Молекулы И. г. одноатомны. Все И. г. не имеют цвета, запаха и вкуса; бесцветны они в твёрдом и жидком состоянии. Наличие заполненной внешней электронной оболочки обусловливает не только высокую химическую инертность И. г., но и трудности получения их в жидком и твёрдом состояниях (см. таблицу). Другие физические свойства И. г. см. в статьях об отдельных элементах.
Элемент Атомная масса Содержание в воздухе, об. % Атомные радиусы, Первые потенциалы ионизации,
в При 1 атм. (~100
кн/м 2 ) по А. Бонди по В. И. Лебедеву
t пл , °С
t кип , °С Не 4,0026 4,6·10-4 1,40 0,291 24,58 —272,6* —268,93 Ne 20,179 1,61·10-3 1,54 0,350 21,56 —248,6 —245,9 Ar 39,948 0,9325 1,88 0,690 15,76 —189,3 —185,9 Kr 83,80 1,08·10-4 2,02 0,795 14,00 —157,1 —153,2 Xe 131,30 8·10-6 2,16 0,986 12,13 —111,8 —108,1 Rn 222** 6·10-18 — 1,096 10,75 около —71 около —63
*При 26 атм. (~2,6 Мн /м 2 ). **Массовое число наиболее долгоживущего изотопа.
Долгое время попытки получить химические соединения И. г. оканчивались неудачей. Положить конец представлениям об абсолютной химической недеятельности И. г. удалось канадскому учёному Н. Бартлетту, который в 1962 сообщил о синтезе соединения Xe с PtF6 . В последующие годы было получено большое число соединений Kr, Xe и Rn, в которых И. г. имеют степени окисления +1, +2, +4, +6 и +8. При этом существенно, что для объяснения строения этих соединений не потребовалось принципиально новых представлений о природе химической связи, и связь в соединениях И. г. хорошо описывается, например, методом молекулярных орбиталей (см. Валентность , Молекулярных орбиталей метод ). Из-за быстрого радиоактивного распада Rn его соединения получены в ничтожно малых количествах и состав их установлен ориентировочно. Соединения Xe значительно стабильнее соединений Kr, а получить устойчивые соединения Ar и более лёгких И. г. пока не удалось. В большинстве реакций И. г. участвует фтор: одни вещества получают, действуя на И. г. фтором или фторсодержащими агентами (SbF5 , PtF6 и т. д.), другие образуются при разложении фторидов И. г. Имеются указания на возможность протекания реакций Xe и Кr с хлором. Получены также окислы (Xe03 , Xe04 ) и оксигалогениды И. г.
Кроме указанных выше соединений, И. г. образуют при низких температурах соединения включения . Так, все И. г., кроме Не, дают с водой кристаллогидраты типа Хе×6Н2 О, с фенолом тяжёлые И. г. дают соединения типа Хе×3С6 Н5 ОН и т. д.
Промышленное использование И. г. основано на их низкой химической активности или специфических физических свойствах. Примеры применения И. г. см. в статьях об отдельных элементах.
Лит.: Финкельштейн Д. Н., Инертные газы, М., 1961; Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В., Инертные газы, М., 1964; Крамер Ф., Соединения включения, пер. с нем., М., 1958; Бердоносов С. С., Инертные газы вчера и сегодня, М., 1966; Соединения благородных газов, пер. с англ., М., 1965; Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Современная неорганическая химия, пер. с англ., ч. 2, М., 1969; Дяткина М. Е., Электронное строение соединений инертных газов, «Журнал структурной химии», 1969, т. 10, № 1, с. 164.
С. С. Бердоносов.
Инерциальная навигационная система
Инерциа'льная навигацио'нная систе'ма, система инерциальной навигации, навигационное устройство, в основу работы которого положены классические (ньютоновские) законы механики. В И. н. с. исходной (главной) системой отсчёта, по отношению к которой производятся инерциальные измерения, служит инерциальная (абсолютная, т. е. неподвижная относительно звёзд) система. Посредством И. н. с. определяют координаты, скорость, ускорение и др. основные параметры движения объекта (самолёта, ракеты, космического корабля, надводных и подводных судов и др.). И. н. с. имеют перед другими навигационными системами (см. Радионавигационная система ) большие и важные преимущества — универсальность применения, возможность определения основных параметров движения, автономность действия, абсолютную помехозащищенность. Эти качества определили И. н. с. как наиболее перспективную навигационную систему.
