авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«ВЕСТНИК МОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА Серия История морской науки, техники и образования Вып. 22/2008 УДК 504.42.062 Вестник Морского ...»

-- [ Страница 2 ] --

Вице – Адмиралу фон Шанцу, то, вероятно, наведут его на многие хо рошие мысли и доставят ему истинное удовольствие, которое в этом случае вполне заслужено его сведениями и трудами.

Только в нынешнем посещении Калифорнии я составил себе полную идею о быстроте, с которою возрождаются здешние девственные си лы природы к удовлетворению потребностей Европейской цивилизации, - со времени моего прошлого посещения, т. е. в два с половиною года С.Франциско по меньшей мере удвоился в пространстве и конечно в де сять раз улучшился, как в отношении внешнего своего великолепия, так и в удовлетворении разумных требований века. Конечно чудо это могло Рис. 6. Памятная медаль о русских крепостях на Гавайях быть совершено только толпами нищих, которые пришли сюда без ко пейки за душою, но с головами, полными практического смысла;

бога тые люди не нашли бы в себе довольно энергии чтобы предпринять и тем более выполнить такой подвиг. В Шанхае, в Гонг-Конге встреча ются образчики такой же лихорадочной предприимчивости, но они там не так всеобщи как здесь и, кроме того, они там унизительны для человеческого достоинства, потому что один народ открыто и нагло живет на счет другого;

здесь же как-то чувствуется, что всякая мо нополь есть случайность, а не привилегия, - ни в народах населяющих С.Франциско, ни в правах его жителей различия нет. С. Франциско со единяет в себе и неплохую наружность Лондона и все прелести внеш ней беззаботной жизни Парижа. Улучшенная порода Англо Саксонских женщин сохраняя красоту своего типа во всех не имеет здесь общих в Европе недостатков, против которых так без успешно там борется цивилизация;

каждая из них, хотя однажды обогнула Горн, знает, где лучше пересекать Экватор, где пассат дует свежее, или в какой широ те попутные штормы крепче, и потому, яснее смотрит на мир Божий, и проще на свою собственную особу, а вместе с тем, и на предрассудки, которыми так обильна Европейская жизнь. Казалось бы, в каком пре небрежении должны быть здесь моряки, когда дамы сами так хорошо знакомы с морем;

а между тем звание капитана купеческого корабля, конечно, чтится здесь гораздо выше, чем у нас военного. Здесь не зовут капитана шкипером, и не заставляют его ждать в лакейской какого – ни будь полицмейстера или таможенного чиновника, потому только, что у него помята шляпа неопытным юнгою во время последнего шторма. Я не забуду как однажды здесь триста или четыреста чудес ных клиперов всяких морских наций стояли целые сутки с приспущен ными флагами по случаю смерти одного из капитанов;

как улицы не вмещали процессии, которая тянулась по городу во время его погребе ния и, признаюсь, глубоко пожалел, что в Европе очень мало, а у нас в России и вовсе нет ни одного уголка, где бы звание купеческого капита на могло бы вызвать к себе, сколько ни будь похожее сочувствие. Мы военные моряки сравнительно плаваем привольно;

многочисленный эки паж, множество помощников, роскошные средства в снабжении и ис правлении судна, ставят нас совсем в другое положение, да и то иногда поседеешь не в очередь. Купеческий капитан не сделается не в духе от того, что он не имел два дня сливок к своему кофе, как это было со мною во время последнего плавания. Теперь купеческие корабли откры вают гавани, возбуждают к жизни не тронутые еще силы природы, и когда уже многие из них заплатят жизнью за свою отвагу, тогда только правительства снаряжают экспедиции для окончательного ис следования их открытий. Для нас недалеко искать примеров этому:

Охотское и Берингово моря до сих пор еще не исследованы в точности, а сколько уже купеческих судов там погибло. Кстати, я имею честь представить при сем карту Ситхинского залива, вырезанную мною из атласа Тебенькова с назначением на ней вновь открытых опасностей на самом рейде, которые мне сообщены г. Главным Правителем, она красноречиво поддерживает мое мнение, что и в владениях Российско Американской компании морякам приходится зачастую открывать опасности своими боками, а не наукою;

думаю что, собственные инте ресны Российско-Американской компании должны советовать ей изба вить моряков от этого неприятного положения в ее водах, тем более, что она может сделать это почти без расходов для себя, так как большая часть судов зимует в Ситхе по шести месяцев, и, в это время моряки ее вовсе без дела.

На Ванкувере резиденция Губернатора в Виктории, - бывшем селе нии Гудзонбайской компании;

но так как бухта, при которой это селе ние находится, имеет при малой воде не более 10 фут, а приливы не по стоянны, и не значительны, то Английское Правительство, отнявши этот остров у Гудзонбайской компании, и открывши его для свободной торговли устраивает теперь военный порт в бухте Esquimalt. Беспо добная местность, совершенно закрытый рейд с весьма ровною глуби ною от 8 до 6 сажень, приглубые извилистые берега, самою природою предназначенные для пристаней и доков, явно свидетельствуют, до ка кой степени знаменитая Гудзонбайская компания была близорука при выборе места для Виктории. В настоящее время Esquimalt Hr очень на поминает Де – Кастри числом возведенных в ней зданий;

Но этим срав нение и оканчивается;

- прекрасное шоссе с несколькими мостами, длинною от пятидесяти до ста сажень, соединяют уже эту бухту с Викториею и с внутренностью острова;

каменный маяк с красным ог нем при входе в бухту на острове Fitogard приглашает входить в нее даже ночью, а другой, при повороте из пролива С. Жуан де Фука к Се веру, на острове Racie указывает судам перемену курса к первому. Нет ни какого сомнения, что здешней местности предстоит та же бле стящая участь как и С. Франциско, но Esquimalt Hr, будет не Mare Islаnd, а Devenportом Виктории, - Золотые промыслы, открытые в не скольких местах на континенте и свободная торговля быстро заселя ют здешний край и конечно поставят его в соперничество с С. Франци ско, где всегда пошлины были весьма значительны, а теперь по случаю войны, стали чрезмерно уже велики;

Англичане пользуются этим случа ем, и так как южный берег пролива де Фука принадлежит Американ цам, а ширина пролива не более 11 миль, то в настоящее время там ки шат контрабандисты. Остров St. JUAN до сих пор еще остается спор ным, и на нем на разных его оконечностях находятся войска Американ ские и Английские.

Упомянутый выше Mare Island находится в заливе Сан-Франциско, и во время посещения его А.А. Поповым на нем располагалась стоянка военного флота США с соответствующей ремонтной базой. В следую щем 1863 г. на Mare Island проходили ремонт корабли эскадры Тихого океана. В период ремонта два молодых офицера брали частные уроки английского языка у дочери командующего американской военно морской базой Кэти Сэлдвидж. Одним из этих молодых офицеров был еще совсем юный Степа Макаров, будущий талантливый российский моряк и ученый. Вторым – был лейтенант Александр Адольфович Это лин. По-видимому, оба молодых человека были влюблены в учительни цу английского языка. Можно предположить, что в повести К.М. Станюковича «Вокруг света на Коршуне» именно Этолину адмирал не рекомендует особенно часто посещать дом Сэлдвиж, т.к. это может создать в обществе нежелательное мнение. Наверное, молодые люди не вняли словам мудрого адмирала и продолжили занятия английским язы ком. После завершения плавания Этолин был направлен во Владивосток командиром стационера «Алеут» (рис. 7) и прослужил здесь долгих семь лет. Возвратившись в Петербург, Этолин вызвал из Калифорнии Кэти Сэлдвиж и женился на ней. А ставший к тому времени известным море плавателем Степан Осипович Макаров, возвращаясь из очередного пла вания, непременно посещал семью Этолиных. Жителям Владивостока косвенным напоминанием о той романтической любви может служить улица Алеутская, прорубленная экипажем стационера «Алеут» под ко мандой Этолина.

На Mare Is land похоронены шесть российских моряков эскадры Тихого океана, погибших при тушении пожара в Сан Франциско октября 1863 года.

Экипаж яхты «Адмирал Не вельской» в году разыскал мо гилы российских Рис. 7. Шхуна «Алеут» у острова Аскольд с карти ны Валерия Шиляева моряков и организо вал российско американскую акцию памяти (рис. 8). Те перь эта акция стала традиционной и про водится ежегодно под руководством амери канца Джона Мид лтона при участии русской обществен ности и Российского консульства (рис. 9).

Рис. 8. Первая акция памяти на Мэр Айлэнде по Виктория имеет российским морякам, организованная экипажем яхты «Адмирал Невельской» в 1994 г. На перед- теперь более пяти нем плане (слева направо) – художник Евгений тысяч жителей и Дацко, историк Мария Сакович, священники Вик- уже почти все удоб тор Соколов и Александр Карпенко ства лучших Евро пейских городов: к тому же там в на стоящее время чуть ли не самое дешевое место в Тихом Океа не, но, разумеется, с теми самыми недос татками, которыми отличаются все вновь создающиеся заселения: так, на пример, чтобы съез дить в Викторию на три часа, я в первый раз заплатил 20 дол Рис. 9. На Мэр Айлэнде в 2002 г. ларов за кабриолет, Под Андреевским флагом Джон Мидлтон когда впоследствии платил 5 за целый день – впрочем и в Европе нельзя путешествовать с русскими привычками, а тем более в Тихом Океане.

