Крупное морское млекопитающее очень дружелюбное часто подплывает. Млекопитающее морское животное
Содержание статьи
ГИРОСКОП, навигационный прибор, основным элементом которого является быстро вращающийся ротор, закрепленный так, что ось его вращения может поворачиваться. Три степени свободы (оси возможного вращения) ротора гироскопа обеспечиваются двумя рамками карданова подвеса. Если на такое устройство не действуют внешние возмущения, то ось собственного вращения ротора сохраняет постоянное направление в пространстве. Если же на него действует момент внешней силы, стремящийся повернуть ось собственного вращения, то она начинает вращаться не вокруг направления момента, а вокруг оси, перпендикулярной ему (прецессия).
В хорошо сбалансированном (астатическом) и достаточно быстро вращающемся гироскопе, установленном на высокосовершенных подшипниках с незначительным трением, момент внешних сил практически отсутствует, так что гироскоп долго сохраняет почти неизменной свою ориентацию в пространстве. Поэтому он может указывать угол поворота основания, на котором закреплен. Именно так французский физик Ж.Фуко (18191868) впервые наглядно продемонстрировал вращение Земли. Если же поворот оси гироскопа ограничить пружиной, то при соответствующей установке его, скажем, на летательном аппарате, выполняющем разворот, гироскоп будет деформировать пружину, пока не уравновесится момент внешней силы. В этом случае сила сжатия или растяжения пружины пропорциональна угловой скорости движения летательного аппарата. Таков принцип действия авиационного указателя поворота и многих других гироскопических приборов. Поскольку трение в подшипниках очень мало, для поддержания вращения ротора гироскопа не требуется много энергии. Для приведения его во вращение и для поддержания вращения обычно бывает достаточно маломощного электродвигателя или струи сжатого воздуха.
Применение.
Гироскоп чаще всего применяется как чувствительный элемент указывающих гироскопических приборов и как датчик угла поворота или угловой скорости для устройств автоматического управления. В некоторых случаях, например в гиростабилизаторах, гироскопы используются как генераторы момента силы или энергии. См. также МАХОВИК.
Основные области применения гироскопов судоходство, авиация и космонавтика (см . ИНЕРЦИАЛЬНАЯ НАВИГАЦИЯ). Почти каждое морское судно дальнего плавания снабжено гирокомпасом для ручного или автоматического управления судном, некоторые оборудованы гиростабилизаторами. В системах управления огнем корабельной артиллерии много дополнительных гироскопов, обеспечивающих стабильную систему отсчета или измеряющих угловые скорости. Без гироскопов невозможно автоматическое управление торпедами. Самолеты и вертолеты оборудуются гироскопическими приборами, которые дают надежную информацию для систем стабилизации и навигации. К таким приборам относятся авиагоризонт, гировертикаль, гироскопический указатель крена и поворота. Гироскопы могут быть как указывающими приборами, так и датчиками автопилота. На многих самолетах предусматриваются гиростабилизированные магнитные компасы и другое оборудование навигационные визиры, фотоаппараты с гироскопом, гиросекстанты. В военной авиации гироскопы применяются также в прицелах воздушной стрельбы и бомбометания.
Гироскопы разного назначения (навигационные, силовые) выпускаются разных типоразмеров в зависимости от условий работы и требуемой точности. В гироскопических приборах диаметр ротора составляет 420 см, причем меньшее значение относится к авиационно-космическим приборам. Диаметры же роторов судовых гиростабилизаторов измеряются метрами.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Гироскопический эффект создается той же самой центробежной силой, которая действует на юлу, вращающуюся, например, на столе. В точке опоры юлы о стол возникают сила и момент, под действием которых ось вращения юлы отклоняется от вертикали, а центробежная сила вращающейся массы, препятствуя изменению ориентации плоскости вращения, вынуждает юлу вращаться и вокруг вертикали, сохраняя тем самым заданную ориентацию в пространстве.
Таким вращением, называемым прецессией, ротор гироскопа отвечает на приложенный момент силы относительно оси, перпендикулярной оси его собственного вращения. Вклад масс ротора в этот эффект пропорционален квадрату расстояния до оси вращения, поскольку чем больше радиус, тем больше, во-первых, линейное ускорение и, во-вторых, плечо центробежной силы. Влияние массы и ее распределения в роторе характеризуется его «моментом инерции», т.е. результатом суммирования произведений всех составляющих его масс на квадрат расстояния до оси вращения. Полный же гироскопический эффект вращающегося ротора определяется его «кинетическим моментом», т.е. произведением угловой скорости (в радианах в секунду) на момент инерции относительно оси собственного вращения ротора.
Кинетический момент векторная величина, имеющая не только численное значение, но и направление. На рис. 1 кинетический момент представлен стрелкой (длина которой пропорциональна величине момента), направленной вдоль оси вращения в соответствии с «правилом буравчика»: туда, куда подается буравчик, если его поворачивать в направлении вращения ротора.
Прецессия и момент силы тоже характеризуются векторными величинами. Направление вектора угловой скорости прецессии и вектора момента силы связано правилом буравчика с соответствующим направлением вращения. См. также ВЕКТОР.
ГИРОСКОП С ТРЕМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ
На рис. 1 дана упрощенная кинематическая схема гироскопа с тремя степенями свободы (тремя осями вращения), причем направления вращения на ней показаны изогнутыми стрелками. Кинетический момент представлен жирной прямой стрелкой, направленной вдоль оси собственного вращения ротора. Момент силы прикладывается нажатием пальца так, что он имеет составляющую, перпендикулярную оси собственного вращения ротора (вторую силу пары создают вертикальные полуоси, закрепленные в оправе, которая связана с основанием). Согласно законам Ньютона, такой момент силы должен создавать кинетический момент, совпадающий с ним по направлению и пропорциональный его величине. Поскольку же кинетический момент (связанный с собственным вращением ротора) фиксирован по величине (заданием постоянной угловой скорости посредством, скажем, электродвигателя), это требование законов Ньютона может быть выполнено только за счет поворота оси вращения (в сторону вектора внешнего момента силы), приводящего к увеличению проекции кинетического момента на эту ось. Этот поворот и есть прецессия, о которой говорилось ранее. Скорость прецессии возрастает с увеличением внешнего момента силы и убывает с увеличением кинетического момента ротора.
Гироскопический указатель курса.
