陀螺地平儀

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更新時間: 2013-12-12

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利用陀螺特性測量飛機俯仰和傾側姿態的飛行儀錶。飛行姿態對於飛機的運動狀態和保證飛行安全都有重要的意義,因此,陀螺地平儀或指引地平儀作為首要的飛行儀錶,通常被安裝在儀錶板中間最顯著的位置上。

陀螺地平儀 -陀螺地平儀
陀螺地平儀 -正文
  為了在飛機上測量其姿態,必須在機上建立一個地垂線或地平面基準。擺具有敏感地垂線的特性,但受加速度干擾時會產生很大的誤差。陀螺儀的自轉軸具有方向穩定的特性,但不能自動找到地垂線。陀螺地平儀結合二者的特性,以陀螺儀為基礎,用擺式敏感元件和力矩執行元件所組成的修正裝置對它進行修正,使自轉軸精確而穩定地重現地垂線。液體開關是現代地平儀常用的一種擺式敏感元件。它是具有擺的特性和電路開關特性的氣泡水準儀。密封容器內裝有特殊導電液體並留有氣泡,還裝有相互絕緣的電極。液體開關感受陀螺自轉軸相對地垂線的偏差,並將它變成電信號送至相應的力矩電機,產生修正力矩,使自轉軸再現地垂線。修正速度一般為幾度每分鐘。由於緩慢修正,當飛機加速度干擾引起液體開關的液面傾斜時,在短時間內錯誤修正僅引起自轉軸偏離地垂線一個很小的角度。而且,當飛機線加速度或盤旋角速度超過一定值時,會自動切斷相應的修正電路,以消除錯誤修正,提高抗干擾能力。儀錶起動前陀螺自轉軸處於隨意位置,為使自轉軸快速重現地垂線,起動時可加大修正力矩或靠鎖定裝置把自轉軸鎖在地垂線方向上。
陀螺地平儀陀螺地平儀
  陀螺外環軸平行於飛機縱軸安裝。飛機俯仰或傾側時,儀錶殼體隨之轉動,而陀螺自轉軸仍然重現地垂線,通過指示機構中飛機標誌相對地平線的位置,直觀而形象地顯示出飛機的姿態。為了防止俯仰角為90°時外環軸與自轉軸重合而使陀螺儀錶失去正常工作條件,殲擊機地平儀中增設了隨動環,將陀螺轉子和內外環都安裝在隨動環上,而隨動環軸平行於飛機的縱軸安裝。飛機作任何姿態的機動飛行,隨動環都能保證自轉軸、內環軸和外環軸三者正交,從而使俯仰角和傾側角的顯示範圍均可達到360°。
  陀螺地平儀分為直讀式與遠讀式兩種。直讀式直接通過表的指示機構表示飛機姿態。遠讀式通過裝在陀螺儀上的感測元件輸出飛機姿態信號,由遠距傳輸系統送到地平指示器進行顯示。這種帶有信號感測元件的陀螺儀稱為垂直陀螺,它作為姿態感測器可向各機載系統提供飛機俯仰和傾側角信號。殲擊機用直讀式地平儀,在飛機爬升時,飛機標誌移到地平線下方,俯衝時則相反,不符合直觀感覺,遠讀式地平儀則能克服這一缺點。
  參考書目
 南京航空學院《航空陀螺儀原理》編寫組編:《航空陀螺儀原理》,國防工業出版社,北京,1981。
陀螺地平儀 -配圖
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