Когда я въезжал в Викторию, то первое впечатление перенесло меня в наши города во время больших ярмарок;

та же суета и движе ние;

улицы покрыты вывесками, флагами и товарами, из-за которых лавок, т. е. домов не видно. Совершенно противное мы видели в Ситхе, бывши на берегу во всякое время дня и ночи не видно людей на улицах и естественно не были приготовлены встретить многолюдное общество на бале, который давал Главный Правитель колоний в день тезоименин ства Государя Императора: там было более сорока дам, не знаю на сколько это общество приносит пользы для Американской компании, и на сколько делает ей чести содержание его, но думаю, что расходы на него весьма значительны и могли бы быть употреблены на другие пред меты с большею пользою для компании и для всех прочих обитателей колонии.

С тех пор, как снята Черноморская береговая линия, я не думал, что и теперь у нас существует где-нибудь образчик столь же грустно го, и столь же бесплодного положения дел;

к сожалению, посещение Ситхи оставило на мне еще худшее впечатление, чем в былые времена береговая линия. 60 лет как Американская компания основалась в Ситхе и до сих пор влияние ее на местных жителей не раздвинулось далее по лусгнившего забора, который ограждает от Колош резиденцию Глав ного Правителя колоний чуть ли не со времен Баранова.

Колоши или Клинкиты воинственные племена, населяющие вос точное побережье Аляски и постоянно конфликтующие с русскими.

Численность клинкитов оценивалась 40 тысяч человек, в то время как русское население составляло около 600 человек. Руководство Россий ско-американской компании характеризовало клинкитов как «народ дея тельный, в высшей степени склонный к хищничеству и даже воровству (не сознавая это пороком), мстительный, равнодушный к телесным страданиям и даже к смерти и безумно оспаривающий свою дикую неза висимость». В 1993 г. автор публикации прибыл на Аляску на яхте «Ад мирал Невельской» и обратился к муниципальным властям с просьбой разрешить поиск в нескольких местах на Аляске секретно зарытых ме таллических досок с надписью «Земля Российского владения». Было по лучено разрешение на поиск в трех местах, где земля принадлежала го сударству или племенам алеутов. Одна из досок зарыта на берегу залива Колоши или Клинкиты воинственные племена, населяющие восточное побережье Аляски и постоянно конфликтующие с русскими. Числен ность клинкитов оценивалась 40 тысяч человек, в то время как русское население составляло около 600 человек. Руководство Российско американской компании характеризовало клинкитов как «народ дея тельный, в высшей степени склонный к хищничеству и даже воровству (не сознавая это пороком), мстительный, равнодушный к телесным страданиям и даже к смерти и безумно оспаривающий свою дикую неза висимость». В 1993 г. автор публикации прибыл на Аляску на яхте «Ад мирал Невельской» и обратился к муниципальным властям с просьбой разрешить поиск в нескольких местах на Аляске секретно зарытых ме таллических досок с надписью «Земля Российского владения». Было по лучено разрешение на поиск в трех местах, где земля принадлежала го сударству или племенам алеутов. Одна из досок зарыта на берегу залива Якутат, где земля принадлежит племени Клинкитов (нейтив лэнд). Пре зидент ассоциации племени клинкитов (вождь племени) Марвин Адамс (рис.10) выступил с категорическим возражением против исторических поисков и против захода яхты «Адмирал Невельской» на территорию клинкитов. Он заявил, что его племя в течение 200 лет находится в со стоянии войны с Россией и пока не будет заключен мирный договор с президентом Ельциным о поисках исторических досок следует забыть.

Однако, яхта «Адмирал Невельской» зашла в залив Якутат. Вождь клинкитов Марвин Адамс и премьер Совета Якутата Джек Вальтер по сетили яхту. Они решительно возразили против исторических изыска ний на их территории. С другой стороны, яхте был оказан самый теплый и дружественный прием. Марвин Адамс на персональном самолете по казал свои владения и устроил прием в своем доме. В 2002 г. Ситку по сетила праправнучка первого правителя Русской Америки Александра Андреевича Баранова. В торжественной обстановке состоялось подпи сание мирного договора между Россией и племенем клинкитов.

Что колоши воо ружены и стреляют лучше нашего гарнизона, что они не менее от важны и многочислен нее нашего поселения – не подлежит сомнению;

конечно у них нет пу шек, но если не сегодня, то завтра кто-нибудь привезет их к ним;

Анг лийские войска чуть ли не ежедневно отнима ют у Тайпингов пушки своего национального изделия;

почему же они не будут продавать та кие же и Колошам;

оче видно все шансы успеха могут быть на их сто Рис. 10. Президент корпорации Якутат Марвин роне;

тем более, что мы Адамс с женой Эрнестиной и дочерью Кристиной не занимаем там той местности, которую указывают коренные пра вила военной науки;

в пятидесяти саженях от блокгауза, расположен ного за садом, находится гора, которая командует Ново – Архангель ском, и за которою, вся дальнейшая местность понижается;

а следо вательно, этот пункт, как ключ всей нашей позиции необходимо дол жен бы войти в состав ее. Это напоминает мне давнюю историю по стройки Навагинского укрепления в Сочи, и позднее возведение там башни на горе, которая командовала укреплением. В настоящее время в случае нападения Колош, из Ново – Архангельска нельзя открыть огня по их селению, как это уже бывало, потому что в ближайших домах живут «преданные» нам Колоши;

владея вершиною вышеуказанной го ры, находящейся в тылу селения, гарнизон мог бы, в случае нужды, уничтожать их дома по выбору и, во всяком случае, сделать так по шлую хитрость их преданности, бесполезною для них. Кстати, это бы прикрыло пороховой погреб, благоразумно помещенный под носом у Ко лош. Я касаюсь этого предмета единственно, потому что может быть Ваше Императорское Высочество найдете полезным обратить внимание Главного Правления на бедственные последствия, которые очень легко могут произойти в Ситхе от пренебрежения, которое оно этим оказывает предприимчивости местного населения. Я не решаюсь обвинять Главное Правление в том, что после шестидесяти летнего существования привилегий компании, на Колошах не заметно даже ма лейшего нравственного отпечатка его управления, потому что в этом виною Устав Российско-Американской компании;

но однако, так как этот Устав всегда писался под диктовку Главного Правления не имеет права безусловно сослаться на Устав для своего оправдания. Впрочем, в настоящем положении дел меньше всего можно обвинять нынешнее Главное Правление, Срок привилегий Компании истекает и, следова тельно, оно не может делать новых распоряжений при неизвестности будущего.

Во всяком же случае нельзя не пожалеть, что комиссия ревизовав шая Колонии в прошлом году не посетила Ванкувера, а так же и при лежащих колоний, остающихся в руках Гудзонбайской компании, еще больше можно пожалеть, что Главное Правление Российско Американской компании не сделало до сих пор распоряжения о посылке агентов к своим соседям, которых судьба, как бы нарочно поместила на перепутье к нашим колониям, что бы мы могли перенять у них, что ни будь полезное.

Передав г. Арсеньеву три экземпляра брошюры, изданной колони альным управлением на Ванкувере о средствах этого острова для его заселения, я просил его представить один экземпляр Вашему Импера торскому Высочеству, а два другие в ученый комитет и в Кронштад скую Библиотеку;

хотя эта брошюра и не касается многих вопросов, с которыми нам необходимо там познакомиться, однако думаю, что пе ревод ее и помещение его в Морском Сборнике было бы не бесполезно.

Еще одна мысль, которую мне очень хочется высказать, потому что она может быть пригодна при будущих операциях Российско Американской компании, если существование ее будет продолжено. Го ристая местность островов и всего прибрежья колонии, а в следствии того порывы с гор, опасные для парусов и рангоута;

открытые рейды, на которых судам компании надо принимать и сдавать грузы;

густые почти постоянные туманы, и неточная опись берегов, - вот условия здешнего плавания;

а потому Главное Правление Российско Американской компании, у которого в основании успеха его операций лежит морское дело, необходимо должно озаботиться, что бы для ме стного плавания в колониях не было других судов, кроме паровых;

нельзя сомневаться, что расход на уголь покроется уменьшением числа судов и выигрышем времени, а излишек в первоначальной покупке их, уничто жением убыточного для компании кораблестроения в Ситхе.

Представляя при сем переписку мою с Главным Правителем коло нии в Америке, я почтительнейше прошу Ваше Императорское Высоче ство не оставить снабдить меня приказанием, относительно посылки весною будущего года к устью реки Стахинь одного из судов вверенной мне эскадры, как о том просит г. капитан 1-го ранга Фуругельм, со сво ей же стороны, я думаю, что так по мелководью устья река Стахинь недоступна для наших военных судов, да и вообще там нужны чисто полицейские меры, которые лежат на обязанности Российско Американской компании, то нет причины употребить для этой цели военное судно иначе как разве показать там флаг на короткое время.

В то время (1859-64) капитан I-го ранга Иван Васильевич Фуру гельм был главным правителем российских колоний в Америке. По окончании пятилетнего срока службы на Аляске И.В. Фуругельм назна чается военным губернатором Приморской области. В этой должности он пребывает с 1865 по 1870 г. С именем И.В. Фуругельма связано строительство во Владивостоке судоремонтных предприятий, переселе ние в Южно-Уссурийский край крестьян с Нижнего Амура, расселение около 6 тысяч корейцев с семьями в районе залива Посьета. Скалистый остров Фуругельма в юго-западной части залива Петра Великого напо минает сегодня об отважном моряке и прогрессивном государственном деятеле. Сегодня остров Фуругельма является частью Дальневосточного государственного морского заповедника и служит временным приютом для перелетных птиц.