На рис. 2 показан пример применения трехстепенного гироскопа в авиационном указателе курса (гирополукомпасе). Вращение ротора в шарикоподшипниках создается и поддерживается струей сжатого воздуха, направленной на рифленую поверхность обода. Внутренняя и наружная рамки карданова подвеса обеспечивают полную свободу вращения оси собственного вращения ротора. По шкале азимута, прикрепленной к наружной рамке, можно ввести любое значение азимута, выровняв ось собственного вращения ротора с основанием прибора. Трение в подшипниках столь незначительно, что после того как это значение азимута введено, ось вращения ротора сохраняет заданное положение в пространстве, и, пользуясь стрелкой, скрепленной с основанием, по шкале азимута можно контролировать поворот самолета. Показания поворота не обнаруживают никаких отклонений, если не считать эффектов дрейфа, связанных с несовершенствами механизма, и не требуют связи с внешними (например, наземными) средствами навигации.
ДВУХСТЕПЕННЫЙ ГИРОСКОП
Во многих гироскопических приборах используется упрощенный, двухстепенный вариант гироскопа, в котором наружная рамка трехстепенного гироскопа устранена, а полуоси внутренней закрепляются непосредственно в стенках корпуса, жестко связанного с движущимся объектом. Если в таком устройстве единственная рамка ничем не ограничена, то момент внешней силы относительно оси, связанной с корпусом и перпендикулярной оси рамки, заставит ось собственного вращения ротора непрерывно прецессировать в сторону от этого первоначального направления. Прецессия будет продолжаться до тех пор, пока ось собственного вращения не окажется параллельной направлению момента силы, т.е. в положении, при котором гироскопический эффект отсутствует. На практике такая возможность исключается благодаря тому, что задаются условия, при которых поворот рамки относительно корпуса не выходит за пределы малого угла.
Если прецессия ограничивается только инерционной реакцией рамки с ротором, то угол поворота рамки в любой момент времени определяется проинтегрированным ускоряющим моментом. Поскольку момент инерции рамки обычно сравнительно мал, она слишком быстро реагирует на вынужденное вращение. Имеются два способа устранить этот недостаток.
Противодействующая пружина и вязкостный демпфер.
Датчик угловой скорости.
Прецессию оси вращения ротора в направлении вектора момента силы, направленного вдоль оси, перпендикулярной оси рамки, можно ограничить пружиной и демпфером, воздействующими на ось рамки. Кинематическая схема двухстепенного гироскопа с противодействующей пружиной представлена на рис. 3. Ось вращающегося ротора закреплена в рамке перпендикулярно оси вращения последней относительно корпуса. Входной осью гироскопа называется направление, связанное с основанием, перпендикулярное оси рамки и оси собственного вращения ротора при недеформированной пружине.
Момент внешней силы относительно опорной оси вращения ротора, приложенный к основанию в тот момент времени, когда основание не вращается в инерциальном пространстве и, следовательно, ось вращения ротора совпадает со своим опорным направлением, заставляет ось вращения ротора прецессировать в сторону входной оси, так что угол отклонения рамки начинает увеличиваться. Это эквивалентно приложению момента силы к противодействующей пружине, в чем состоит важная функция ротора, который в ответ на возникновение входного момента силы создает момент силы относительно выходной оси (рис. 3). При постоянной входной угловой скорости выходной момент силы гироскопа продолжает деформировать пружину, пока создаваемый ею момент силы, воздействующий на рамку, не заставит ось вращения ротора прецессировать вокруг входной оси. Когда скорость такой прецессии, вызванной моментом, создаваемым пружиной, сравняется с входной угловой скоростью, достигается равновесие и угол рамки перестает изменяться. Таким образом, угол отклонения рамки гироскопа (рис. 3), указываемый стрелкой на шкале, позволяет судить о направлении и угловой скорости поворота движущегося объекта.
На рис. 4 показаны основные элементы указателя (датчика) угловой скорости, ставшего в настоящее время одним из самых обычных авиакосмических приборов.
Вязкостное демпфирование.
Для гашения выходного момента силы относительно оси двухстепенного гироузла можно использовать вязкостное демпфирование. Кинематическая схема такого устройства представлена на рис. 5; она отличается от схемы на рис. 4 тем, что здесь нет противодействующей пружины, а вязкостный демпфер увеличен. Когда такое устройство поворачивается с постоянной угловой скоростью вокруг входной оси, выходной момент гироузла заставляет рамку прецессировать вокруг выходной оси. За вычетом эффектов инерционной реакции (с инерцией рамки связано в основном лишь некоторое запаздывание отклика) этот момент уравновешивается моментом сил вязкостного сопротивления, создаваемым демпфером. Момент демпфера пропорционален угловой скорости вращения рамки относительно корпуса, так что выходной момент гироузла тоже пропорционален этой угловой скорости. Поскольку этот выходной момент пропорционален входной угловой скорости (при малых выходных углах рамки), выходной угол рамки увеличивается по мере того, как корпус поворачивается вокруг входной оси. Стрелка, движущаяся по шкале (рис. 5), указывает угол поворота рамки. Показания пропорциональны интегралу угловой скорости вращения относительно входной оси в инерциальном пространстве, и поэтому устройство, схема которого представлена на рис. 5, называется интегрирующим двухстепенным гиродатчиком.
На рис. 6 изображен интегрирующий гиродатчик, ротор (гиромотор) которого заключен в герметично запаянный стакан, плавающий в демпфирующей жидкости. Сигнал угла поворота плавающей рамки относительно корпуса вырабатывается индукционным датчиком угла. Положение поплавкового гироузла в корпусе задает датчик момента в соответствии с поступающими на него электрическими сигналами. Интегрирующие гиродатчики обычно устанавливают на элементах, снабженных сервоприводом и управляемых выходными сигналами гироскопа. При таком расположении выходной сигнал датчика момента можно использовать как команду на поворот объекта в инерциальном пространстве. См. также ГИРОКОМПАС.
Гироскоп, изобретённый Фуко (построил Дюмолен-Фромент, 1852)
До изобретения гироскопа человечество использовало различные методы определения направления в пространстве. Издревле люди ориентировались визуально по удалённым предметам, в частности, по Солнцу. Уже в древности появились первые приборы: отвес и уровень , основанные на гравитации. В средние века в Китае был изобретён компас , использующий магнетизм Земли. В Европе были созданы астролябия и другие приборы, основанные на положении звёзд.
Преимуществом гироскопа перед более древними приборами являлось то, что он правильно работал в сложных условиях (плохая видимость, тряска, электромагнитные помехи). Однако вращение гироскопа быстро замедлялось из-за трения.
