gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»EXPHRXgyroscopy-20Research ArticleСтатьиРассеяние энергии колебаний полусферического резонатора в области крепленияDissipation of Oscillation Energy of Hemispherical Resonator in Attachment Areahttps://orcid.org/0000-0001-8073-2559ЛунинБ. С.LuninB. S.

Лунин Борис Сергеевич. Доктор технических наук, ведущий научный сотрудник

Москва

Moscow

https://orcid.org/0000-0001-6492-1157БасарабМ. А.BasarabМ. А.

Басараб Михаил Алексеевич. Доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой информационной безопасности

Москва

Moscow

https://orcid.org/0009-0008-1355-9790ЗахарянР. А.ZakharyaR. A.

Захарян Роберт Артушевич. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Москва

Moscow

МГУ имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian FederationМГТУ им. Н.Э. Баумана, НУК ИУРоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian FederationВНИИ ГОЧС (ФЦ)РоссияVNII GOCHSRussian Federation2024160520253223545Copyright © Лунин Б.С., Басараб М.А., Захарян Р.А., 20252025Лунин Б.С., Басараб М.А., Захарян Р.А.Lunin B.S., Basarab М.А., Zakharya R.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/20

Дефект массы полусферического резонатора вызывает появление сил и моментов, действующих на его центр масс и приводящих к колебаниям резонаторной ножки. Часть энергии этих колебаний рассеивается в области крепления резонатора, что уменьшает его добротность и создает дополнительный систематический дрейф. В статье рассмотрены основные факторы, определяющие диссипативные характеристики соединения «резонатор–основание», в том числе конструкция и размеры резонатора, внутреннее трение в соединительном слое, а также дефекты этого слоя. Показано, что вызванное закреплением внутреннее трение пропорционально толщине соединительного слоя и обратно пропорционально толщине основания, диаметру ножки и модулю упругости материала соединительного слоя. Несимметричное закрепление ножки в отверстии основания, овальность этого отверстия или ножки, наличие пузырей в соединительном слое приводят к азимутальной зависимости потерь и дополнительному систематическому дрейфу волнового твердотельного гироскопа.

Mass unbalance of a hemispherical resonator creates forces and moments affecting its center of mass and causing the oscillations of the resonator stem. A part of oscillation energy is dissipated in vicinity of the resonator joint, which reduces its Q factor and leads to additional systematic drift. The paper considers the main factors determining the dissipative characteristics of the resonator-foundation joint such as the resonator design and structure, internal friction in the bonding layer, and the defects in this layer. It has been shown that the internal friction due to attachment is proportional to the layer thickness and inversely proportional to the thickness of foundation, stem diameter, and elasticity modulus of the layer material. Asymmetric stem fixation in the opening in the foundation, ovality of this opening or the stem, bubbles in the bonding layer result in azimuth-depending losses and additional HRG systematic drift