Кроме того, я думаю, что если золотые прииски в Стахине будут продолжать привлекать народонаселение, что подтверждают всеобщие слухи, а так же прилагаемые при сем две вырезки из газет, то прямой ин терес Американской компании обязывает ее озаботиться как можно скорее основанием своей фактории при устье этой реки, а следовательно и порядка. Во время нашего пребывания на Ванкувере губернатор колоний был в отсутствии;

Адмирал Мейтланд, начальник Английской станции в Тихом Океане, должен был в тот же день отправиться в южное полуша рие, но остался еще на сутки, что бы пригласить нас на другой день к обеду. Он, между прочим, объяснил мне, что в Стахине не было еще ни какого важного беспорядка;

что большая часть золотопромышленников совсем не английские подданные;

но что тем не менее недоразумения мо гут возникнуть, если с нашей стороны не будет принято ни каких мер к предупреждению их;

а потому губернатор и счел долгом отнестись к Главному Правителю наших Колоний.

Оканчивая донесение я не могу не упомянуть об одном из замеча тельнейших практических приспособлений, которые я когда либо видел;

на одной из пристаней в С. Франциско поставлена паровая машина, ко торая выгружает из судов, доставленные на них гранитные камни, и в тоже время приводит в движение два вертикальных чугунных цилиндра с насечками, с помощью которых давит эти камни в щебень для мак – адамовского шоссе, и высыпает его прямо в телеги для развоза по ули цам. Эта не большая машинка изготовляет в сутки щебня 150 тонн, т.

е. около 10 тысяч пудов. Не смотря на незначительность протяжения наших городских мостовых, шоссейных дорог, а также и железных, которые требуют щебня, у нас в России, по меньшей мере десятки ты сяч людей заняты его разбивкою;

а потому введение такого рода ма шин сделает огромную экономию в человеческой силе, для которой в нашем Отечестве обширное поприще на более полезное употребление;

во всяком же случае, эти машины облегчат у нас устройство дорог.

Адъютант Вашего Императорского Высочества Арсеньев, с которым вместе я осматривал эту машину в состоянии дать Вам полную идею об ее устройстве.

Как будто для большего контраста с кипучей деятельностью С.

Франциско и Виктории я был в Камчатке, где следы несбыточных по условиям климата затей заметаются неумолимым временем.

Во время пребывания нашего на Ванкувере мы узнали из газет, что в Варшаве было покушение на жизнь Вашего Императорского Высоче ства;

на другой день на корвете было благодарственное молебствие за избавление Ваше от опасности;

Английский корвет Mutin, остававший ся с нами на рейде, после отплытия Адмирала с фрегатом Bakhant, об сервуя нас, разсветился по этому случаю флагами и салютовал 21 вы стрелом, а командир его присутствовал у нас при самом молебствии и был свидетелем непритворной, глубокой преданности к Вашему Импе раторскому Высочеству благодарных и обожающих Вас моряков Рус ского флота.

Начальник эскадры Тихого Океана Свиты Его Величества Контр Адмирал Попов № 132, 22 сентября 1862 года, С. Франциско По условиям продажи Аляски в 1867 г. Российско-Американская компания оставила на Аляске все свои документы. В Новоархангельске документы были переданы от представителя компании представителю пришедшей американской администрации. Документы эти сохранились до настоящего времени и недавно стали доступными для российских истори ков. Архивы на Кадьяке из-за нехватки времени официально переданы не были и пропали безвозвратно. Американцы бережно сохраняют следы пребывания русских на Аляске, где это американцам выгодно. Русская Америка является важнейшей частью туристического бизнеса на Аляске.

Литература 1. Груздев А. И., Береговая черта: имя на карте. Владивосток, Даль наука. 2. История Русской Америки (1799-1825), Том II. Под общей редак цией Н. Н. Болховитинова. Москва, «Международные отношения. 3. Августовская Л.В. Фуругельм Иван Васильевич. Двадцать лет на Восточном океане. Владивосток. ПИППКРО. 4. Лысенко Л. К., Сто тысяч миль по морям и судьбам. Владиво сток. «Золотой Рог». 5. История Русской Америки (1825-1867), Том III. Под общей редак цией Н. Н. Болховитинова. Москва, «Международные отношения». ИЗ ИСТОРИИ МОРСКОГО ФЛОТА РОССИИ В ПЕРИОД ГРАЖДАНСКОЙ ВОЙНЫ В США Лысенко Л. К.

Яхта «Адмирал Невельской», принадлежащая Дальневосточной государственной морской академии, 24 мая 1994 г. стоит у причала яхт-клуба в Тибуроне штат Калифорния, США. Сегодня у меня, авто ра настоящей публикации и капитана яхты «Адмирал Невельской», «библиотечный» день. Запланирована работа в Институте Гувера.

Старенький «Форд» шустро бежит по висящему мосту Золотые Воро та. Раннеё утро. Слева восходит солнце. Воздух прозрачен, чист и свеж. Дневная жара еще не наступила. За два часа мне предстоит доб раться до Стенфорда, там, в библиотеке Гуверовского Института Вой ны, Революции и Мира, в России мною заказаны для просмотра уни кальные архивные материалы по истории российского флота. Надеюсь сегодня получить ответ хотя бы на один из дюжины интересующих меня вопросов:

– сообщал ли в Петербург командующий Тихоокеанской эскадрой России контр–адмирал А. А. Попов об участии его моряков в тушении пожара в Сан–Франциско 23 октября 1863 г. и гибели шести из них?

– участвовали ли в тушении пожара пятнадцатилетний Степа Ма каров – будущий российский флотоводец и лейтенант Александр Это лин – будущий командир стационера «Алеут» во Владивостоке, нахо дившиеся в этот день на эскадре?

– по какой причине А. А. Попов был отстранен от командования эскадрой в Сан-Франциско?

– почему в музеё Пожарного дела в Сан-Франциско отсутствует информация о пожаре 1863 г. и об участии в его тушении четырехсот российских моряков?

Загоняю «Форд» на стоянку перед библиотекой, стараюсь поста вить его в тени деревьев, чтобы не очень нагревался под солнцем и точно в оговоренное время прохожу в администрацию. Просят оста вить все вещи в гардеробе. Здесь повышенная степень безопасности, которая мне кажется странной, «перестройка» в России еще только входит в силу, и вооруженная охрана библиотеки еще не стала при вычной. Проводят меня в небольшую комнату со стенами из толстого стекла. Дверь на мощных запорах, как у сейфа. Выйти и войти можно только в сопровождении служителя. Выдали несколько листиков ме ченой бумаги и карандаш. Комната находится под постоянным на блюдением. Конечно, это не способствует творческой работе. Служи тельница в защитной форме вкатывает на тележке большую коробку с документами, вывезенными из России американским историком Франком Гольдером в 1917 г. Конечно, этого на коробке не написано.

С внутренним трепетом прикасаюсь к бумагам. Вот в моих руках записка, на первый взгляд не относящаяся к делу, канцлер России Александр Михайлович Горчаков пишет управляющему морским министерством Николаю Карловичу Крабе (рис. 1). Вот содержание записки.

«Краббе от Горчакова Январь, 27, Эскадра наша, состоящая исключительно из военных судов, не подлежит праву осмотра, и плавая под флагом Державы находящей ся в мирных отношениях со всеми Государствами света, она не мо жет быть вынуждена прибегнуть к этому праву в отношении какой либо другой Державы, а потому эскадре этой не трудно будет избег нуть всяких неприятных столкновений, если только она будет воз держиваться от всяких действий, могущих казаться пристрастны ми для одной из враждующих сторон Американских Соединенных Штатов.

Хотя российское правительство и не объявило своего нейтра литета и не признало за отложившимися Штатами права воюющей стороны менеё того в действительности оно находится в положе нии Державы совершенно нейтральной, не имея намерения поддер живать Правительство Северо-Американских Штатов.

С. - Петербург 27 января 1862 года Подпись Князь А. Горчаков»

Рис. 1 Записка канцлера России А. Горчакова управляющему морским министерством Н. Краббе Записка представляет интерес, по крайней мере, по трем причи нам. Во-первых, автор записки Александр Михайлович Горчаков учился в Царскосельском лицеё с Александром Сергеёвичем Пушки ным и сохранил с ним дружеские отношения на всю жизнь. А все, что связано с Пушкиным, чрезвычайно ценно для российской культуры.

Три стихотворения посвятил Пушкин своему лицейскому товарищу.

После окончания Лицея в 1817 г. с золотой медалью Горчаков посту пил на службу по дипломатическому ведомству. Начав служебную карьеру секретарем посольства в Лондоне, завершил её в1882 г. госу дарственным канцлером России.

Исторически сложилось так, что тогдашний министр иностран ных дел России граф Нессельроде невзлюбил Горчакова и многие го ды сдерживал его деятельность на дипломатическом поприще, только в возрасте 60 лет после устранения Нессельроде с министерского по ста стареющий Горчаков получил возможность в полную силу послу жить России. Он же, граф Нессельроде лично курировал Пушкина, отправлял его в ссылку и запрещал появляться в столицах. К травле поэта и его безвременной гибели Нессельроде так же имеёт касатель ство. Так же, как он, Несcельроде, имеёт касательство к трудностям, с которыми столкнулся Г. И. Невельской на Дальнем Востоке. Деятель ность Невельского усложнялась и всячески ограничивалась указания ми Нессельроде. Дело дошло до досрочного возвращения Невельского в Петербург и попытки разжалования его из капитанов первого ранга в рядовые за нарушение инструкций Нессельроде. Только вмешатель ство лиц царской фамилии спасло Невельского от чиновничьей рас правы, а Россия благодаря деловой активности Невельского значи тельно расширила свои границы за счет земель, лежащих южнеё Аму ра и восточнеё Ханки.

Период пребывания Горчакова в должности канцлера России от мечен относительным внешнеполитическим спокойствием и наращи ванием экономического и политического потенциала России. Горча ков был последним лицеистом Царскосельского лицея первого набо ра, последним лицеистом пушкинской плеяды. В начале века их было 29 человек. К концу века остался он один.