Во второй половине XIX века было предложено использовать электродвигатель для разгона и поддержания вращения гироскопа. Впервые на практике гироскоп был применён в 1880-х годах инженером Обри для стабилизации курса торпеды. В XX веке гироскопы стали использоваться в самолётах, ракетах и подводных лодках вместо компаса или совместно с ним.
Классификация
Основные типы гироскопов по количеству степеней свободы :
- двухстепенные,
- трехстепенные.
Основные два типа гироскопов по принципу действия:
- механические гироскопы,
- оптические гироскопы.
Механические гироскопы
Среди механических гироскопов выделяется ро́торный гироско́п - быстро вращающееся твёрдое тело (ротор), ось вращения которого может свободно изменять ориентацию в пространстве. При этом скорость вращения гироскопа значительно превышает скорость поворота оси его вращения. Основное свойство такого гироскопа - способность сохранять в пространстве неизменное направление оси вращения при отсутствии воздействия на него моментов внешних сил и эффективно сопротивляться действию внешних моментов сил. Это свойство в значительной степени определяется величиной угловой скорости собственного вращения гироскопа.
Впервые это свойство использовал Фуко в г. для экспериментальной демонстрации вращения Земли . Именно благодаря этой демонстрации гироскоп и получил своё название от греческих слов «вращение», «наблюдаю».
Свойства трехстепенного роторного гироскопа
Прецессия механического гироскопа.
то есть обратно пропорциональна скорости вращения гироскопа.
Вибрационные гироскопы
Вибрационные гироскопы - устройства, сохраняющие плоскость своих колебаний при повороте основания. Этот тип гироскопов является намного более простым и дешёвым при сопоставимой точности по сравнению с роторным гироскопом. В зарубежной литературе также употребляется термин «Кориолисовы вибрационные гироскопы» - так как принцип их действия основан на эффекте действия силы Кориолиса , как и у роторных гироскопов.
Например, вибрационные гироскопы применяются в системе измерения наклона электрического самоката Сигвей . Система состоит из пяти вибрационных гироскопов, чьи данные обрабатываются двумя микропроцессорами.
Именно такой тип гироскопов используется в мобильных устройствах, в частности, в iPhone 4 и других.
Принцип работы
Два подвешенных грузика вибрируют на плоскости в MEMS гироскопе с частотой .
При повороте гироскопа возникает Кориолисово ускорение равное , где - скорость и - угловая частота поворота гироскопа. Горизонтальная скорость колеблющегося грузика получается как: , а положение грузика в плоскости - . Внеплоскостное движение , вызываемое поворотом гироскопа равно:
где: - масса колеблющегося грузика. - коэффициент жёсткости пружины в направлении, перпендикулярном плоскости. - величина поворота в плоскости перпендикулярно движению колеблющегося грузика.Разновидности
Гироскоп на МАКС-2009
Оптические гироскопы
Делятся на волоконно-оптические и лазерные гироскопы. Принцип действия основан на эффекте Саньяка , открытом в 1913 году . Теоретически он объясняется с помощью СТО . Согласно СТО скорость света постоянна в любой инерциальной системе отсчёта . В то время как в неинерциальной системе она может отличаться от c . При посылке луча света в направлении вращения прибора и против направления вращения разница во времени прихода лучей (определяемая интерферометром) позволяет найти разницу оптических путей лучей в инерциальной системе отсчёта, и, следовательно, величину углового поворота прибора за время прохождения луча. Величина эффекта прямо пропорциональна угловой скорости вращения интерферометра и площади , охватываемой путём распространения световых волн в интерферометре :
где -разность времён прихода лучей, выпущенных в разных направлениях, - площадь контура, - угловая скорость вращения гироскопа. Так как величина очень мала, то её прямое измерение с помощью пассивных интерферометров возможно только в волоконно-оптических гироскопах с длинной волокна 500-1000 м. Во вращающемся кольцевом интерферометре лазерного гироскопа можно измерить фазовый сдвиг встречных волн, равный :
где - длина волны.
Применение гироскопов в технике
Схема простейшего механического гироскопа в карданном подвесе
Свойства гироскопа используются в приборах - гироскопах, основной частью которых является быстро вращающийся ротор , который имеет несколько степеней свободы (осей возможного вращения).
Чаще всего используются гироскопы, помещённые в карданов подвес . Такие гироскопы имеют 3 степени свободы, то есть он может совершать 3 независимых поворота вокруг осей АА" , BB" и CC" , пересекающихся в центре подвеса О , который остаётся по отношению к основанию A неподвижным.
Системы стабилизации
Системы стабилизации бывают трех основных типов.
- Система силовой стабилизации (на двухстепенных гироскопах).
Для стабилизации вокруг каждой оси нужен один гироскоп. Стабилизация осуществляется гироскопом и двигателем разгрузки, в начале действует гироскопический момент, а потом подключается двигатель разгрузки.
- Система индикаторно-силовой стабилизации (на двухстепенных гироскопах).
Для стабилизации вокруг каждой оси нужен один гироскоп. Стабилизация осуществляется только двигателями разгрузки, но в начале появляется небольшой гироскопический момент, которым можно пренебречь.
- Система индикаторной стабилизации (на трехстепенных гироскопах)
Для стабилизации вокруг двух осей нужен один гироскоп. Стабилизация осуществляется только двигателями разгрузки.
Новые типы гироскопов
Постоянно растущие требования к точностным и эксплуатационным характеристикам гиро-приборов заставили ученых и инженеров многих стран мира не только усовершенствовать классические гироскопы с вращающимся ротором, но и искать принципиально новые идеи, позволившие решить проблему создания чувствительных датчиков для измерения и отображения параметров углового движения объекта.
В настоящее время известно более ста различных явлений и физических принципов, которые позволяют решать гироскопические задачи. В России и США выданы тысячи патентов и авторских свидетельств на соответствующие открытия и изобретения.
Поскольку прецизионные гироскопы используются в системах наведения стратегических ракет большой дальности, во время холодной войны информация об исследованиях, проводимых в этой области, классифицировалась как секретная.
Перспективным является направление развития квантовых гироскопов .
Перспективы развития гироскопического приборостроения
Сегодня созданы достаточно точные гироскопические системы, удовлетворяющие большой круг потребителей. Сокращение средств, выделяемых для военно-промышленного комплекса в бюджетах ведущих мировых стран, резко повысило интерес к гражданским применениям гироскопической техники. Например, сегодня широко распространено использование микромеханических гироскопов в системах стабилизации автомобилей или видеокамер .