полусферический резонатордиссипацияволновой твердотельный гироскопhemispherical resonatordissipationhemispherical resonator gyroscopeReferencesЖбанов Ю.К., Каленова Н.В. Поверхностный дебаланс волнового твердотельного гироскопа // Известия. РАН. Механика твердого тела. 2001. №3. С. 11–18.Жбанов Ю.К., Каленова Н.В. Поверхностный дебаланс волнового твердотельного гироскопа // Известия. РАН. Механика твердого тела. 2001. №3. С. 11–18.Жбанов Ю.К., Журавлев В.Ф. О балансировке волнового твердотельного гироскопа // Известия РАН. Механика твердого тела. 1998. №4. С. 4–16.Жбанов Ю.К., Журавлев В.Ф. О балансировке волнового твердотельного гироскопа // Известия РАН. Механика твердого тела. 1998. №4. С. 4–16.Басараб М.А., Матвеев В.А., Лунин Б.С., Фетисов С.В. Влияние неоднородности толщины оболочки волнового твердотельного гироскопа на параметры дебаланса // Гироскопия и навигация. 2016. №4. С. 14–24.Басараб М.А., Матвеев В.А., Лунин Б.С., Фетисов С.В. Влияние неоднородности толщины оболочки волнового твердотельного гироскопа на параметры дебаланса // Гироскопия и навигация. 2016. №4. С. 14–24.Шарма Н. Г., Сундарараджан Т., Сингх Г. С. Влияние геометрических дефектов на процессы диссипации энергии колебаний и характеристики резонатора твердотельного волнового гироскопа с высокой добротностью // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. №3 (110). С. 18–31. DOI 10.17285/0869-7035.0037.Шарма Н. Г., Сундарараджан Т., Сингх Г. С. Влияние геометрических дефектов на процессы диссипации энергии колебаний и характеристики резонатора твердотельного волнового гироскопа с высокой добротностью // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. №3 (110). С. 18–31. DOI 10.17285/0869-7035.0037.Gerrard, D.D., Ng, E.J., Ahn, C.H., Hong, V.A., Kenny, T.W., Modeling the effect of anchor geometry on the quality factor of bulk mode resonators, 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS), Anchorage, AK, USA, 2015, pp. 1997–2000, doi 10.1109/TRANSDUCERS.2015.7181346.Gerrard, D.D., Ng, E.J., Ahn, C.H., Hong, V.A., Kenny, T.W., Modeling the effect of anchor geometry on the quality factor of bulk mode resonators, 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS), Anchorage, AK, USA, 2015, pp. 1997–2000, doi 10.1109/TRANSDUCERS.2015.7181346.Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп. М.: Наука, 1985. 125 с.Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп. М.: Наука, 1985. 125 с.Lunin, B.S., Kreisberg, V.A., Zakharyan, R.A., Basarab, M.A., Modelling of the residual atmosphere in vacuum device with internal adhesive joints, Vacuum, 2021, vol. 184, 109964, doi 10.1016/j.vacuum.2020.109964.Lunin, B.S., Kreisberg, V.A., Zakharyan, R.A., Basarab, M.A., Modelling of the residual atmosphere in vacuum device with internal adhesive joints, Vacuum, 2021, vol. 184, 109964, doi 10.1016/j.vacuum.2020.109964.Сапожников А.И., Виноградов И.Е., Доценко Е.С., Введенский М.Д., Тимофеев С.С., Колесник М.М., Измайлов Е.А., Молчанов А.В. Волновой твердотельный гироскоп. Патент РФ RU 2793299 (2023).Сапожников А.И., Виноградов И.Е., Доценко Е.С., Введенский М.Д., Тимофеев С.С., Колесник М.М., Измайлов Е.А., Молчанов А.В. Волновой твердотельный гироскоп. Патент РФ RU 2793299 (2023).Измайлов Е.А., Колесник М.М., Усышкин О.Г., Кан С.Г., Измайлов А.Е. Волновой твердотельный гироскоп. Патент РФ RU 2164006 (2001).Измайлов Е.А., Колесник М.М., Усышкин О.Г., Кан С.Г., Измайлов А.Е. Волновой твердотельный гироскоп. Патент РФ RU 2164006 (2001).Маслов А.А., Маслов Д.А., Ниналалов И.Г., Меркурьев И.В. Волновые твердотельные гироскопы: обзор публикаций // Гироскопия и навигация. 2023. Т. 31. №1 (120). C. 3–25. EDN: BJLSLM.Маслов А.А., Маслов Д.А., Ниналалов И.Г., Меркурьев И.В. Волновые твердотельные гироскопы: обзор публикаций // Гироскопия и навигация. 2023. Т. 31. №1 (120). C. 3–25. EDN: BJLSLM.Ma, Z., Zhao, H., Zhao, W., Song, X., Chen, X., Precisions Forming Technology of Quartz Hemispherical Harmonic Oscillator, Navigation and Control, 2019, vol.18, no. 2, pp. 7795, doi 10.3969/j.issn.1674-5558.2019.02.012.Ma, Z., Zhao, H., Zhao, W., Song, X., Chen, X., Precisions Forming Technology of Quartz Hemispherical Harmonic Oscillator, Navigation and Control, 2019, vol.18, no. 2, pp. 7795, doi 10.3969/j.issn.1674-5558.2019.02.012.Тимошенко C.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967. 444 с.Тимошенко C.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967. 444 с.James, M., Jeanroy, A., Resonator particularly for a vibrating gyroscope, US Patent application 2006/0169068.James, M., Jeanroy, A., Resonator particularly for a vibrating gyroscope, US Patent application 2006/0169068.Постников В.С. Внутреннее трение в металлах. М.: Металлургия, 1968. 330 с.Постников В.С. Внутреннее трение в металлах. М.: Металлургия, 1968. 330 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.