陀螺仪

陀螺仪,设备包含一个快速旋转的轮子或束传播光用于检测对象的偏差从其所期望的方向。陀螺仪用于指南针和自动的飞行员在船只和飞机,在指导机制鱼雷,在惯性制导系统安装在空间运载火箭,弹道导弹,轨道卫星。

机械陀螺仪是基于一个原则在19世纪发现的Jean-Bernard-Leon福柯法国物理学家给了这个名字陀螺仪轮子,或转子安装在平衡环。的角动量转子的旋转导致它维持其态度即使万向节总成是倾斜的。福柯在1850年代使用这样一个转子和做了一个实验证明了纺车保持原来的方向在空间不管地球的旋转。这种能力提出了一系列陀螺仪的应用程序作为一个方向指示器,并于1908年第一个可行的陀螺罗经是由德国发明家h . Anschutz-Kaempfe用于潜水。1909年美国发明家埃尔默a·斯佩里建造了第一自动驾驶仪使用一个陀螺仪来维护飞机航线。第一个船舶自动驾驶仪是安装在一个由德国公司在1916年,丹麦的客船,在同年陀螺仪用于第一个人造水平仪的设计飞机。

陀螺仪用于自动操舵和正确的转弯和俯仰运动自德国巡航导弹和弹道导弹与它们的导弹和的v - 2导弹的第二次世界大战。同时,战争期间,陀螺仪的能力定义方向与一个伟大的精确度,与复杂的控制机制,结合使用导致了稳定的发展标尺投弹瞄准器,平台进行枪支和雷达天线船上。的惯性制导系统利用轨道航天器需要一个小平台,是一个非凡的稳定程度的精度;这仍然是由传统的陀螺仪。更大和更重的设备动力车轮轮(或反应)也用于一些卫星的姿态控制系统。

光学陀螺仪,几乎没有移动部件,用于商业客机,助推火箭,和轨道卫星。这些设备都是基于萨尼亚克效应,首先证明了1913年法国科学家乔治·萨尼亚克。萨尼亚克的演示中,一束光线分裂,一部分顺时针和逆时针的旋转平台的周围部分。虽然两束在一个封闭的循环中,光束旅行的方向旋转平台的回到原点后稍微梁旅行相反的旋转。结果,一个“边缘干扰”模式(光明与黑暗的交替乐队)发现,依赖于精确的转盘的旋转速度。

陀螺仪利用萨尼亚克效应开始出现在1960年代,以下的发明激光和发展的纤维光学。环形激光陀螺仪,激光束分裂,然后直接在相反的路径通过三个互相垂直的空心环连着一辆车。在现实中,“环”通常是三角形,正方形或矩形充满惰性气体通过梁的反映镜子。当车辆执行或俯仰运动,干涉图样中创建相应的陀螺仪测量的戒指光电电池。所有三个戒指然后数值模式集成为了确定的转率工艺在三维空间中。另一种类型的光学陀螺仪是光纤陀螺仪,分配与空心管和镜子的路由光通过薄纤维在小线轴。