По мнению сторонников таких методов навигации, как GPS и ГЛОНАСС , выдающийся прогресс в области высокоточной спутниковой навигации сделал ненужными автономные средства навигации (в пределах зоны покрытия спутниковой навигационной системы (СНС), то есть в пределах планеты). В настоящее время СНС системы по параметрам массы, габаритов и стоимости превосходят гироскопические.
В настоящее время разрабатывается система навигационных спутников третьего поколения . Она позволит определять координаты объектов на поверхности Земли с точностью до единиц сантиметров в дифференциальном режиме, при нахождении в зоне покрытия корректирующего сигнала DGPS . При этом якобы отпадает необходимость в использовании курсовых гироскопов. Например, установка на крыльях самолета двух приёмников спутниковых сигналов, позволяет получить информацию о повороте самолёта вокруг вертикальной оси.
Однако системы СНС оказываются неспособны точно определять положение в городских условиях, при плохой видимости спутников. Подобные проблемы обнаруживаются и в лесистой местности. Кроме того прохождение сигналов СНС зависит от процессов в атмосфере, препятствий и переотражений сигналов. Автономные же гироскопические приборы работают в любом месте - под землёй, под водой, в космосе.
В самолётах СНС оказывается точнее ИНС на длинных участках. Но использование двух СНС-приёмников для измерения углов наклона самолета даёт погрешности до нескольких градусов. Подсчёт курса путём определения скорости самолёта с помощью СНС также не является достаточно точным. Поэтому, в современных навигационных системах оптимальным решением является комбинация спутниковых и гироскопических систем, называемая интегрированной (комплексированной) ИНС/СНС системой.
За последние десятилетия, эволюционное развитие гироскопической техники подступило к порогу качественных изменений. Именно поэтому внимание специалистов в области гироскопии сейчас сосредоточилось на поиске нестандартных применений таких приборов. Открылись совершенно новые интересные задачи: геологоразведка, предсказание землетрясений, сверхточное измерение положений железнодорожных путей и нефтепроводов, медицинская техника и многие другие.
Использование гироскопа в смартфонах и игровых приставках
IPhone 4 с гироскопом внутри
Значительное удешевление производства МЭМС -гироскопов привело к тому, что они начинают использоваться в смартфонах и игровых приставках .
Также гироскоп стал применяться в управляющих игровых контроллерах , таких как: Sixaxis для Sony PlayStation 3 и Wii MotionPlus для Nintendo Wii . В обоих перечисленных контроллерах использованы два дополняющих друг друга, пространственных сенсора : акселерометр и гироскоп . Впервые игровой контроллер, умеющий определять своё положение в пространстве, был выпущен компанией Nintendo - Wii Remote для игровой приставки Wii , но в нём используется только трёхмерный акселерометр . Трёхмерный акселерометр не способен давать точное измерение параметров вращения при высокодинамичных движениях. И именно поэтому в новейших игровых контроллерах : Sixaxis и Wii MotionPlus , кроме акселерометра , был использован дополнительный пространственный сенсор - гироскоп .
Игрушки на основе гироскопа
Самыми простыми примерами игрушек, сделанных на основе гироскопа, являются йо-йо , волчок (юла) и модели вертолетов.
Волчки отличаются от гироскопов тем, что не имеют ни одной неподвижной точки.
Кроме того, существует спортивный гироскопический тренажёр .
См. также
Примечания
- Johann G. F. Bohnenberger (1817) «Beschreibung einer Maschine zur Erläuterung der Gesetze der Umdrehung der Erde um ihre Axe, und der Veränderung der Lage der letzteren» («Описание машины для объяснения законов вращения Земли вокруг своей оси и изменения направления последней») Tübinger Blätter für Naturwissenschaften und Arzneikunde , vol. 3, pages 72-83. В интернете: http://www.ion.org/museum/files/File_1.pdf
- Simeon-Denis Poisson (1813) «Mémoire sur un cas particulier du mouvement de rotation des corps pesans» («Статья об особом случае вращательного движения массивных тел»), Journal de l"École Polytechnique , vol. 9, pages 247-262. В интернете: http://www.ion.org/museum/files/File_2.pdf
- Фото гироскопа Боненбергера: http://www.ion.org/museum/item_view.cfm?cid=5&scid=12&iid=24
- Walter R. Johnson (January 1832) "Description of an apparatus called the rotascope for exhibiting several phenomena and illustrating certain laws of rotary motion, " The American Journal of Science and Art , 1st series, vol. 21, no. 2, pages 265-280. В интернете: http://books.google.com/books?id=BjwPAAAAYAAJ&pg=PA265&lpg=PR5&dq=Johnson+rotascope&ie=ISO-8859-1&output=html
- Illustrations of Walter R. Johnson’s gyroscope («rotascope») appear in: Board of Regents, Tenth Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution…. (Washington, D.C.: Cornelius Wendell, 1856), pages 177-178. В интернете: http://books.google.com/books?id=fEyT4sTd7ZkC&pg=PA178&dq=Johnson+rotascope&ie=ISO-8859-1&output=html
- Wagner JF, "The Machine of Bohnenberger, " The Institute of Navigation. В интернете: http://www.ion.org/museum/item_view.cfm?cid=5&scid=12&iid=24
- L. Foucault (1852) "Sur les phénomènes d’orientation des corps tournants entraînés par un axe fixe à la surface de la terre, " Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des Sciences (Paris) , vol. 35, pages 424-427. В интернете: http://www.bookmine.org/memoirs/pendule.html . Scroll down to «Sur les phénomènes d’orientation …»
- (1) Julius Plücker (September 1853) "Über die Fessel’sche rotationsmachine, " Annalen der Physik , vol. 166, no. 9, pages 174-177; (2) Julius Plücker (October 1853) "Noch ein wort über die Fessel’sche rotationsmachine, " Annalen der Physik , vol. 166, no. 10, pages 348-351; (3) Charles Wheatstone (1864) "On Fessel’s gyroscope, " Proceedings of the Royal Society of London , vol. 7, pages 43-48. В интернете: .
ГИРОСКОП
(от греч.
gyreuо - кружусь, вращаюсь и skopeo - смотрю, наблюдаю) - быстровращающееся
симметричное твёрдое тело, ось вращения (ось ) к-рого может изменять
своё направление в пространстве. Свойствами Г. обладают вращающиеся небесные
тела, артиллерийские снаряды, роторы турбин, устанавливаемых на судах, винты
самолётов и т. п. В совр. технике Г.- осн. элемент всевозможных гироскопич.
