Большая Советская Энциклопедия (ИН) - БСЭ БСЭ

Инерциальная навигация

Инерциа'льная навига'ция, метод определения координат и параметров движения различных объектов (судов, самолётов, ракет и др.) и управления их движением, основанный на свойствах инерции тел и являющийся автономным, т. е. не требующим наличия внешних ориентиров или поступающих извне сигналов. Обычные методы решения задач навигации основываются на использовании внешних ориентиров или сигналов (например, звёзд, маяков, радиосигналов и т. п.). Эти методы в принципе достаточно просты, но в ряде случаев не обладают необходимой точностью, особенно при больших скоростях движения (например, при полёте в космосе), и не всегда могут быть осуществлены из-за отсутствия видимости или наличия помех для радиосигналов и т. п. Необходимость создания навигационных систем, свободных от этих недостатков, явилась причиной возникновения И. н.

  Разработка основ И. н. относится к 30-м гг. 20 в. Большой вклад в неё внесли в СССР Б. В. Булгаков, А. Ю. Ишлинский, Е. Б. Левенталь, Г. О. Фридлендер, а за рубежом — немецкий учёный М. Шулер и американский — Ч. Дрейпер. Принципы И. н. базируются на сформулированных ещё Ньютоном законах механики, которым подчиняется движение тел по отношению к инерциальной системе отсчёта (для движений в пределах Солнечной системы — по отношению к звёздам).

  Сущность И. н. состоит в определении с помощью установленных на движущемся объекте приборов и устройств ускорения объекта и по нему — местоположения (координат) этого объекта, его курса, скорости, пройденного пути и др., а также в определении параметров, необходимых для стабилизации объекта и автоматического управления его движением. Это осуществляется с помощью: 1) акселерометров, измеряющих ускорения объекта; 2) вычислительных устройств (ЭВМ), которые по ускорениям (путём их интегрирования) находят скорость объекта, его координаты и др. параметры движения; 3) гироскопических устройств , воспроизводящих на объекте систему отсчёта (например, с помощью гиростабилизированной платформы) и позволяющих определять углы поворота н наклона объекта, используемые для его стабилизации и управления движением.

  Практическая реализация методов И. н. связана со значительными трудностями, вызываемыми необходимостью обеспечить высокую точность и надёжность работы всех устройств при заданных весах и габаритах. Преодоление этих трудностей становится возможным благодаря созданию специальных технических средств — инерциальной навигационной системы . Преимущества методов И. н. состоят в высокой точности, автономности, помехозащищенности и возможности полной автоматизации всех процессов навигации. Благодаря этому методы И. н. получают всё более широкое применение при решении проблем навигации надводных судов, подводных лодок, самолётов, космических аппаратов и др. движущихся объектов.

  Лит.: Андреев В. Д., Теория инерциальной навигации, М., 1966; Броксмейер Ч. Ф., Системы инерциальной навигации, пер. с англ., Л., 1967; Ишлинский А. Ю., Механика гироскопических систем, М., 1963; его же, Инерциальное управление баллистическими ракетами, М., 1968; Ривкин С. С., Теория гироскопических устройств, ч. 2, Л., 1964; Фридлендер Г. О., Инерциальные системы навигации, М., 1961; Якушенков А. А., Основы инерциальной навигации, Л., 1963; Слив Э. И., Прикладная теория инерциальной навигации, Л., 1972.

  С. С. Ривкин.

Инерциальная система отсчёта

Инерциа'льная систе'ма отсчёта, система отсчёта , в которой справедлив закон инерции: материальная точка, когда на неё не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Всякая система отсчёта, движущаяся по отношению к И. с. о. поступательно, равномерно и прямолинейно, есть также И. с. о. Следовательно, теоретически может существовать сколько угодно равноправных И. с. о., обладающих тем важным свойством, что во всех таких системах законы физики одинаковы (так называемый принцип относительности). Помимо закона инерции, в любой И. с. о. справедливы также 2-й закон Ньютона (см. Ньютона законы механики ) и законы сохранения количества движения (импульса), момента количества движения и движения центра инерции (или центра масс) для замкнутых, т. е. не подверженных внешним воздействиям, систем.

  Если система отсчёта движется по отношению к И. с. о. неравномерно и прямолинейно, то она является неинерциальной и ни закон инерции, ни другие названные законы в ней не выполняются. Объясняется это тем, что по отношению к неинерциальной системе отсчёта материальная точка будет иметь ускорение даже при отсутствии действующих сил вследствие ускоренного поступательного или вращательного движения самой системы отсчёта.