Невидимо склоняясь и хладея, Мы близимся к закату своему, Кому ж из нас под старость День Лицея Торжествовать придется одному.

Возглавив министерство иностранных дел, Горчаков поставил перед собой задачу освободить Россию от позорного и кабального для России Парижского договора, явившегося завершением поражения России в Крымской войне. Задачу Горчаков усложнил себе тем, что достигнуть её он собирался мирным путем, только оружием диплома тии. Интересно, что при вступлении Горчакова в должность министра иностранных дел ему по традиции Охранное отделение этого мини стерства преподнесло дело, которое многие годы велось на него. В ча стности, в характеристике значилось: «не любит Россию». Будучи на чинающим служащим дипломатического корпуса, Горчаков посчитал для себя возможным посетить в ссылке своего лицейского товарища А. С. Пушкина. Возможно, именно этот факт и знакомство Горчакова с декабристами послужило основанием для столь резкой характери стики: «не любит Россию». В 1867 г. Горчаков становится первым канцлером России, с задачей своей он справился. С 1871 г. России бы ло разрешено иметь военный флот на Черном море.

Талантливый политический деятель А. Горчаков, будучи первым канцлером России, проводил гибкую внешнюю политику, обеспечив шую относительно мирную жизнь России на протяжении четверти столетия. При этом международное положение России упрочнялось, росло её влияние на мировую политику.

Умер Горчаков 27 февраля 1883 г. За четверть века пребывания Горчакова у руля министерства иностранных дел Россия только еди ножды участвовала в военных действиях и то не за свои интересы. В наследство потомкам канцлер Горчаков оставил проект циркуляра о разоружении государств, обладающих армиями и флотами. Позднеё горчаковская идея была положена в основу знаменитых Гаагских мирных конференций, которые послужили прологом Организации Объединенных Наций.

Во–вторых, содержание записки имеёт прямое отношение к рос сийскому флоту, в том числе и к Тихоокеанской эскадре, а может быть к Тихоокеанской эскадре в первую очередь. Даже если бы в за писке не была бы проставлена дата, можно с уверенностью предполо жить, что записка по времени её написания относится к периоду Гра жданской войны в Соединенных Штатах Америки (1861 – 1865 гг.).

Война началась с избрания в 1860 г президентом США республи канца Авраама Линкольна. Зная его антирабовладельческую позицию, шесть южных штатов заявили о выходе из Союза и об образовании Конфедерации южных штатов. Линкольн же первостепенной своей за дачей, как президента, считал сохранение Союза. Англия и Франция моментально оценили выгодность ситуации и выступили на стороне конфедератов. Их цель – способствовать развалу Союза штатов. Легче иметь дело с отдельными штатами, нежели с единым мощным Союзом.

Англия и Франция практически готовы были начать интервенцию Со единенных Штатов. Появление русского флота в самое критическое для американцев время удержало Англию и Францию от вторжения. В это время Россия тоже находилась на грани войны с Англией и Францией Эскадру Тихого океана тогда составляли корабли Балтийского флота, откомандированные на два-три года на Тихий океан, чтобы обо значить здесь присутствие России и обеспечить защиту её интересов в регионе, в том числе на Аляске. По истечении двух-трех лет службы на Дальнем Востоке корабли возвращались на Балтику, проходили там ре монт, частичное переоснащение, смену экипажа и нередко вновь на правлялись на Тихий океан. В описываемое время командиром Тихооке анской эскадры был назначен контр-адмирал А. А. Попов.

Осенью 1863 г. командиры части кораблей Тихоокеанской эскад ры (Новик», «Абрек», «Рында». «Калевала», «Гайдамак», «Посадник», «Богатырь»), стоящие в разных портах Японии и Китая, получили от Попова пакеты, на которых значилось: «Вскрыть после выхода в мо ре». В пакетах находился приказ самостоятельно следовать в Сан Франциско. Корабли Российской Тихоокеанской эскадры под коман дованием контр-адмирала А. А. Попова прибыли в Сан-Франциско в начале осени 1863 г. В рассматриваемой выше записке Горчаков разъ яснял международный статус кораблей этой эскадры. На подходе к Сан-Франциско корвет «Новик» потерпел аварию. Экипаж был спасен и распределен по другим кораблям эскадры.

Жителям Владивостока хорошо известны бухты Новик, Рында, Гайдамак и Абрек. Первые две бухты расположены в северо-западной части Русского острова, прикрывающего подходы к Владивостоку со стороны Японского моря. Гайдамак и Абрек вдаются в берега заливов Стрелок и Восток. Владивосток – город молодой. Форпост был осно ван в 1860 г. за три года до описываемых событий. По этой причине многие корабли, посещавшие Владивосток в тот период, оставляли заметный след в его истории и географии. Моряки рубили просеки в девственном лесу на берегу бухты Золотой Рог. Просеки эти станови лись улицами молодого города и назывались именами кораблей. Мо ряки производили съемку побережья, делали промеры глубин и со ставляли карты. Многие острова и другие географические пункты в заливе Петра Великого, лежащие в непосредственной близости от Владивостока, носят имена офицеров эскадры, посетившей Сан – Франциско в 1863 г. (острова Попова, Дурново, Верховского, Скрып лева, Де-Ливрона, Желтухина,Антипенко, Сиьбирякова, банка Гиль дебрандта, полуостров Басаргина, гора Бурачек).

Почти на месяц раньше Тихоокеанской эскадры со стороны Ат лантического океана в порт Нью-Йорк вошла вторая российская Бал тийская эскадра под командованием контр-адмирала С. С. Лесовского.

В записке Горчакова также определен статус этой эскадры. В состав эскадры входили фрегаты «Александр Невский» (флагман), «Ослябя», «Пересвет», корветы «Витязь», «Варяг», клипер «Алмаз» – всего шесть кораблей. Помимо парусного вооружения корабли имели паро вые машины, работающие на винт. Таким образом, осенью 1863 г. в портах Соединенных Штатов находился относительно небольшой флот Российской империи в составе 11 боевых кораблей, 3000 моря ков и 260 орудий. Обе эскадры были встречены восторженно и насе лением, и официальными властями. Манифестации в честь гостей из России превзошли все, что раньше было в США по отношению к представителям иностранных держав. Американцы и мировая обще ственность восприняли приход российских эскадр в порты северян как готовность России поддержать северян. Этим была предотвращена уже подготовленная интервенция англичан.

Гражданская война в Соединенных Штатах Америки закончилась в 1865 г. победой республиканцев. Рабство было отменено и сохране Рис.2. Гибель корвета «Новик» в Калифорнии но единство страны. Через неделю после окончания войны президент США Авраам Линкольн был застрелен в театре во время спектакля.

Николай Карлович Краббе, которому адресована записка Горча кова, вступил в должность управляющего морским министерством в 1862 г. В это время как раз обострились взаимоотношения России с Англией и Францией. И весьма вероятно было начало войны. Контр адмирал Краббе принимает мудрое решение передислоцировать мор ские силы России. Тайно он направляет эскадру Балтийского флота в Нью-Йорк, а Тихоокеанскую эскадру в Сан-Франциско, но прежде об ращается к министру иностранных дел России Горчакову за уточне нием возможного статуса этих эскадр. В случае начала военных дей ствий российские эскадры, базирующиеся на нейтральные порты, могли бы нарушить торговое судоходство противных государств в Атлантическом и Тихом океанах.

В бытность Краббе морским министром военный флот России преобразился из деревянного и парусного в железный и винтовой, да же стал броненосным. В Приморье полуостров Краббе отделяет бухту Новгородскую от бухты Рейд Паллады в заливе Посьета.

В 1864 г. в период пребывания Тихоокеанской эскадры в Кали форнии А.А.Попов по распоряжению Крабе был освобожден от долж ности командира эскадры.

В–третьих, как могло случиться, что многие российские докумен ты исторической важности легче найти в зарубежных архивах, чем в наших, российских. Известно, что Франк Гольдер в 1877 г. получил прекрасное образование, получил степень доктора в Гарварде, спе циализировался по истории России. В переломные моменты россий ской истории в начале XX века Гольдер активно работал в архивах российских столиц. Приобретал, изымал и копировал исторические документы. В 1920 г. был принят на должность главного куратора русских коллекций в Гуверовский институт в Стенфорде. Он встре чался со многими видными россиянами своего времени (Луначарский, Радек, Струве, Керенский, Врангель и мн. др.) и при этом активно со бирал документы российской истории. Сотни ценнейших документов России перекочевали с его помощью в Гуверовский архив. По мате риалам этого архива Гольдер опубликовал в США два десятка книг по истории России.

Мой рабочий «библиотечный» день близится к концу. Отобран ные мною документы скопированы. Благодарю работников библиоте ки за внимание к моей персоне и отправляюсь через Сан-Франциско в Тибурон на яхту «Адмирал Невельской».

В наше время, в мае 2008 года идеи Горчакова важны, как нико гда ранеё. Мир стоит на грани начала новой холодной войны. Точнеё, старт холодной войне уже дан запуском ракет КНДР в 2006 г. В отли чие от всех прочих войн горячих и холодных нынешняя война может распространиться и на космос.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ГИРОСКОПА Саранчин А. И.

1. Краткая историческая справка В предисловии к книге «Гиродинамика» ее авторы Р. Н. Арнольд и Л. Мондер так охарактеризовали гироскоп: «С первого взгляда по ведение гироскопа может показаться абсурдным. Кажется, что в нем кроется насмешка над признанными законами природы. Но со време нем путаница подчиняется разумному началу: то, что не согласуется с нашими интуитивными представлениями, получает теоретическое обоснование, и мы начинаем понимать законы движения быстровра щающихся тел» [1].