устройств или приборов, широко применяемых для автоматич. управления движением
самолётов, судов, торпед, ракет и в ряде др. систем гироскопич. стабилизации,
для целей навигации (указатели курса, поворота, горизонта, стран света и др.),
для измерения угловых или поступат. скоростей движущихся объектов (напр., ракет)
и во мн. др. случаях (напр., при прохождении стволов штолен, строительстве метрополитенов,
при бурении скважин).
Чтобы ось Г. могла свободно
поворачиваться в пространстве, Г. обычно закрепляют в кольцах т. н. карданова
подвеса (рис. 1), в к-ром оси внутр. и внеш. колец и ось Г. пересекаются в одной
точке, наз. центром подвеса. Закреплённый в таком подвесе Г. имеет 3 степени
свободы и может совершать любой поворот около центра подвеса. Если центр тяжести
Г. совпадает с центром подвеса, Г. наз. уравновешенным, или астатическим. Изучение
законов движения Г.- задача динамики твёрдого тела.
Рис. 1. Классический карданов
подвес, а
- внешнее кольцо, б
- внутреннее кольцо, в
- ротор.
Рис. 2. Прецессия гироскопа
.
Угловая скорость прецессии
направлена так, что вектор собственного кинетического момента Н
стремится к совмещению с вектором момента М
пары, действующей
на гироскоп.
Основные свойства гироскопа.
Если к оси быстровращающегося свободного Г. приложить пару сил (P - F
)с
моментом (h
- плечо силы) (рис. 2), то (против ожидания) Г. начнёт дополнительно поворачиваться
не вокруг оси х
, перпендикулярной к плоскости пары, а вокруг оси у
, лежащей в этой плоскости и перпендикулярной к собств. оси тела z. Это дополнит.
движение наз. прецессией. Прецессия Г. будет происходить по отношению к инерциалъной
системе отсчета
(к осям, направленным на неподвижные звёзды) с угловой скоростью
Рис 13. Гироскоп направления.
В ряде приборов
используется также свойство Г. равномерно прецессировать под действием постоянно
приложенных сил. Так, если посредством дополнит. груза вызвать прецессию Г.
с угловой скоростью, численно равной и противоположно направленной вертикальной
составляющей угловой скорости вращения Земли
(где U
- угловая скорость Земли,
- широта места), то ось такого Г. с той или иной степенью точности будет сохранять
неизменное направление относительно стран света. В течение неск. часов, пока
не накопится ошибка в 1-2°, такой Г., именуемый гироазимутом, или Г. направления
(рис. 13), может заменить компас (напр., на самолётах, в частности в полярной
авиации, где показания магн. компаса ненадёжны). Аналогичным Г., но со значительно
большим смещением центра тяжести от оси прецессии, можно определять поступат.
скорость объекта, движущегося в направлении оси bb
1 , с любым
ускорением (рис.
14). Если отвлечься от влияния силы тяжести, то можно считать, что на Г. действует
момент переносной
силы инерции Q
, где т
- масса Г., l
- плечо. Тогда, по
ф-ле (1), Г. будет прецессировать вокруг оси bb
1 с угловой
скоростью . После
интегрирования последнего равенства получаем
, где - нач. скорость
объекта. T. о., оказывается возможным определить скорость объекта v
в
любой момент времени по углу
, на к-рый Г. повернётся к этому моменту вокруг оси bb
1 . Для
этого прибор должен быть снабжён счётчиком оборотов и устройством, вычитающим
из полного угла поворота угол, на к-рый Г. повернётся вследствие действия на
него момента силы тяжести. Таким прибором (интегратором продольных кажущихся
ускорений) определяют скорости вертик. взлёта ракеты; при этом ракета должна
быть стабилизирована так, чтобы она не имела вращения вокруг своей оси симметрии.
Рис. 14. Гироскопический
измеритель скорости подъема ракеты. -
ускорение подъёма; g
- ; P - сила тяжести,
Q
- сила инерции,
- собственный кинетический момент.
В ряде совр. конструкций
применяют т. н. поплавковый, или интегрирующий, Г. Ротор такого Г. помещён в
кожух - поплавок, погружённый в жидкость (рис. 15). При вращении поплавка вокруг
его оси х
на Г. будет действовать момент M x
вязкого
трения, пропорциональный угловой скорости вращения
. Благодаря этому оказывается, что если Г. сообщить принудит. вращение вокруг
оси у
, то угловая скорость этого вращения
в соответствии с равенством (1) будет пропорциональна .
В результате угол поворота поплавка вокруг оси х
будет, в свою очередь,
пропорционален интегралу по времени от
(поэтому Г. и наз. интегрирующим). Дополнит. электрич. и электромеханич. устройства
позволяют или измерять этим Г. угловую скорость, или сделать его элементом стабилизирующего
устройства. В первом случае спец. электромагнитами создаётся момент относительно
оси х
, направленный против вращения поплавка; величина этого момента
регулируется так, чтобы поплавок остановился. Тогда момент M 1
как бы заменит момент M x
сил вязкого трения и, следовательно,
по ф-ле (1), угловая скорость
будет пропорциональна величине М
1 , определяемой по силе тока,
протекающего по обмоткам электромагнита. Во втором случае, при стабилизации,
напр., вокруг неподвижной оси у
, корпус интегрирующего Г. размещается
на платформе, к-рую может вращать вокруг оси у
спец. электродвигатель
(рис. 16). Для объяснения принципа стабилизации предположим, что основание,
на к-ром расположены подшипники платформы, само повернётся вокруг оси у
на
нек-рый угол .
При неработающем двигателе платформа повернётся в
этом случае вместе с основанием на тот же угол ,
а поплавок совершит поворот вокруг оси х
на угол ,
пропорциональный углу .
Если теперь двигатель будет вращать платформу в обратном направлении до тех
пор, пока поплавок не вернётся в исходное положение, то одновременно в исходное
положение вернётся и платформа. Можно непрерывно управлять двигателем так, чтобы
угол поворота поплавка сводился к нулю, тогда платформа окажется стабилизированной.
Сочетание двух поплавковых Г. в общем подвесе с аналогично управляемыми электродвигателями
приводит к стабилизации фиксированного направления, а трёх - к пространств.
стабилизации, используемой, в частности, в схемах инерциальной навигации.
Рис. 15. Поплавковый
интегрирующий гироскоп: а
- ротор гироскопа; б
- поплавок, в теле
к-рого расположен подшипник оси ротора; в
- поддерживающая жидкость;
г
- корпус; д
- стальные цапфы в камневых опорах; е
- датчик
угла поворота поплавка относительно корпуса; ж
- электромагнитное устройство,
прилагающее момент вокруг оси поплавка.
