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Systemkonzeption und Technologie moderner Trägheitsnavigationsanlagen - Vorlesung Krieg im Aether 1972/1973 (ETH Zürich)HAMFU History7-21Als Vorteile dynamischer Gaslager gegenüber Kugellagern wirken sich speziell bei Kreiselanwendungensehr günstig aus:0Verschliessfreier Lauf der Achse, d.h. hoheMTBF des Kreiselso Keine Massenverlagerung durch Verschleiss oderSchmiermittelwanderung in den Lagern0Geräuscharmer Lauf, d.h. reduziertes Fehlverhaltendes KreiselsBild 14 zeigt das empfindliche Element und den Läufer eines zweiachsigen KreiselsBild 14 Empfindliches Element und dynamischgasgelagerter Kreiselläufer eineszweiachsigen KreiselsDer Einsatz von Sonderwerkstoffen, wie z.B. Beryllium, spezielle Keramiken (Aluminiumoxyd,Berylliumoxyd) oder Sinterwerkstoffe bringt konstruktive und funktionelle Verbesserungen.Insbesondere hat die Verwendung von Beryllium anstelle von Aluminiumlegierungen bei der Ferttigung von hochgenauen Kreiseln (Driftraten ä ) zu erheblichen Qualitätsverbesserungegeführt. Die Instrumentenabmessungen und -gewichte wurden reduziert, gleichzeitig wurde dieKreiselstabilität um etwa eine Grössenordnung erhöht. Hierbei spielen die durch Beryllium erhöhteStrukturstabilität, die bessere Wärmeableitung sowie gleichmässige Wärmedehnung kritischerBauteile eine entscheidende Rolle.Bei der Entwicklung von neuen Sensorenkonzepten sind Erfolge auf dem Gebiet sog. dynamisch abgestimmterKreisel erkennbar. Bei diesem Kreiseltyp ist das empfindliche Element nicht flüssigkeitsentlastet, kardanisch im Kreiselgehäuse gelagert, sondern torsionselastisch, quasi kardanischmit der Kreisellaufachse verbunden. Durch Abstimmung der Drehzahl und Massenträgheitsmomenteder inneren Kreiselrahmen kann der Kreiselrotor derart von der Laufachse entkoppeltwerden, dass er sich wie ein freier Kreisel verhält. Miniaturisierung, Vereinfachung der mechanischenFertigung und Montage sind Vorteile, die aus diesem Kreiselkonzept gewonnen werden,(s. Bild 16).Auch bei der Entwicklung von Beschleunigungsmessern sind Fortschritte hinsichtlich Miniaturisierungerzielt worden.Infolge dieser Instrumentenverkleinerung ist es möglich, auch die sie tragenden Plattformen inihren Abmessungen zu reduzieren.Bild 15 zeigt eine miniaturisierte, kreiselstabilisierte Vier-Rahmenplattform. Die Abmessungendieser Plattform sind gegenüber bisher im Einsatz befindlichen vergleichbaren konventionellenAusführungen etwa auf die Hälfte reduziert. Als Stabilisatoren werden dynamisch abgestimmteKreisel verwendet.© HAMFU - www.hamfu.ch Seite 21
Systemkonzeption und Technologie moderner Trägheitsnavigationsanlagen - Vorlesung Krieg im Aether 1972/1973 (ETH Zürich)HAMFU History7 - 2 2Bild 15 Miniaturplattform mit dynamischabgestimmten Kreiseln als StabilisatorenBild 16 Dynamisch abgestimmter Kreisel© HAMFU - www.hamfu.ch Seite 22
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