярной оси динамической симметрии. Получены условия устойчивости изучаемого движения по первому приближению. Показано, что колебательное движение присоединенных элементов может стабилизировать неустойчивое вращение гироскопа. Система при этом совершает четырехчастотные колебания, в то время как тело с "вмороженными" элементами - одночастотное; соответствующие уравнения движения имеют положительный характеристический показатель Ляпунова.

Розглянуто задачу про пасивну стабiлiзацiю навколо вертикалi гiроскопа Лагранжа з двома пружно закрiпленими внутрiшнiми елементами, що рухаються плоско-паралельно у площинi, ортогональнiй до вiсi динамiчної симетрiї. Отримано умови стiйкостi руху у першому наближеннi. Встановлено, що коливальний рух приєднаних елементiв може стабiлiзувати нестiйке обертання гiроскопа. Рух системи при цьому – чотирьохчастотний, в той час, як рух тiла з нерухомими елементами – одночастотний; вiдповiднi рiвняння мають додатний характеристичний показник Ляпунова.

The problem of passive stabilization of the rigid body permanent rotations is considered. Two elastically fixed elements are attached to the body which which can oscillate freely in the plane orthogonal to the rotation axis. The necessary and sufficient conditions of stability for the linearized motion equations are obtained and analyzed. It is shown that oscillations of the added elements can stabilize the instable motion of the carrier.