Рис. 16. Стабилизация вокруг
неподвижной оси посредством поплавкового гироскопа а
- гироскоп-поплавок;
б
- усилитель, в
- электродвигатель; г
- платформа, д
- основание.
Рис. 17. Силовая гироскопическая рама: а - собственно рама; б - гироскоп; в - спарник; г - датчик угла поворота гироскопа относительно рамы; д - усилитель сигнала датчика; е - стабилизирующий двигатель; ж - датчик момента.
В рассмотренной системе
стабилизации Г. играет роль чувствит. элемента, обнаруживающего отклонения объекта
от заданного положения, а возвращение в это положение производится электродвигателем,
получающим соответствующий сигнал. Подобные системы гироскопич. стабилизации
наз. индикаторными (стабилизаторы непрямого действия). Наряду с этим в технике
применяются системы т. н. силовой гироскопич. стабилизации (стабилизаторы прямого
действия), в к-рых
Г. непосредственно воспринимают на себя усилия, мешающие осуществлению стабилизации,
а двигатели играют вспомогат. роль, разгружая частично или полностью Г. и ограничивая
тем самым углы их прецессии. Конструктивно такие системы проще индикаторных.
Примером может служить одноосная двухгироскопич. рама (рис. 17); роторы находящихся
в раме Г. вращаются в разные стороны. Допустим, что на раму подействует сила,
стремящаяся повернуть её вокруг оси х
и сообщить угловую скорость .
Тогда, по правилу Жуковского, на кожух 1 начнёт действовать пара, стремящаяся
совместить ось ротора с осью х
. В результате Г. начнёт прецессировать
вокруг оси y
2 с нек-рой угловой скоростью .
Кожух 2
по той же причине будет прецессировать вокруг оси y
2
в противоположную сторону. Углы поворотов кожухов будут при этом одинаковы,
т. к. кожухи связаны зубчатым сцеплением. Вследствие этой прецессии на подшипники
кожуха 1
подействует новая пара, стремящаяся совместить
ось ротора с осью y
1 . Такая же пара будет действовать на подшипники
кожуха 2
. Моменты этих пар направлены противоположно
(что следует из правила Жуковского) и стабилизируют раму, т. е. удерживают её
от поворота вокруг оси х
. Однако если прецессии Г. не будут ограничены,
то, как видно из ф-лы (3), при повороте кожухов вокруг осей y
1 ,
у 2
на угол 90° стабилизация прекратится. Поэтому на оси
одного из кожухов имеется датчик, регистрирующий угол поворота кожуха относительно
рамы и управляющий двигателем стабилизации. Возникающий у двигателя вращающий
момент направлен противоположно моменту, стремящемуся повернуть раму вокруг
оси х;
вследствие этого прецессия Г. прекращается. Рассмотренная рама
стабилизирована по отношению к поворотам вокруг оси х
. Повернуть раму
вокруг любой оси, перпендикулярной х
, можно беспрепятственно, но возникающий
при этом гироскопич. момент может вызвать значит. давления на подшипники Г.
и их кожухов. Сочетание трёх таких рам с взаимно перпендикулярными осями приводит
к пространств. стабилизации (напр., искусств. спутника).
В силовых гироскопич. системах,
в отличие от свободных Г., из-за больших моментов инерции стабилизируемых масс
возникают весьма заметные колебат. движения типа нутаций. Должны быть приняты
спец. меры для того, чтобы эти колебания были затухающими, иначе в системе возникают
. В технике применяются и др. гироскопич. приборы, принципы действия
к-рых основаны на свойствах Г.
Лит.:
Булгаков Б.
В., Прикладная теория гироскопов, 3 изд., M., 1976; Николаи E. Л., Гироскоп
в кардановом подвесе, 2 изд., M., 1964; Малеев П. И., Новые типы гироскопов,
Л., 1971; Магнус К., Гироскоп. Теория и применение, пер. с нем., M., 1974; Ишлинский
А. Ю, Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация, M., 1976; его же, Механика
относительного движения и силы инерции, M., 1981; Климов Д. M., Харламов С.
А., Динамика гироскопа в кардановом подвесе, M., 1978; Журавлев В. Ф., Климов
Д. M., Волновой твердотельный гироскоп, M., 1985; Новиков Л. 3., Шаталов M.
Ю., Механика динамически настраиваемых гироскопов, M., 1985.
А. Ю. Ишлинский .
Как известно, ещё из школьной программы, жизнь на планете – Земля зародилась, как ни парадоксально, не на земле, а в воде, поэтапно совершая своё эволюционное развитие от простейших организмов к более сложным. Именно вода стала колыбелью жизни на Земле. Ещё задолго до появления первых людей на планете, в морях и океанах появились первые живые существа. Они размножались и развивались, так постепенно сформировались древние морские млекопитающие , как в прочем и другие морские обитатели.Пройдя долгий путь своего эволюционного развития, они превратились в тех , которых мы знаем и можем с вами наблюдать в настоящее время. Хотя, в учёном мире существует и другая версия происхождения отдельных видов морских млекопитающих . Ряд учёных выдвигает версию о том, что некоторые виды произошли от сухопутных животных, а затем вторично вернулись в морскую стихию. И сегодня мы об этом поговорим.
Афалины (или бутылконосые дельфины)
Морские млекопитающие и их многообразие
Сегодня существует довольно много видов морских млекопитающих , несмотря на то, что их предкам пришлось претерпеть существенные изменения. Ведь за тысячи лет условия для развития и размножения не всегда были благоприятными. Какие-то виды животных вымирали, а какие-то, наоборот нашли возможность развиваться, размножаться и адаптироваться к окружающей их среде. Так постепенно сформировались современные морские млекопитающие , многие из которых вам хорошо знакомы.
Ушастые тюлени
Морские млекопитающие – это большая группа млекопитающих, чья жизнь полностью или наполовину связана с водной морской средой, т.е. это животные, которые всю свою жизнь, или половину жизни проводят в морской воде. Надо сказать, что все морские млекопитающие делятся на систематические группы, о которых мы поговорим далее.
В настоящее время насчитывается около 128 видов морских млекопитающих , что составляет примерно 2,7% от общего числа всех существующих млекопитающих на Земле. Эти животные весьма разнообразны, среди них можно встретить совсем небольших по размерам и весу – всего от нескольких килограммов, до гигантских, чей вес может достигать десятки тонн!
Большая косатка
Систематика видов морских млекопитающих
Все существующие виды морских млекопитающих делятся на отряды, подотряды, группы и семейства.