В данной цитате в полной мере оценивается отношение, как к са мому гироскопу, так и к состоянию и развитию его теории. Фактиче ски здесь авторы признают, что быстровращающиеся тела имеют осо бые законы движения. То, что они назвали «интуитивными представ лениями», это известные и привычные физические законы, которым на первый взгляд и не соответствует поведение гироскопа.

В настоящее время считается, что теория разработана и близка к завершению [7]. Однако она так и не нашла ответов на множество во просов. В результате прикладная теория базируется на особых свойст вах гироскопа, а не на законах механики. Последние в теории дейст вуют в рамках названых свойств, что довольно часто приводит к про тиворечиям, которые преодолеваются искусственными путями, что, иногда, только усугубляет противоречия. Сложившаяся ситуация име ет свои исторические корни.

Начало созданию теории гироскопа положил Л. Эйлер в своем труде «Исследования о прецессии и нутации земной оси», опублико ванном в 1749 году. В этой работе он впервые вывел уравнения дви жения тела, имеющего одну неподвижную точку. Затем эти уравнения сам автор вторично рассмотрел в труде «Теория движения твердого тела вокруг неподвижной точки». В своих работах Эйлер предложил систему координат, которая теперь носит его имя. Это дало ему воз можность впервые обосновать метод выбора параметров, определяю щих степени свободы вращения тела, известные под названием «углов Эйлера» [1]. Интегрирование уравнений для случая, когда моменты всех приложенных к телу внешних сил равны нулю, дал сам Эй лер [9]. Правда, следует отметить на некоторую многозначность тако го решения: оно справедливо не только для главной оси эллипсоида инерции, но и для любой другой оси, проходящей через центр подве са. В 1834 году Пуансо предложил геометрическую интерпретацию именно этого решения. В результате эта задача – одна из классических задач механики – считается решенной полностью [7].

Все дальнейшие исследования касались, в основном, тяжелого гироскопа и рассматривалось его движения в условиях Земли. В году вышла работа Ж. Лагранжа «Аналитическая механика», в кото рой он, в частности, рассмотрел гироскоп со смещенным по оси сим метрии центром тяжести и указал первые три интеграла движения та кого тела. Кроме того, он исследовал устойчивость такого гироскопа при малых углах отклонения оси вращения от вертикали. Позже Пуас соном эти исследования были воспроизведены. Он присоединил к ним случай движения, когда гироскопу сообщено некоторое начальное движение.

Известно, что толчок к практическому применению гироскопа дал Л. Фуко, выступивший 27 сентября 1852 года с четырьмя докла дами в Парижской академии наук. Их сущность сводится к следую щему:

1) свободный гироскоп, сохраняя первоначальное направление оси вращения неизменным в мировом пространстве, обнаружит ка жущееся или видимое движение относительно поверхности, чем и бу дет установлен факт ее вращения;

2) если установить на Земле гироскоп с двумя степенями свобо ды, ось которого удерживается в горизонтальной плоскости, она по лучит направляющую силу, влекущую ее в плоскость истинного ме ридиана;

такой прибор превращается в механический компас;

3) если установить на Земле гироскоп с двумя степенями свобо ды, ось которого находится в плоскости истинного меридиана, то она получит направляющую силу, влекущую ее расположиться парал лельно оси мира;

такой прибор превращается в механический указа тель географической широты места наблюдений [9].

Фуко не удалось реализовать на практике гирокомпас и гироши рот, так как в то время еще не было гироскопов, вращение которых бы постоянно поддерживалось. Именно из-за малой продолжительности вращения его прибор, названный гироскопом, мог решать задачу об наружения вращения Земли в течение не более 10 минут, когда ско рость его вращения была достаточно высокой. Однако термин «гиро скоп» закрепился в названиях таких устройств: гироскоп, это прибор, позволяющий обнаружить суточное вращение Земли.

На этом начался новый этап исследования гироскопов – этап его практического применения. Правда в литературе отмечается, что предшественниками Фуко в этом вопросе можно считать Антиксона и Санга. Последний еще в 1836 году указывал на возможность практи ческого обнаружения вращения Земли с помощью гироскопа и даже проводил соответствующие опыты в Эдинбурге [9].

Как следует из сказанного Эйлер, Лагранж и другие их современ ники исследовали движение тел, имеющих вращение относительно неподвижной точки. Заслугой Фуко является тот факт, что он объеди нил все эти исследования в общее понятие.

Однако на этом этапе началось и известное разногласие между теоретиками и практиками, или сказать точнее, возникли две незави симые тенденции. Инженерам и конструкторам труды теоретиков ос тавались мало понятными. В то же время математиков вряд ли могли вдохновить новые конструкторские решения [7].

Конечно Эйлер и Лагранж, будучи великими физиками, хорошо понимали исследуемые ими явления. Однако они не оставили объяс нений физического смысла рассматриваемых процессов, полагая, что это ясно следует из математических рассуждений. Кроме того, вы бранные Эйлером особые координаты, исключительно удобные для теоретических исследований, вызывают дополнительные трудности при толковании смысла движения гироскопа с точки зрения механики.

Однако реализация исключительно важных для практики при боров, указанных Фуко и другими исследователями, требовала разви тия теории гироскопа. Парижская академия наук учредила специаль ную ежегодную премию, премию Бордена, за дальнейшие значитель ные усовершенствования в области гироскопии. Появились труды ученых, в основном физиков, Максвелла, Сильвестра, Мак-Куллага, Якоби, Сомова, Дарбу и некоторых других. Однако эти работы содер жат доказательства различных аналитических и геометрических тео рем, относящихся к двум упомянутым случаям движения. Затем на ступило затишье. Премия несколько раз вообще не присуждалась или вручалась в неполном размере.

В это время С.В. Ковалевская преподавала математику в Сток гольмском университете, где и была написана ее основная работа, принесшая автору мировую славу, «Задача о вращении твердого тела вокруг неподвижной точки». В декабре 1888 года за этот труд ей была присуждена премия Бордена, увеличенная с 3000 до 5000 франков.

Ковалевская поставила перед собой вопрос: существуют ли об щие и однозначные решения уравнений движения твердого тела во круг неподвижной точки. В конечном итоге их решение, как и в пер вых двух случаях, заключалось в отыскании четвертого алгебраиче ского интеграла. Новая идея Ковалевской, положенная в основу реше ния задачи, была чисто математической и заключалась в том, чтобы рассматривать время t – независимую переменную задачи – как ком плексную переменную и привлечь к решению теорию функций ком плексных переменных. Дело в том, что в предыдущих двух случаях все элементы выражаются через эллиптические функции времени.

Решение Ковалевской имеет очень сложный вид, и лишь основатель ное знание теории гиперэллиптических функций позволило ей успеш но справиться с задачей [9].

В материалах симпозиума по проблемам гироскопии, состоявшем ся в августе 1962 года в г. Целерина (Швейцария), систематизированы случаи интегрирования. Этой системы, в основном, придерживается большинство ученых, иногда добавляя или исключая некоторые реше ния исходя из собственной оценки их значительности [7]. Ниже приве дена табл. 1 с вариантами, которые наиболее часто оцениваются в лите ратуре как самые существенные. Условные обозначения: А, В, С – мо менты инерции относительно осей гироскопа;

s смещения центра тяже сти гироскопа относительно центра подвеса;

е – единичный вектор вер тикали (его проекции на соответствующие оси указаны индексами);

Н0 и – кинетический момент и угловая скорость собственного вращения гироскопа;

r – радиус-вектор от центра подвеса до центра тяжести.

Таблица Форма эллипсо- Положение Начальные ус № Автор ида инерции центра тяжести ловия s= 1 Произвольная Произвольные Эйлер-Пуансо A=B s3 2 Произвольные Лагранж Пуассон А = В = 2С s1 3 Произвольные Ковалевская Горячев А = В = 4С s1 0 Н0 е = Чаплыгин 2А = С s3 0 0 еу 5 Стеклов 0 е = 6 Произвольная Произвольное Штауде (0 Н0) rs = * D* Н0 rs = 7 Произвольная Гесс s2 = F* 0 rs = 8 Произвольная Гриоли s2 = s1 C ( A B) s1 A B * * В этой таблице D,F.

s3 A( B C ) s3 B C Только в первых трех случаях имеются общие решения, посколь ку они не зависят от начальных условий.

После выхода работы С.В. Ковалевской решение задачи о враще нии тела относительно неподвижной точки перешло в новую плос кость: поиск общего решения был заменен отысканием всех случаев, когда существует четвертый алгебраический интеграл. Теоретическая часть задачи окончательно перешла в область математики. Дальней шие исследования нашли только частные случаи существования чет вертого интеграла, а задача поиска общего решения считается исчер панной [8].

Теория вращательного движения твердых тел стала очень под робной и превратилась в чисто математическую дисциплину благода ря, в первую очередь, С.В. Ковалевской. Сама же она не представляла даже форму рассматриваемого ею тела. Уже после всеобщего призна ния ее работы она обратилась с письмом к г. Шварцу из Геттингена, известному в то время механику и изобретателю, в котором просила дать «образец модели, на которой можно было бы осуществить рас сматриваемый случай вращения твердого тела вокруг неподвижной точки» [8]. Вскоре она получила ответ, в котором г. Шварц дал, по видимому, первое толкование формы гироскопа Ковалевской [8]. С легкой руки Софьи Васильевны дальнейшее развитие теории обязано тому обстоятельству, что многие математики увидели в гироскопе объект, на котором можно наиболее эффективно демонстрировать ма тематические методы.

