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Strumenti-07 Principio giroscopico

Principio giroscopico: Qualunque massa che ruoti intorno ad un asse acquisisce determinate proprietà dette proprietà giroscopiche.  Per esempio, la ruota dell’automobile, quando ruota acquisisce questa proprietà. 

Il principio giroscopico permette alla massa rotante di mantenere, nel tempo, la propria posizione nello spazio. Potete provarlo facilmente. Mettete una bicicletta appoggiata sul sellino con le ruote per aria. Ora prendetela per poterla rimettere in posizione corretta ricordandovi con quale facilità siete riusciti a farlo. Ora rimettetela con le ruote per aria e utilizzando i pedali, fate girare la ruota posteriore abbastanza velocemente. Ora riprovate a metterla in posizione corretta. Noterete che dovete fare un notevole sforzo, rispetto al precedente, per poterla spostare. La ruota, ruotante attorno al proprio asse, le permette di acquisire le proprietà giroscopiche e a farla rimanere nella stessa posizione. 

Qualunque massa rotante progettata e montata in modo da sfruttare questa proprietà, costituisce un giroscopio.

Il principio giroscopico permette alla massa rotante di mantenere, nel tempo, la propria posizione nello spazio. 

Il giroscopio, schematicamente illustrato in figura, consiste in un disco di massa consistente, ruotante a velocità conveniente intorno ad un asse convenzionalmente denominato X, montato su un sistema cardanico che gli permette libertà di movimento introno ad un asse verticale denominato Z e un asse orizzontale denominato Y.

Quando un giroscopio, come nel caso di quello raffigurato, è libero di ruotare introno ai suoi tre assi, si dice che ha tre gradi di libertà.

Se si blocca lo snodo cardanico intorno ad uno dei due assi Y o Z, al giroscopio rimangono due gradi di libertà.

Quando il funzionamento di un giroscopio a 3 gradi di libertà è perturbato da una forza esterna che tenta di spostare il disco dal piano in cui giace, il disco reagisce con una rotazione attorno all’asse Z. Questa reazione è detta precessione.

La precessione apparente è una conseguenza dell’azione concomitante della rigidità giroscopica, che mantiene il disco in un piano fisso rispetto allo spazio e della rotazione terrestre che trascina con sé tutto il giroscopio.

Il gruppo di strumenti giroscopici  di bordo è formato dall’indicatore di prua o direzionale, dall’indicatore di virata o virometro e dall’indicatore di assetto o orizzonte artificiale.

Poiché la disponibilità di uno o più di questi strumenti è indispensabile per la condotta del volo in assenza di visibilità esterna, si è provveduto a diversificarne l’alimentazione così da ridurre al minimo le probabilità di rimanere totalmente privi delle loro indicazioni.

La rotazione dei rotori dei giroscopi viene realizzata in modo pneumatico o elettrico.

La soluzione più comune per gli aerei leggeri prevede che l’indicatore di virata sia azionato elettricamente e che il direzionale e l’orizzonte artificiale siano azionati pneumaticamente.

Gli strumenti alimentati elettricamente portano una bandierina rossa che compare in caso di avaria o mancanza di alimentazione.

Gli strumenti pneumatici vengono alimentati da un flusso d’aria generato da una pompa a secco autolubrificante azionata dal motore.

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