- Первый отряд – . Он включает в себя два семейства. Первое семейство – это ламантины (Trichechidae). Всего известно три вида ламантинов (американский ламантин, африканский ламантин и амазонский ламантин). Второе семейство — дюгони (Dugongidae). В настоящее время существует единственный представитель этого семейства – дюгонь.
Дюгонь
- Второй отряд — . Этот отряд включает в себя два подотряда. Первый – усатые киты (Mysticeti), к которому относится около пятнадцати видов китов, второй – зубатые киты (Odontoceti). Подотряд зубатых китов насчитывает около 73 видов этих крупных морских млекопитающих.
Кашалот
- Третий, самый многочисленный отряд – хищные (Carnivora). Он делится следующим образом: в него входит большая группа , которая, в свою очередь подразделяется на три семейства:
— 1) настоящие тюлени (Phocidae) – примерно 20 видов;
— 2) ушастые тюлени (Otariidae) – приблизительно 16 видов;
— 3) моржи (Odobenidae) – всего один вид.
Морж
Стоит отметить, что ещё совсем недавно ластоногих считали самостоятельным отрядом. Далее рассматриваемый отряд делится на семейство куньих (Mustelidae), к которому относится морская выдра (Lontra felina) и калан (Enhydra lutris), и ещё одно семейство – медвежьих (Ursidae). К семейству медвежьих данного отряда относиться единственный представитель – белый медведь (Ursus maritimus).
Морские выдры
В этом разделе мы в общих чертах поговорили о видах морских млекопитающих , в следующих статьях, мы обязательно подробно остановиться на каждом из них. А теперь, предлагаем вашему вниманию невероятный документальный фильм «Большой синий кит», уверены — он вам понравится:
Морские млекопитающие - сборная группа водных и полуводных млекопитающих, чья жизнь полностью или существенную часть времени проходит в морской среде. В эту категорию входят представители различных систематических групп млекопитающих: сирены, китообразные, ластоногие - ушастые тюлени, настоящие тюлени, моржовые. Помимо этих животных к морским млекопитающим также относят единичных представителей семейств куньих (калан и морская выдра) и медвежьих (белый медведь). В целом к морским млекопитающим относится около 128 видов, составляющих 2,7% от общего числа млекопитающих.
Морские млекопитающие - это звери, произошедшие от сухопутных животных, которые вторично связали свою жизнь на определенном этапе эволюционного развития с морской водной стихией. Сирены и китообразные произошли от предков копытных, тогда как ластоногие, каланы и белый медведь берут своё начало от древних псообразных.
Задолго до появления на нашей планете людей, моря и океана были освоены морскими млекопитающими - китообразными и ластоногими. Находки палеонтологов подтверждают существование китов и 26 млн. лет назад в кайнозойском периоде. В процессе эволюции видовой состав морских млекопитающих претерпел существенные изменения. Менялись эпохи и вместе с ними и условия существования, одни виды вымирали, другие, наоборот, сумели адаптироваться и приумножать свою численность.
Виды млекопитающих животных, обитающих в морях и океанах, очень интересны и разнообразны как по образу жизни, так и по внешнему облику. Рассмотрим основных представителей.
1. Киты . К ним относятся разные виды: , гренландские, кашалоты, клюворылые, малые полосатики и другие.
2. Касатки . Очень близкие к китам животные, опасные убийцы морских и океанских просторов.
3. Дельфины . Разные виды: афалины, клювоголовые, короткоголовые, морские свиньи, белухи и другие.
4. Нерпы . Животные из рода тюленей, самая распространенная - кольчатая нерпа.
5. Тюлени . Включают несколько разновидностей: крылатки, пятнистые тюлени, ушастые, настоящие, лахтаки и другие.
6. Морские слоны двух видов: северные и южные.
7. Морские львы .
8. Морские коровы - на сегодняшний день практически истребленное человеком млекопитающее морское животное.
9. Моржи .
10. Морские котики .
Как и у сухопутных видов, у морских и океанских животных тоже есть отличительные особенности, по которым их можно отнести к классу млекопитающих. Какие животные относятся к млекопитающим? Как и для всех представителей этого класса, для морских и океанских млекопитающих характерно выкармливание своего потомства молоком через специальные молочные железы. Эти животные вынашивают потомство внутри себя (внутриутробное развитие) и воспроизводят его при помощи процесса живорождения. Это пойкилотермные животные (теплокровные), они имеют потовые железы, толстый слой подкожного жира гликогена. В наличии имеется диафрагма, позволяющая дышать. Данные приспособления позволяют с уверенностью отнести всех вышеперечисленных животных именно к морским и океанским млекопитающим.
Морской лев
Отряд Ластоногие
Это крупные звери, имеющие веретенообразное тело, короткую шею и превращенные в ласты конечности. Они большую часть времени проводят в воде, на берег выходят лишь для размножения или для кратковременного отдыха. Известно около 30 видов, среди них - гренландский тюлень, морской котик и .
Гренландский тюлень - это ластоногое животное, у которого ушных раковин нет, задние ласты короткие, вытянуты назад и для передвижения на суше не служат. Они на суше ползут, загребая за поверхность передними ластами. У взрослых тюленей шерсть негустая, без подшерстка. У молодых, еще не умеющих плавать, мех густой, обычно белый.
Гренландский тюлень - обитатель арктических морей. Большую часть года тюлени проводят в открытом море, питаясь рыбой, моллюсками и рачками. Зимой стада тюленей подходят к берегам и выбираются на большие ровные ледяные поля. Здесь самка рождает одного крупного зрячего детеныша. Белая шкурка тюлененка с густым мехом защищает его от мороза и делает незаметным среди снегов. С началом весны стадо откочевывает на север. Тюленей промышляют ради шкур и жира.
Морской котик имеет ушные раковины и задние ласты, используемые для передвижения. Задние ласты на суше подгибаются под тело, затем выпрямляются - котик совершает прыжок.
Морской котик живет в дальневосточных морях. Его тело покрыто густым мехом с плотным, водонепроницаемым подшерстком. В начале лета котики большими стадами выходят на берега островов для размножения. Самка рождает одного детеныша, покрытого черными волосами. Осенью, когда детеныши подрастут и научатся плавать, котики покидают острова до весны. У котиков ценный мех.