  Понятие об И. с. о. является научной абстракцией. Реальная система отсчёта связывается всегда с каким-нибудь конкретным телом (Землёй, корпусом корабля или самолёта и т. п.), по отношению к которому и изучается движение тех или иных объектов. Поскольку в природе нет неподвижных тел (тело, неподвижное относительно Земли, будет двигаться вместе с нею ускоренно по отношению к Солнцу и звёздам и т. д.), то любая реальная система отсчёта может рассматриваться как И. с. о. лишь с той или иной степенью приближения. С очень высокой степенью точности И. с. о. можно считать так называемую гелиоцентрическую (звёздную) систему с началом в центре Солнца (точнее, в центре масс Солнечной системы) и с осями, направленными на три звезды. Такая И. с. о. используется главным образом в задачах небесной механики и космонавтики. Для решения большинства технических задач И. с. о. практически может служить система, жестко связанная с Землёй, а в случаях, требующих большей точности (например, в гироскопии), — с началом в центре Земли и осями, направленными на звёзды.

  При переходе от одной И. с. о. к другой в классической механике Ньютона для пространственных координат и времени справедливы преобразования Галилея (см. Галилея принцип относительности ), а в релятивистской механике (т. е. при скоростях движения, близких к скорости света) — Лоренца преобразования .

  Лит. см. при статьях Система отсчета , Относительности теория .

  С. М. Тарг.

Инерции закон

Ине'рции зако'н, один из основных законов механики, согласно которому при отсутствии внешних воздействий (сил) или когда действующие силы взаимно уравновешены, тело сохраняет неизменным состояние своего движения или покоя относительно инерциальной системы отсчёта . В частности, материальная точка в этом случае находится в покое или движется равномерно и прямолинейно. См. Динамика .

Инерции сила

Ине'рции си'ла, см. Сила инерции .

Инерционный двигатель

Инерцио'нный дви'гатель, энергосиловая машина, принцип действия которой основан на использовании энергии, аккумулированной маховиком ; применяется для привода различных машин, транспортных средств и др. См. также ст. Жиробус .

Инерция

Ине'рция (от лат. inertia — бездействие), инертность (в механике), свойство материальных тел, находящее отражение в 1-м и 2-м законах механики. Когда внешние воздействия на тело (силы) отсутствуют или взаимно уравновешиваются, И. проявляется в том, что тело сохраняет неизменным состояние своего движения или покоя по отношению к так называемой инерциальной системе отсчёта . Если же на тело действует неуравновешенная система сил, то свойство И. сказывается в том, что изменение состояния покоя или движения тела, т. е. изменение скоростей его точек, происходит постепенно, а не мгновенно; при этом движение изменяется тем медленнее, чем больше И. тела. Мерой И. тела является его масса.

  Термин «И.» применяют ещё по отношению к различным приборам, понимая под И. прибора его свойство показывать регистрируемую величину с некоторым запаздыванием.

  С. М. Тарг.

Инжавино

Инжа'вино, посёлок городского типа, центр Инжавинского района Тамбовской области РСФСР, на правом берегу р. Ворона (бассейн Дона). Соединён ж.-д. веткой (41 км ) со станцией Иноковка (на линии Тамбов — Саратов). Заводы: маслобойный, маслосыродельный, кирпичный; птицекомбинат, птицефабрика, элеватор и др.

Инжектор

Инже'ктор (франц. injecteur, от лат. injicio — вбрасываю), струйный насос , предназначенный для сжатия газов и паров, а также нагнетания жидкости в различные аппараты и резервуары. И. применяются на паровозах, локомобилях и в небольших котельных установках (рис.) для подачи питательной воды в паровой котёл. Достоинством И. является отсутствие движущихся частей и простота обслуживания. Действие И. основано на преобразовании кинетической энергии струи пара в потенциальную энергию воды. В общей камере И. размещены на одной оси три конуса 1, 2 и 3. К паровому конусу 1 через паропровод 5 из котла подводится пар, который развивает в устье конуса 1 большую скорость и захватывает воду, подводимую по трубе 6 из бака 9. Образовавшаяся смесь воды и конденсирующегося пара прогоняется в водяной (конденсационный) конус 2, а из него в нагнетательный конус 3 и далее через обратный клапан 7 в паровой котёл. Так как конус 3 расширяющийся, то скорость воды в нём уменьшается, давление растет и становится достаточным для преодоления давления в паровом котле и нагнетания питательной воды в котёл. Излишек воды, образующийся в начале работы И., сбрасывается через клапан 8 так называемой «вестовой» трубы 4. Температура воды, поступающей в И., не должна превышать 40 °С, а высота всасывания 2,5 м . И. устанавливают вертикально или горизонтально. И., предназначенные для отсасывания газов, паров или жидкостей, называются эжекторами .