żyroskop

Giroskop - ciało sztywne, szybko wirujące wokół swej osi symetrii.

W roku 1852 znany francuski fizyk i astronom Jean B. Foucault zbudował żyroskop dla udowodnienia, że istnieje ruch obrotowy Ziemi wokół jej osi.

Żyroskop Foucaulta był umieszczony w zawieszeniu kardanowskim i dlatego mógł obracać się względem wszystkich trzech osi prostopadłych do siebie. Taki żyroskop nazywa się żyroskopem o trzech stopniach swobody; jego oś wirowania zachowuje stały kierunek w przestrzeni (tj. względem gwiazd). Właściwość tę wykorzystuje się w aparaturze automatycznego kierowania ruchem samolotów, torped, rakiet itd.

Drugą właściwością żyroskopu o trzech stopniach swobody jest wykonywanie dodatkowego ruchu obrotowego, zwanego precesją, w przypadku przyłożenia siły zewnętrznej, starającej się zmienić kierunek jego osi wirowania. Tę drugą własność żyroskopu o trzech stopniach swobody wykorzystuje się w żyrokompasie i lotniczym wskaźniku, zwanym sztucznym horyzontem (żyrokompas wskazuje kierunek "północ - południe", a sztuczny horyzont stale wskazuje odchylenie samolotu od płaszczyzny rzeczywistego horyzontu).


żyroskop Są też żyroskopy o dwóch stopniach swobody, w których swoboda ustawiania się osi żyroskopu jest ograniczona. Gdy podstawa takiego żyroskopu obraca się wokół osi pionowej, oś wirowania stara się zająć kierunek równoległy, a więc też pionowy. Tę właściwość wykorzystuje się m.in. w przypadkach ukazujących skręt samolotu, w aparaturze do nawigacji inercjalnej, w urządzeniach łagodzących kołysanie statku.


Warunkiem dobrej pracy żyroskopu jest duża prędkość obrotowa i małe tarcie w łożyskach. Ten drugi cel osiąga się łożyskując żyroskop na strumieniu sprężonego powietrza lub - jeszcze lepiej - "zawieszając" go w polu elektrostatycznym w próżni (wtedy żyroskop o prędkości 24 tys. obr./min wskazuje stały kierunek w przestrzeni z błędem nie większym niż 0,0001°/h, czyli 1° na 14 miesięcy!). Pierwszy żyrokompas zbudowano w roku 1908 (Anschutz), pierwszy "sztuczny horyzont" - w 1914 roku, pierwszy autopilot nowoczesnego typu - na początku lat dwudziestych, stabilizator statku morskiego - w 1911 roku (E. Sperry) 

Testy z BRD | Znaki drogowe | BRD 24 | Karta rowerowa | Karta rowerowa - to proste | Wiersze miłosne | 1000 pytań