Морж - наиболее крупный из всех ластоногих, длиной до 4 м и массой до 2 000 кг. У моржа кожа голая, волос нет. Для него характерны огромные клыки, длиной 40-70 см, свисающие с верхней челюсти вертикально вниз. Ими моржи роются на дне, добывая оттуда различных крупных беспозвоночных - моллюсков, раков, червей. Наевшись, любят поспать на берегу, собравшись тесной кучей. При движении по суше задние ноги подворачивают под тело, но ввиду огромной массы далеко от воды не уходят. Обитают в северных морях.
Отряд Китообразные
Это полностью водные млекопитающие никогда не выходящие на сушу. Они плавают при помощи хвостового плавника и пары передних конечностей, видоизмененных в ласты. Задних конечностей нет, но по двум небольшим косточкам, находящимся на месте таза, можно судить о том, что предки китообразных имели также и задние конечности. Детеныши китообразных рождаются вполне сформированными и сразу же могут следовать за матерью.
Синий кит - самое крупное современное млекопитающее. Отдельные экземпляры достигают в длину 30 м и массы 150 т. Это соответствует массе не менее 40 слонов. Синий кит относится к беззубым китам. Он не имеет зубов и питается мелкими водными животными, главным образом рачками. С верхней челюсти животного свисают многочисленные эластичные роговые пластины с бахромчатыми краями - китовый ус. Набрав в огромную ротовую полость воду, кит процеживает ее через ротовые пластинки, а застрявших рачков проглатывает. За сутки синий кит съедает 2-4 т пищи. Киты, имеющие вместо зубов китовый ус, относятся к усатым, или беззубым китам. Их известно 11 видов.
Другая группа - это зубатые киты , имеющие многочисленные зубы, у некоторых до 240 штук. Зубы у них все одинаковые, конусовидные, служат только для захвата добычи. К зубатым китам относятся дельфины и кашалоты.
Дельфины - относительно небольшие (длиной 1,5-3 м) китообразные, морда которых вытянута, как клюв. У большинства есть спинной плавник. Всего их 50 видов. Добычу дельфины отыскивают с помощью ультразвуков. В воде они издают щелкающие звуки или прерывистый свист высокого тона, а отраженное от предмета эхо улавливают органами слуха.
Звуковыми сигналами дельфины могут обмениваться друг с другом, благодаря чему быстро собираются там, где кто-либо из них обнаружил стаю рыб. Если с одним дельфином случается какое-либо несчастье, то другие приходят ему на помощь, как только заслышат тревожные сигналы. Головной мозг дельфинов имеет сложное строение, в его больших полушариях множество извилин. В неволе дельфины быстро приручаются и легко поддаются дрессировке. Охота на дельфинов запрещена.
В северных и дальневосточных морях, а также в Балтийском и Черном живет дельфин-белобочка длиной не более 2,5 м. Его стройное тело сверху черного цвета, живот и бока белые. На вытянутых челюстях белобочки располагается более 150 зубов одинаковой конической формы. Ими дельфин схватывает и удерживает рыбу, которую проглатывает целиком.
Кашалот - крупный зубатый кит. Длина самцов до 21м, самок - до 13 м и масса до 80 т. У кашалота огромная голова - до 1/3 длины тела. Любимая его пища - крупные головоногие моллюски, за которыми он ныряет на глубину до 2 000 м и может находиться под водой до 1,5 ч.
Морские млекопитающие могут находиться под водой разное количество времени. Например, киты могут не дышать под водой от 2 до 40 минут. Кашалот может не дышать под водой до полутора часов. На то, сколько под водой может пробыть млекопитающее, влияет объем его легких. Также важную роль играет содержание в мышцах особого вещества - миоглобина.
Морские млекопитающие, как и сухопутные, бывают хищниками и травоядными. Например, ламантины - это травоядные млекопитающие, а дельфины и касатки - хищники. Травоядные млекопитающие питаются различными водорослями, а хищникам необходима животная пища - рыбы, рачки, моллюски и другие.
Самое распространенное из морских млекопитающих - это тюлень Ларга, который обитает у берегов и охотится на рыбу, причем для этого он отплывает на значительные расстояния от берега. Поохотившись, он возвращается на берег, чтобы накормить детенышей и отдохнуть самому. Тюлень Ларга имеет серый окрас с коричневыми пятнами. Именно поэтому он и получил свое название. Тюлени Ларга могут образовывать целые поселения, где живет от нескольких сот до нескольких тысяч особей.
Самое крупное морское млекопитающее - голубой кит. Благодаря своим размерам он занесен в книгу рекордов Гиннеса. Средняя длина гиганта - 25 метров. А средний вес - 100 тонн. Такие впечатляющие размеры выделяют его не только среди морских животных, но и вообще среди млекопитающих. Несмотря на устрашающий вид киты не опасны для людей, так как они питаются исключительно рыбой и планктоном.
Самое опасное морское млекопитающее - это . Несмотря на то, что она не нападает на человека, все же является грозным хищником. Ее боятся даже киты. Недаром касатку называют китоубийцей. Кроме китов, она может вести охоту на дельфинов, морских львов, тюленей и котиков, а также на их детенышей. Были случаи нападения касаток на лосей и оленей, которые переплывали узкие прибрежные каналы.
Когда касатки охотятся на тюленей, они устраивают засады. При этом охотится только лишь самец, а остальные касатки ждут в отдалении. Если же тюлень или пингвин плывут на льдине, то касатки подныривают под льдину и бьют по ней. Жертва в результате ударов падает в воду. На крупных китов нападают в основном самцы. Они объединяются и все вместе нападают на жертву и кусают ее за горло и за плавники. Когда касатки нападают на кашалота, они не дают ему возможности скрыться в глубине моря. Как правило, они стараются отделить кита от стада или же отбивают детеныша от матери.
Ламантины
Самое дружелюбное к человеку морское млекопитающее - это дельфин. Известно много случаев, когда дельфины спасали людей, попавших в кораблекрушения. Они подплывали к людям, а те цеплялись за их плавники, таким образом дельфины доставляли людей до ближайшего берега. Известно, что не было случаев нападения дельфинов на людей. Да и дети и взрослые очень любят этих миролюбивых животных. В дельфинариях можно посмотреть на выступления дельфинов в воде. Между прочим, дельфины очень умные и учеными установлено, что их мозг может быть еще более развитым, чем мозг человека.
Касатка - это самое быстрое морское млекопитающее. Она может разгоняться до 55,5 километров в час. Такой рекорд был зафиксирован в 1958 году в восточной части Тихого океана. Распространена касатка по всему Мировому океану. Ее можно встретить и вблизи берегов и в открытых водах. Касатка не заходит лишь в Восточно-Сибирское, Черное и в море Лаптевых.