Alai

Câteva instrumente de zbor utilizează proprietățile unui giroscop pentru funcționarea lor. Cele mai comune instrumente care conțin giroscoape sunt coordonatorul de viraj, indicatorul de direcție și indicatorul de atitudine. Pentru a înțelege modul de funcționare a acestor instrumente este necesară cunoașterea sistemelor de alimentare a instrumentelor, a principiilor giroscopice și a principiilor de funcționare ale fiecărui instrument.

Principiile giroscopice

Care obiect care se rotește prezintă proprietăți giroscopice. O roată sau un rotor proiectat și montat pentru a utiliza aceste proprietăți se numește giroscop. Două caracteristici importante de proiectare ale unui giroscop instrumental sunt greutatea mare pentru dimensiunile sale, sau densitatea mare, și rotația la viteză mare cu rulmenți cu frecare redusă.

Există două tipuri generale de montări; tipul utilizat depinde de proprietatea giroscopului care este utilizată. Un giroscop montat liber sau universal este liber să se rotească în orice direcție în jurul centrului său de greutate. Se spune că o astfel de roată are trei planuri de libertate. Roata sau rotorul este liber să se rotească în orice plan în raport cu baza și este echilibrat astfel încât, cu roata giroscopului în repaus, să rămână în poziția în care este plasat. Giroscoapele cu montaj restrâns sau semi-rigid sunt cele montate astfel încât unul dintre planurile de libertate este ținut fix în raport cu baza.

Există două proprietăți fundamentale ale acțiunii giroscopice: rigiditatea în spațiu și precesia.

Rigiditatea în spațiu

Rigiditatea în spațiu se referă la principiul conform căruia un giroscop rămâne într-o poziție fixă în planul în care se rotește. Un exemplu de rigiditate în spațiu este cel al unei roți de bicicletă. Pe măsură ce roțile de bicicletă își măresc viteza, ele devin mai stabile în planul lor de rotație. Acesta este motivul pentru care o bicicletă este instabilă și manevrabilă la viteze mici și stabilă și mai puțin manevrabilă la viteze mai mari.

Prin montarea acestei roți, sau a giroscopului, pe un set de inele cardanice, giroscopul este capabil să se rotească liber în orice direcție. Astfel, dacă inelele cardanice sunt înclinate, răsucite sau deplasate în alt mod, giroscopul rămâne în planul în care se rotea inițial.

Precesie

Precesia este înclinarea sau rotirea unui giroscop ca răspuns la o forță de deviere. Reacția la această forță nu are loc în punctul în care a fost aplicată; mai degrabă, are loc într-un punct care se află cu 90° mai târziu în direcția de rotație. Acest principiu permite giroscopului să determine o rată de rotație prin detectarea cantității de presiune creată de o schimbare de direcție. Viteza de precesie a giroscopului este invers proporțională cu viteza rotorului și proporțională cu forța de deviere.

Utilizând exemplul bicicletei, precesia acționează asupra roților pentru a permite bicicletei să se rotească. În timpul mersului cu viteză normală, nu este necesar să se rotească ghidonul în direcția virajului dorit. Un biciclist se apleacă pur și simplu în direcția în care dorește să meargă. Deoarece roțile se rotesc în sensul acelor de ceasornic atunci când sunt privite din partea dreaptă a bicicletei, dacă un biciclist se apleacă spre stânga, se aplică o forță în partea superioară a roții din stânga. Forța acționează de fapt la 90° în direcția de rotație, ceea ce are ca efect aplicarea unei forțe în partea din față a anvelopei, ceea ce face ca bicicleta să se deplaseze spre stânga. Este necesar să se rotească ghidonul la viteze mici din cauza instabilității giroscoapelor care se rotesc lent și, de asemenea, pentru a crește viteza de virare.

Precesia poate crea, de asemenea, unele erori minore în unele instrumente. Precesiunea poate face ca un giroscop care se rotește liber să fie deplasat de la planul său de rotație prevăzut, prin frecarea rulmenților etc. Anumite instrumente pot necesita o realiniere corectivă în timpul zborului, cum ar fi indicatorul de direcție.

Surse de energie

În unele aeronave, toate giroscoapele sunt acționate prin vid, presiune sau electric. La alte aeronave, sistemele de vid sau de presiune furnizează energia pentru indicatoarele de direcție și de atitudine, în timp ce sistemul electric furnizează energia pentru coordonatorul de viraj. Majoritatea aeronavelor au cel puțin două surse de alimentare pentru a se asigura că este disponibilă cel puțin o sursă de informații despre mal în cazul în care o sursă de alimentare se defectează. Sistemul de vid sau de presiune învârte girofarul prin atragerea unui curent de aer împotriva paletelor rotorului pentru a roti rotorul la viteză mare, la fel ca în cazul funcționării unei roți hidraulice sau a unei turbine. Cantitatea de vid sau presiune necesară pentru funcționarea instrumentului variază, dar este de obicei între 4,5 „Hg și 5,5 „Hg.

O sursă de vid pentru girofaruri este o pompă cu palete acționată de motor care este montată pe carcasa accesoriilor motorului. Capacitatea pompei variază de la o aeronavă la alta, în funcție de numărul de giroscoape.

Un sistem tipic de vid este format dintr-o pompă de vid acționată de motor, o supapă de siguranță, un filtru de aer, un manometru și tubulatura necesară pentru a completa conexiunile. Manometrul este montat în panoul de instrumente al aeronavei și indică valoarea presiunii din sistem (vidul se măsoară în inci de mercur mai puțin decât presiunea ambiantă).

Cum se arată în figura 8-20, aerul este aspirat în sistemul de vid de către pompa de vid acționată de motor. Acesta trece mai întâi printr-un filtru, care împiedică materiile străine să intre în sistemul de vid sau de presiune. Aerul se deplasează apoi prin indicatoarele de atitudine și de direcție, unde determină rotirea giroscoapelor. O supapă de siguranță împiedică presiunea de vid, sau aspirația, să depășească limitele prescrise. După aceea, aerul este expulzat peste bord sau este utilizat în alte sisteme, cum ar fi pentru umflarea cizmelor pneumatice de degivrare.

Este important să se monitorizeze presiunea de vacuum în timpul zborului, deoarece indicatorii de atitudine și de direcție pot să nu furnizeze informații fiabile atunci când presiunea de aspirație este scăzută. Manometrul de vid, sau de aspirație, este în general marcat pentru a indica intervalul normal. Unele aeronave sunt echipate cu o lumină de avertizare care se aprinde atunci când presiunea de vid scade sub nivelul acceptabil.

Când presiunea de vid scade sub intervalul normal de funcționare, instrumentele giroscopice pot deveni instabile și imprecise. Verificarea încrucișată a instrumentelor în mod curent este un bun obicei de dezvoltat.

Flight Literacy recomandă

Rod Machado’s Private Pilot Handbook -Flight Literacy recomandă produsele lui Rod Machado pentru că el ia ceea ce în mod normal este sec și plictisitor și îl transformă cu umorul său caracteristic, ajutându-vă să vă mențineți implicat și să rețineți informațiile mai mult timp. (vezi toate produsele lui Rod Machado).

.