С другой стороны, физики и инженеры, работая параллельно, изучали свойства гироскопа с целью применения для решения интере совавших их проблем. Таким образом, практическая или прикладная гироскопия пошла не по пути исследования, как проявляются законы физики в гироскопе, а по пути особых свойств, которыми другие тела не обладают в силу действия законов природы. В результате, напри мер, такое явление как прецессия гироскопа Фуко заменил правилом об одноименном параллелизме. В последствии это правило крайне не удачно было подтверждено с точки зрения основного закона враща тельного движения, о чем будет сказано ниже.

Первое применение гироскопа для реализации конкретного тех нического средства было сугубо инженерным решением. Такое реше ние нашел лейтенант итальянского флота Обри в конце 19 века. Это так называемый гироскоп направления, управляющий самодвижущей ся миной – торпедой. Здесь гироскоп использовался как автоматиче ский авторулевой. Дальнейшее развитие этого прибора пошло двумя путями. Один из них привел к созданию гироазимута, а второй – авто пилота для различных транспортных средств. Прототип гироскопа на правления используется в ракетной и спутниковой технике [6].


С тех пор вышло много книг по теории гироскопов, которые не понятны техникам, и много трудов по быстроразвивающейся гиро скопической технике, которые мало интересовали математиков. Соз нание этого обстоятельства и руководило Р. Граммелем, предприняв шем в своей книге «Гироскоп (1920 г.) попытку перекинуть мост меж ду этими дотоле разобщенными областями. Граммель изложил ре зультаты классической теории гироскопов, стремясь разъяснить их физическую основу [7]. В результате этот труд получил высокую оценку и у теоретиков, и у практиков. К сожалению, в прикладной теории не всегда используются достижения Граммеля. Например, объясненное им просто и в строгом соответствии с теоремой о кине тическом моменте свойство устойчивости гироскопа к удару так и не нашло, за небольшим исключением [9], отражения в современных книгах.

В настоящее время прикладная теория базируется на трех извест ных свойствах гироскопа. Самое наглядное расхождение с законами механики представляет собой второе свойство – свойство прецессии, то есть движения гироскопа под действием момента внешних сил.

Рассмотрим это противоречие на наиболее характерном примере[7].

Приведем основной закон вращательного движения (теорему о кине тическом моменте) dH Id I L, (1) dt dt где Н – кинетический момент вращающегося тела;

I – момент инерции относительно оси вращения;

– угловое ускорение, возникшее под действием момента внешних сил L.

Проинтегрируем выражение (1) и представим его в виде итераци онной формулы, принимая на каждом шаге t постоянным:

n n 1 n H H H H Lit i i i i Путем последовательного добавления приращений i = Li t можно построить вектор Hi(t) (эта часть рис. 1 приведена из оригинала [7]). Далее процитируем оригинал дословно, оставляя только свои обозначения: «В ходе этого построения мы непосредственно замечаем общую тенденцию: момент изменяет направление вектора кинетиче ского момента, причем так, что последний стремится к одноименному совпадению с вектором [Li]. Это положение, относящееся к вектору кинетического момента (здесь и далее в цитате курсив оригинала), нельзя распространять без оговорок на ось вращения или на ось фигу ры (…). Но так как у быстровращающегося гироскопа ось фигуры и кинетическая ось почти совпадают, то найденный выше результат можно сформулировать следующим образом:

Под действием внешнего момента ось фигуры быстровращаю щегося гироскопа стремится всегда к одноименному параллелизму с вектором момента.

Это правило об одноименном параллелизме как полезный ориен тир играет большую роль в вопросе о применении гироскопов. Не следует, однако забывать, что здесь идет речь об утверждении, верном лишь приближенно. При более строгом анализе приходится иногда учитывать несовпадение оси фигуры с кинетической осью».

Данная цитата исключительно наглядно демонстрирует, как и где в теории произошла подмена. В ее начале говорится, что к одно именному совпадению с вектором момента внешних сил стремится вектор кинетического момента, что соответствует основному закону вращательного движения, но в формулировке правила речь идет уже не о повороте вектора Н, а о повороте оси фигуры гироскопа, то есть всего физического тела. Это означает, вектор Н гироскопа всегда принадлежит оси фигуры и не зависит от других вращений тела, что явно противоречит самому определению что кинетического момента. В работе было показано, как на основании данного свойства можно до биться такого положения, когда для двух тел, получивших одинаковое вращение, кинетический момент приобрел разные направления [11].

z H in Li i = Li t О i у х Рис. H i Между тем кинетический момент – это характеристика движения тела. Его вектор направлен в ту сторону, откуда вращение наблюдает ся против движения часовой стрелки. Изменение момента – это изме нение параметров вращения. В приведенном на рис. 1 примере для показанного изменения должно было появиться вращение относи тельно оси z.

Конечно, данная ситуация была замечена и принимались меры к ее исправлению. Очевидно, что существует некоторый гироскопиче ский момент, который препятствует движению гироскопа в направле нии силы и осуществляет его прецессионное движение. Самая извест ная попытка такого рода была предпринята академиком Н.Е. Жуков ским. Он назвал прецессионное движение гироскопа переносным, а линейную скорость собственного вращения – относительным. Данная интерпретация позволила использовать для объяснения прецессии теорему Кориолиса. Такая позиция признается не всеми авторами, по скольку указанная теорема применима к двум телам: к вращающемуся (переносное движение) и движущему относительно него другого тела.

Несоответствие этого вопроса физическому смыслу подвергалось ис следованию в работе [11]. Однако, ценность такого подхода в том, что к гироскопу применимы понятия сил инерции, коими являются ко риолисовы силы. Следовательно, прецессирующий гироскоп не явля ется инерциальной системой отсчета, то есть в нем могут действо вать центробежные силы инерции. Рассмотрим объяснение гироско пического момента с этой точки зрения.

2. Системы отсчета в гироскопии Исторически сложилось так, что развитие теории гироскопа нача лось за долго до того времени, когда А. Эйнштейном было сформули ровано обобщенное понятие инерциальной системы отсчета (ИСО), хотя преобразования Галилея для механического принципа относи тельности уже были известны. Приведенные данные в табл. 1 и мно гие другие упомянутые работы касаются исследований движения ги роскопа в земных неинерциальных координатах. При чем почти все (кроме первого случая) они касаются гироскопов со смещенным цен тром тяжести, то есть исследовались движения в условиях действия сил тяжести. Случай Эйлера является частным случаем и соответству ет поведению свободного гироскопа в инерциальной системе отсчета, поскольку исследования были начаты с изучения вращения Земли, что и обусловило выбор [15].

Однако законы физики сформулированы для инерциальных коор динат и в ИСО выглядят особенно просто [3]. Очевидно, что многие проблемы гироскопии решались бы значительно легче, если бы была решена проблема выбора координат. Вероятно, на этом пути и может находиться проблема общего решения или, по крайней мере, общего толкования физического смысла движения гироскопа, из которого вы текают все частные случаи. Для реализации попытки в решении ука занной задачи может быть предложена следующая схема.

1. Исследование движения в ИСО симметричного относительно оси вращения гироскопа под действием момента внешних сил незави симо от происхождения последних (прецессия). В этом случае тело находится в идеальных условиях: оно не нуждается в подвесе (влия ние подвеса исключено);

ось вращения всегда проходит через центр масс.

2. Исследование движения в ИСО симметричного гироскопа, ус тановленного в подвесе.

3. Исследование движения в ИСО гироскопа произвольной фор мы, установленного в подвесе.

4. Исследование, объединяющее три вышеназванных пункта, но в земной системе координат.

В настоящей работе остановимся только на первом пункте. Обра тимся к симметричному относительно главной оси, гироскопу (рис. 2), вращающемуся вокруг этой оси. Поместим его инерциальную систему отсчета. Кроме того, для большей наглядности перейдем от эйлеро вой системы координат к прямоугольной, в которой представим его динамические уравнения. Для того чтобы найти движение тела необ ходимо отыскать в функции времени углы, определяющие его поло жение в выбранной системе координат, а также реакцию связи [12].

Для начала откажемся от мнения, что ось вращения такого гироскопа при всех условиях совпадает с осью симметрии, что даст возможность рассматривать его как любое тело, вращающееся относительно непод вижной точки О.

Поскольку речь зашла о «неподвижной точке» для удобства со ставления уравнений выберем подвижную (неинерциальную) систему координат Охуz, в которой эта точка может считаться условно непод вижной. Такой подход тем боле оправдан, что составление уравнений движения в неподвижной (инерциальной) системе координат ОХУZ не рекомендуется, так как в них войдут переменные моменты инерции те ла относительно неподвижных осей [18].

F0 LZ А LЭу Н1 х 1 НZ FЭ rЭ Х Б х О Б Н Ну F FЭ r0 х2г Pу R1у А L0у R2Z F Z У z у Рис. Такой подход тем боле оправдан, что составление уравнений Добавим, что в этом случае поступательное движение без ускоре ний относительно любой другой инерциальной системы отсчета, ника кого значения не имеет. Условимся, что центры масс относительно оси симметрии распределены по кольцу с радиусом ОА = r0, а центры масс относительно экваториальных осей находятся от точки подвеса (гео метрического центра тела) на расстоянии ОБ = rЭ.

Отметим также, что под воздействием момента внешних сил в начальный момент времени прецессия происходит с ускорением до тех пор, пока ее угловая скорость P не возрастет от нулевого значе ния до установившегося. Данный процесс займет некоторый проме жуток времени t, который является важнейшей характеристикой ка ждого конкретного гироскопа. Таким образом, используем дискрет ный способ рассмотрения, который предложен К. Магнусом для объ яснения правила об одноименном параллелизме [7].