Принцип действия И. н. с. состоит в моделировании (представлении) поступательного движения объекта, характеризуемого изменением во времени ускорения, скорости и координат, подобным процессом движения воспринимающего элемента (массы) пространственного (трёхкомпонентного) акселерометра (в общем случае с компенсацией гравитационного ускорения). Уравнение движения воспринимающего элемента в инерциальной системе координат является основным уравнением инерциального метода определения параметров движения; в общем случае имеет вид:
где — ускорение, измеряемое акселерометром; — радиус-вектор точки М (центра тяжести воспринимающего элемента) в инерциальной системе координат; — сила притяжения единицы массы воспринимающего элемента в точке М (ускорение тяготения).
Сущность инерциального метода (рис. ) состоит в измерении акселерометром исходного параметра (ускорения) и интегрировании основного уравнения: одинарном — для определения скорости, двойном — для определения координат. Ориентирование измерительных осей акселерометров по заданным направлениям производится свободными или управляемыми (по сигналам от акселерометров) гироскопическими устройствами (гироскопом, гиростабилизатором, гирорамой и др.) или астростабилизаторами, а также сочетанием этих средств. Для интегрирования основного уравнения используются гироскопические, электромеханические и др. интеграторы . И. н. с. содержит построитель (инерциальная вертикаль) или вычислитель направления вертикали места. Инерциальная вертикаль является высокоточной вертикалью и не возмущается (не отклоняется от вертикали места) при наличии горизонтальных ускорений.
И. н. с. различают по ряду признаков: по ориентации направлений осей чувствительности инерциальных измерителей (с произвольной ориентацией, с ориентацией по звёздам, по осям, жестко связанным с объектом, с неизменной ориентацией относительно небесного тела, например Земли, с горизонтальной ориентацией и др.); по способу построения вертикали места (с аналитической, или расчётной, вертикалью, с инерциальным построителем вертикали); по наличию стабилизированной платформы (со стабилизированной гироскопической или астроплатформой, бесплатформенные) и др.
И. н. с. весьма сложны, дорогостоящи. Срок службы их меньше, чем у обычных гироскопических приборов. Для правильного функционирования И. н. с. перед стартом объекта требуется ввести начальные данные по координатам пункта старта и скорости, произвести ориентирование инерциальных измерителей. Точность некорректируемых И. н. с. зависит от времени. Поэтому возможность получения информации от И. н. с., удовлетворяющей заданным требованиям, ограничена во времени. Так, за час полёта лучшие образцы И. н. с. имеют погрешность в определении координат примерно 1,5—5 км. Для уменьшения погрешностей и расширения возможностей использования применяют различные способы коррекции от радионавигационных, радиолокационных и астронавигационных средств.
Лит.: Принципы инерциальной навигации, пер. с англ., под ред. В. А. Боднера, М., 1965; Помыкаев И. И., Инерциальный метод измерения параметров движения летательных аппаратов, М., 1969.
И. И. Помыкаев.
Блок-схема инерциальной навигационной системы: 1 — блок инерциальных измерителей и построителей направлений в пространстве (акселерометры и гироскопические устройства), посредством которого реализуется заданная ориентация измерительных осей и с которого выдаётся измерительная информация в вычислитель; 2 — вычислительный блок, в котором осуществляются интегрирование основного уравнения, вычисление необходимых параметров движения, формирование сигналов (в некоторых инерциальных навигационных системах) управления ориентацией инерциальных измерителей и сигналов компенсации систематических погрешностей (ускорения тяготения, поворотного ускорения, от несферичности Земли и др.); 3 — блок времени, из которого в блоки 1, 2, 4 поступают сигналы мирового времени; 4 — блок ввода начальной информации в блоки 1 и 2 для ориентации инерциальных измерителей и интегрирования основного уравнения; А — поступление начальной информации; Б — выдача конечной информации о параметрах движения. Стрелками показаны направления поступления информации.