Представленный на рис. 2 гироскоп имеет кинетический момент Н, то есть обладает собственным вращением относительно оси сим метрии (оси х), с угловой скоростью. Приложим к нему момент LZ силы F. Очевидно, что собственное вращение любого тела, в том чис ле гироскопа, относительно какой либо оси не является препятствием к его вращению относительно любой другой оси. Об этом говорит и основной закон вращательного движения. Кинетический момент по является в направлении момента внешней силы. Это следует из опре деления кинетического момента. А теорема Резаля прямо указывает направление, в котором происходит изменение кинетического момен та. В нашем случае кинетический момент появился относительно оси z. Именно относительно этой оси каждая материальная точка гироско па приобрела линейную скорость v, что и привело к появлению им пульса и его момента [17]:


hi ri mi vi, (2) где hi – кинетический момент материальной точки;

ri – ее радиус вектор;

mi vi = рi – ее импульс (количество движения).

За ранее оговоренный конечный промежуток времени суммар ный кинетический момент вращающегося тела изменится на величину НZ:

H 1 H H Z. (3) Так сформировалась новая мгновенная ось вращения х1. Движе ние гироскопа вокруг оси z в начале действия момента внешних сил – это первая его реакция, как и любого тела, на такое воздействие. Со гласно основному закону вращательного движения (1) применительно к рассматриваемому случаю момент данной реакции RН = IЭ. (4) То есть гироскоп начинает движение с ускорением в направле нии силы. Установлено, что такое движение действительно наблюда ется [2]. Данный момент не является гироскопическим, поскольку та кой реакцией обладает любое тело. Для того, чтобы в дальнейшем от личать подобные моменты (типа IЭ ) от моментов гироскопической реакции назовем их ньютоновскими моментами. Ньютоновский мо мент противодействует моменту внешних сил в соответствии с основ ным законом вращательного движения, в том числе и с теоремой о кинетическом моменте (1).

На рис. 2 пунктирной окружностью показана траектория движе ния главной оси гироскопа вокруг новой мгновенной оси вращения х1, то есть образовался аксоид вращения, который представляет собой нутацию. Данное явление наблюдается в подобных условиях у любо го тела, но у гироскопа это происходит наиболее наглядно благодаря тому, что ось его фигуры конструктивно обозначена. В примере на рис. 1 это часть вообще опущена, хотя ось фигуры должна была со вершать такое же движение (показано мною пунктиром).

Вернемся к прецессионному движению гироскопа. Из рис. 2 вид но, что ось симметрии не совпадает с мгновенной осью вращения. По следняя под действием момента внешних сил отклонилась от прежне го положения и составляет с осью х некоторый мгновенный угол.

Согласно теореме Резаля в том же направлении переместился и конец вектора Н. Если приращение вектора угловой скорости за время t со ставило z t, то приращение кинетического момента будет Hz J Я.

Необходимо обратить внимание на то, что отклонение оси про изошло как в инерциальных координатах, так и в подвижных, то есть ось вращения изменила свое положение и относительно тела гиро скопа. Теперь оставаясь симметричным относительно своей главной оси, гироскоп несимметричен относительно оси вращения. Таким об разом, возникли центробежные моменты инерции. По свойству глав ной оси она должна занять такое положение, чтобы центробежные моменты, содержащие координату по ней, были равны нулю [18].

Иными словами ось симметрии должна совместиться с осью враще ния. Следовательно, главная ось движется в сторону оси вращения. В системе координат гироскопа источником такого движения могут служить только центробежные силы инерции. В таком положении взаимокомпенсация центробежных сил инерции уже не происходит, вопреки тому, что принято считать для симметричного гироскопа [16].

Они всегда перпендикулярны оси вращения и в показанном на рис. положении уже не сходятся в точке О [4]. Таким образом, на вра щающееся тело действует две пары центробежных сил. С учетом ого воренных ранее условий первая суммарная пара сил F0 приложена в точках А, а вторая суммарная пара сил FЭ – в точках Б. Силы F0 назо вем осевыми, а силы FЭ – экваториальными. Действие центробежных сил направлено перпендикулярно к оси вращения, поэтому относи тельно точки опоры О каждая сила имеет плечо. Это означает, что ка ждая из пар создает момент. В гироскопе момент L0у от пары осевых сил разворачивает его так, чтобы ось симметрии х совпала с осью вращения х1. Действие момента именно этой пары сил и вызывает прецессию [10]. Момент LЭу от второй пары – пары экваториальных сил препятствует такому развороту, что соответствует уравнениям Эйлера. Очевидно, что угловая скорость прецессии пропорциональна разности названных моментов:

L0у – LЭу = R1у. (5) Прецессионное движение является реакцией гироскопа уже на действие данного момента:

d py. (6) R1y I dt Назовем данный момент первичным гироскопическим момен том.

Появление момента R1у привело к новому движению, а, значит, к изменению кинетического момента, теперь уже по оси у в ее поло жительную сторону. В рассматриваемый промежуток времени вслед ствие действия R1у новое изменение кинетического момента достигнет мгновенной величины Ну, то есть теперь ось вращения и конец век тора Н сместились на угол в направлении Ну и заняла положение х2. Чтобы не загромождать рис.2, на нем показана только проекция х2г этой оси на плоскость хОу. Поскольку существует численное равенст во Ну = НZ, то =. По отношению к х2 появится точно такие же по величине две пары сил, создающие моменты относительно оси z. При этом пара осевых сил F0 создает момент L0Z, противодействующий моменту LZ внешних сил, а от пары экваториальных сил образуется момент LЭZ, совпадающий с LZ. По аналогии с выражением (5) полу чим момент, вместе с ньютоновским моментом противодействующий моменту внешних сил:

L0Z – LЭZ = R2Z. (7) Суммарный момент R2Z от действия осевых и экваториальных центробежных сил назовем вторичным гироскопическим моментом.

В течение промежутка времени t вторичный гироскопический мо мент замещает ньютоновский момент и компенсирует момент внеш них сил LZ [12]:

R2Z =LZ. (8) Вторичный (как и первичный) гироскопический момент тем больше, чем больше угол между осью фигуры и осью вращения (вектором Н).

Окончательно можно сделать следующий вывод: с приложением к гироскопу момента внешних сил, не совпадающего с главной осью, возникает гироскопический момент, который условно можно разло жить на первичный гироскопический момент, вызывающий прецес сию ( PY ) и вторичный – компенсирующий момент внешних сил.

То есть H R1 y 0, (9) LZ R2 Z 0.

В уравнениях (9) все моменты численно равны друг другу. Попутно отметим противоречие: в гироскопии векторно приравнены два первых момента каждого уравнения, хотя они взаимоперпендикулярны.

Указанная компенсация момента внешних сил встречным вто ричным гироскопическим моментом произошла при численном равен стве НZ = Ну = const, то есть ньютоновский момент полностью замещен вторичным гиро скопическим моментом. Поскольку LZ компенсирован, то движение прекратилось. Кинетический момент теперь не меняется, следова тельно, исчезли оба гироскопических момента. Гироскоп снова ока зался под действием только момента внешних сил LZ. Начинается но вый цикл времени t. Этим и объясняется постоянство угловой скоро сти прецессии [12].

Из рис. 2 найдем значение гироскопических моментов. Осевая центробежная сила в точках А:

FO m 2 rO cos. (10) Поскольку в указанном положении линии векторов этих сил уже не проходят через точку О, то относительно нее образуются их мо менты, направленные в положительную сторону оси у LOY 2 m 2 rO sin cos 2 J O 2 sin cos.

(11) Аналогично рассуждая получим центробежные силы в точках Б, а затем момент этих сил, направленный в отрицательную сторону оси у LЭY 2m 2 rЭ sin cos 2 J Э 2 sin cos (12) Сумма данных моментов есть первичный гироскопический момент:

R1Y 2( J O J Э ) 2 sin cos. (13) Данный момент и вызывает прецессионное движение, в результа те которого происходит смещение оси вращения на угол. Относи тельно новой оси вращения на оси у образуются точки, подобные точ кам А, а на оси х2, точки, подобные точкам Б. Таким образом образу ется вторичный гироскопический момент, компенсирующий действие момента внешних сил [12]:

R2 Z 2( J O J Э ) 2 sin cos. (15) В выражениях (10) – (15) углы = обозначены так только для того, чтобы показать их положение на рисунке. Введем общее обо значение. Подставим полученные выражения в уравнения (9), проведя некоторые тригонометрические преобразования H (J0 JЭ )2 sin 2 (16) (J0 JЭ )2 sin 2 LZ Данная система уравнений характеризует прецессионное движе ние гироскопа в частном (рассматриваемом) случае. Угол 2 является углом нутации. Его можно получить, используя любой из двух подоб ных треугольников НОН1 или О1: tg / ;

tg = Hz/Н.

На основании полученных результатов необходимо пересмотреть многие положения существующей теории. Ниже остановимся на двух наиболее старых проблемах, пока не понятых с точки зрения теорети ческой механики.

3. Почти суточная нутация Земли В докладе «Нутация неупругой Земли» (2003 г.) одного из со трудников международного коллектива по разработке Европейской навигационной системы GALILEO д-ра В.Е. Жарова отмечается, что в изучении этого вопроса достигнуты значительные успехи. Однако, существует гармоника, так называемая, почти суточная нутация, ко торая вносит наибольшую погрешность в теоретические расчеты. Ге неральная Ассамблея Международного астрономического союза (МАС) настоятельно рекомендовала обратить особое внимание на ис следования непредсказуемой почти суточной нутации [5].

Происхождение данной гармоники неизвестно, однако теория ги роскопа, исходя из некоторых начальных измерений, позволяет про извести расчеты. Приведем выдержку из наиболее часто встречаю щейся трактовки, оставив свою нумерацию: «Полюс мира, который определяет ось вращения, немного отличается от геометрического по люса, который лежит на оси симметрии… С помощью астрономиче ских измерений можно определить относительную скорость полюса, которая по теории равна CA p n, (17) A [где n –угловая скорости собственного вращения]. Наблюдения, про веденные между 1890 и 1895 годами, показали, что величина периода, по определению Челленджера, была равна около 428 дням [подтвер ждается современными наблюдениями]. Было также показано, что угол между осями имеет порядок 0,1", что соответствует около 4 м на полюсе. Однако другие наблюдения [расчеты] показали, что моменты инерции Земли имеют соотношение CA, (18) A откуда следует, что один период должен занимать только 304 дня. Это расхождение между теорией и наблюдениями, как показал Ньюкомб, является следствием пренебрежения упругостью Земли.

Рассмотренное выше движение Земли называется Эйлеровым движением и соответствует в теории гироскопов движению без дейст вия сил» [1].

Цитата указывает на явное пренебрежение выбором системы от счета. Дело в том, что Земля вращается в инерциальном пространстве, то есть не имеет подвеса, следовательно, без действия сил ось симмет рии должна совпадать с осью вращения. Кроме того упругость Земли, в частности, жидкое ядро может вызывать эффект торможения, однако это торможение в первую очередь должно сказаться на замедлении собственного вращения планеты по принципу сырого яйца. Такого в действительности не происходит, поскольку для этого нужна достаточ но большая свободная поверхность ядра. Это подтверждено многочис ленными опытами с гироскопами, заполненными жидкостью [7]. За медление вращения Земли, конечно, происходит, но это является след ствием приливоотливных сил, то есть действием Солнца и Луны.

Между тем Земля участвует в двух видах вращения (рис. 3): су точное и годовое. Угол между осью х собственного вращения Земли и осью Х эклиптики составляет = 23,5°. Вследствие сжатия планеты с полюсов, относительно оси Х в точках 1 и 2 возникают центробежные силы, момент которых L может быть рассчитан по второму уравнению (16), где вместо 2 подставим 2. Тогда уравнение (18) приобретет вид C A sin, (19) A то есть расчетный период почти суточной нутации составляет прибли зительно 416 суток.

Очевидно, что основная проблема касается гироскопии. Она со стоит в наиболее точном расчете почти суточной нутации абсолютно твердой Земли, что и приведено выше. Затем необходимо учесть по правки, вызванные океаном и атмосферой. Именно в такой последова тельности ставит задачу МАС2000 [5].

Х х Плоскость эклиптики F L F у Рис. Остановимся на некоторых гармониках нутации, в частности, по лугодовой и годовой. Согласно закону Кеплера Земля имеет эллипти ческую орбиту. Следовательно, в апогее и перигее радиус кривизны эллипса уменьшается, что приводит к увеличению угловой скорости движения планеты в этих точках. Согласно тому же уравнению (16) момент L увеличивается, изменяя нутационное движение. Так появля ется полугодовая гармоника. Близость Солнца в перигее также увели чивает момент L, поскольку увеличивается сила притяжения точки 1.

На уровне гипотезы остановимся на гармонике с периодом 18, года. Она является самой значительной – 9". Она обусловлена измене нием орбиты Луны и изучена она значительно лучше, чем почти су точная нутация, однако также требует уточнения. Вполне вероятно, что, применив уравнение (18) для расчета моментов от действия Лу ны, можно уточнить решение и этой задачи.

4. Гироскоп с двумя степенями свободы Двухстепенной гироскоп вообще стоит особняком в гироскопии, что вносит много дополнительных проблем в и без того противоречи вую теорию. Считается, что он не обладает ни одним из тех свойств, которые имеет гироскоп с тремя степенями свободы [16]. Он теряет свойство устойчивости в ИСО, на него вообще не распространяется теория прецессии [17], в отличие от гироскопа с тремя степенями сво боды. Уже само признание этого факта указывает на недостатки гиро скопии – она не только многое не объясняет, но и не охватывает все виды механических гироскопов. В результате для каждого типа гиро скопа возникает необходимость вводить новые свойства.

2 Н х Ну LУ П F 3 R1z у Z z Рис. На рис. 4 показан гироскоп с двумя степенями свободы, установ ленный на платформе П. Его ротор заключен в кожух, к которому же стко прикреплены цапфы 2. Противоположные концы цапф установ лены в подшипники опор 3 и 4. Последние жестко связаны с основа нием П.

Как уже отмечалось, еще Л. Фуко обратил внимание на особые свойства гироскопа с двумя степенями свободы. Именно такой гиро скоп он предложил в качестве гирокомпаса и гироширта. В разных интерпретациях выделяется два свойства:

– с приложением силы F в плоскости свободы (параллельно оси z) гироскоп движется с ускорением, а по окончании воздействия (в том числе и после удара) продолжает вращение по инерции как обыч ное тело [2];

– если основанию П сообщить вращение вокруг любой оси, не совпадающей с осями свободы х и у (в нашем случае вращение Z от носительно оси z), то гироскоп начнет разворачиваться вокруг оси у до тех пор, пока ось х не совпадет с вектором Z.

При этом в последнем случае гироскоп совершает незатухающие колебания у положения равновесия, то есть относительно оси z.

Итак, вместо законов механики пришлось снова вводить особые свойства. Однако в науке существует правило: если какое-либо явле ние можно объяснить уже известными понятиями, то новые понятия вводить нельзя [3]. Выше было объяснено движение гироскопа с тре мя степенями свободы под действием момента сил. Показан физиче ский смысл возникновения гироскопического момента с точки зрения основного закона вращательного движения.

Применим полученные результаты для объяснения свойств двух степенного гироскопа. Выберем инерциальную систему отсчета и обо значим ее одной осью Z, считая, что остальные оси гироскопа совпа дают с инерциальными. В ИСО и гироскоп, и платформа неподвижны относительно друг друга в силу закона сохранения момента импульса [15]. При этом кинетический момент платформы равен нулю: Нп = 0 = const. Тела имеют одну общую точку – точку подвеса.

1. Воздействуем на гироскоп в плоскости свободы силой F. Мо мент LУ этой силы направлен в положительную сторону оси у. Теперь гироскоп не является инерциальной системой отсчета, в то время как платформа таковой остается. Согласно выражению (1) моменту LУ противодействует ньютоновский момент и характеристика вращения изменится так, что за время действия силы кинетический момент дос тигнет значения Ну, а угловая скорость – величины у. Ось симмет рии гироскопа теперь не совпадает с осью вращения, что приводит к возникновению первичного гироскопического момента R1z, то есть момента осевых F0 и экваториальных сил (последние не показаны).

Данный момент компенсируется реакцией опор Rоz. Таким образом, вокруг оси z движения (изменения кинетического момента) не проис ходит, вторичный гироскопический момент, который в трехстепенном гироскопе компенсирует момент внешних сил, не возникает. Уравне ния движения примут вид:

L y H y. (20) ( I 0 I Э ) 2 sin RoZ Во время действия внешнего момента гироскоп движется уско ренно, а с прекращением воздействия – движется по инерции.

2. Сообщим вращение платформе вокруг оси z (рис. 5). Теперь основание не является инерциальной системой отсчета, а гироскоп относительно него лишен одной степени свободы. По этой причине, то есть ввиду этой жесткой связи, следует рассматривать его движе ние в системе отсчета платформы.

Ротор в силу закона сохранения момента импульса стремится ос таться в прежнем положении [14]. В результате опоры (показаны уп рощенно) создают вращательный момент LZ, который является для ги роскопа моментом внешних сил F. В начальный момент времени ро тор следует «по силе», приобретая дополнительный кинетический момент НZ. Снова ось вращения гироскопа х1 не совпадает с осью симметрии гироскопа. Между ними появился некоторый начальный угол и, как следствие сил F0, возник первичный гироскопический момент R1у, вызывающий вращение относительно оси у.

Согласно теореме о кинетическом моменте по оси у образовался момент импульса НУ, а с ним и новая ось вращения х2. На рисунке показана ее проекция на плоскость хОу, отклоненная от прежнего по ложения на угол. Благодаря этому отклонению в права вступает тот же механизм формирования вторичного гироскопического момента R2z, направленный навстречу моменту LZ. Однако основание продол жает вращаться, поэтому момент R2z компенсируется реакцией опор.

Таким образом, момент LZ, а с ним и первичный гироскопический мо мент R1у остаются некомпенсированными. Следовательно, ось х будет двигаться до вертикального (на рисунке) положения с ускорением, как обычное тело.

Вследствие такого движения она по инерции пройдет вертикаль и окажется по ее другую сторону в положении х1т. Поскольку вектор НZ остался в прежнем положении, то угол изменит знак и суммар ная ось вращения окажется между осями х1т и z. Ясно, что момент R1у также изменит знак, и ротор с ускорением пойдет в обратном направ лении до положения х2т. Так возникают незатухающие колебания главной оси гироскопа в пределах угла. Они были замечены еще Фуко в его гирокомпасе и гироширте, в которых применен гироскоп с двумя степенями свободы относительно Земли.

Выводы. В данной работе предпринята попытка объяснения пре цессии гироскопа с новых позиций. Для этого пришлось вернуть пер воначальный смысл понятию кинетического момента, а затем найти физический смысл гироскопического момента, как момента центро бежных сил. Получены уравнения гироскопических моментов, в со став которых входят известная формула центробежных моментов инерции [18]. Благодаря такому подходу уже в рамках этой работы достигнуты следующие результаты.

1. Объяснены явления прецессии и нутации как единого процесса.

2. Показано на примере почти суточной нутации упругой Земли, что любые нутационные колебания – это следствие момента внешних сил. Для земных условий найдена причина возникновения данного яв ления.

3. Уточнен период почти суточной нутации упругой Земли с точ ностью до 1 – 3%. Это на порядок выше по сравнению с прежними расчетами, точность которых составляла 40% от фактических наблю дений.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.