定 てい 軸 じく 陀螺儀 ぎ
偏 へん 軸 じく 陀螺儀 ぎ
迴轉儀 ぎ 的 てき 構造 こうぞう
三 さん 軸 じく
早期 そうき 的 てき 惯性导航系 けい 统
陀螺儀 ぎ (英語 えいご :gyroscope ),是 ぜ 一 いち 種基 たねもと 於角 すみ 动量守恒 もりつね 的 てき 理論 りろん ,用 よう 來 らい 感 かん 測 はか 與 あずか 維持 いじ 方向 ほうこう 的 てき 裝置 そうち 。陀螺儀 ぎ 主要 しゅよう 是 ぜ 由 よし 一 いち 個 こ 位 い 於軸 じく 心 こころ 且可旋轉 せんてん 的 てき 轉 てん 子 こ 構成 こうせい 。由 よし 於轉子 こ 的 てき 角 かく 动量,陀螺儀 ぎ 一旦 いったん 開始 かいし 旋轉 せんてん ,即 そく 有 ゆう 抗拒 こうきょ 方向 ほうこう 改變 かいへん 的 てき 趨向 すうこう 。
陀螺儀 ぎ 多用 たよう 於惯性導 しるべ 航 こう 系統 けいとう ,如哈勃空 そら 间望远镜 、潜水 せんすい 艇 てい 。由 よし 于其精 せい 确性,陀螺经纬仪 中也 ちゅうや 使用 しよう 陀螺儀 ぎ 来 らい 保持 ほじ 隧道 すいどう 采 さい 矿的 てき 方向 ほうこう 。在 ざい 船舶 せんぱく 、飞机和 かず 航 わたる 天 てん 器 き 、一般 いっぱん 车辆中 ちゅう ,陀螺仪可用 よう 于陀螺 にし 罗盘 以辅助 すけ 或 ある 取 と 代 だい 磁罗盘,或 ある 作 さく 为惯性 せい 导航系 けい 统的一 いち 部分 ぶぶん 。
MEMS 陀螺仪在一 いち 些消 しょう 费电子 こ 产品 (如智能 ちのう 手 しゅ 机 つくえ )中 ちゅう 很常见。
歷史 れきし [ 编辑 ]
1852年 ねん 法 ほう 國 こく 的 てき 物理 ぶつり 學 がく 家 か 莱昂·傅 でん 科 か 為 ため 了 りょう 研究 けんきゅう 地球 ちきゅう 自轉 じてん ,首 しゅ 先 さき 發現 はつげん 高速 こうそく 轉 てん 動 どう 中 ちゅう 的 てき 轉 てん 子 こ (rotor),由 ゆかり 於慣性 かんせい 作用 さよう 它的旋轉 せんてん 軸 じく 永遠 えいえん 指向 しこう 一 いち 固定 こてい 方向 ほうこう ,他用 たよう 希 まれ 臘文 gyro(旋轉 せんてん )和 かず skopein(看 み )兩 りょう 字 じ 合 あい 為 ため gyroscopei一字來命名這種儀錶。
1860年代 ねんだい ,電動 でんどう 馬 ば 達 たち 的 てき 演 えんじ 進 すすむ 使 し 得 とく 陀螺儀 ぎ 能 のう 夠無限 げん 旋轉 せんてん ,進 しん 而誕生 たんじょう 了 りょう 第 だい 一 いち 組 くみ 航 こう 向 こう 指示 しじ 器 き 的 てき 原型 げんけい ,甚至是 ぜ 更 さら 複雜 ふくざつ 的 てき 儀 ぎ 器 き ——旋轉 せんてん 羅 ら 盤 ばん 。第 だい 一組有功能性的旋轉羅盤於1904年 ねん 由 ゆかり 德 とく 國 こく 發明 はつめい 家 か 赫爾曼·安 やす 修 おさむ 斯·康 かん 菲 申請 しんせい 專 せん 利 り [1] ,美國 びくに 人 じん 艾 もぐさ 爾 しか 默 だま ·斯派理 り 在 ざい 一年後也提出了他自己的設計。其他國家 こっか 很快地 ち 便 びん 發覺 はっかく 到 いた 陀螺儀 ぎ 在 ざい 軍事 ぐんじ 方面 ほうめん 的 てき 重要 じゅうよう 性 せい ——在 ざい 這個航行 こうこう 技術 ぎじゅつ 為 ため 最 さい 重要 じゅうよう 的 てき 軍事 ぐんじ 力量 りきりょう 指標 しひょう 的 てき 年代 ねんだい ,因 いん 而創立 そうりつ 了 りょう 他 た 們自己 じこ 的 てき 陀螺儀 ぎ 工業 こうぎょう 。斯派理 り 陀螺儀 ぎ 公司 こうし 快速 かいそく 擴張 かくちょう 並 なみ 供應 きょうおう 飛 ひ 機 き 與 あずか 船艦 せんかん 的 てき 穩定器 き ,其他陀螺儀 ぎ 開發 かいはつ 商 しょう 也跟進 しん 。[2]
到 いた 了 りょう 20世紀 せいき 末 すえ ,原本 げんぽん 只 ただ 在 ざい 飛 ひ 機 き 、導 しるべ 彈 だん 上 じょう 存在 そんざい 的 てき 陀螺儀 ぎ 逐步民 みん 用 よう 化 か ,也從機械 きかい 結構 けっこう 邁入電子 でんし 時代 じだい ,使用 しよう 的 てき 原理 げんり 也不盡 ふじん 相 しょう 同 どう ,然 しか 而他們的價格 かかく 依 よ 舊 きゅう 昂 のぼる 貴 き ,感應 かんおう 器 き 集成 しゅうせい 度 ど 也不高 だか ,只 ただ 會 かい 用 よう 在 ざい 大型 おおがた 儀 ぎ 器 き 上 じょう ,但 ただし 21世紀 せいき 以來 いらい ,因 いん 為 ため 智慧 ちえ 型 がた 手 しゅ 機 き 產業 さんぎょう 的 てき 進步 しんぽ ,陀螺儀 ぎ 的 てき 體積 たいせき 不斷 ふだん 縮小 しゅくしょう ,使 つかい 得 とく 原本 げんぽん 笨重而昂貴 とうと 的 てき 陀螺儀 ぎ 忽 ゆるがせ 然 しか 變成 へんせい 唾 つば 手 しゅ 可 か 得 とく 的 てき 零 れい 組 くみ 件 けん ,也帶動 どう 了 りょう 小型 こがた 無人 むじん 機 き 的 てき 發展 はってん 。[3]
結構 けっこう [ 编辑 ]
陀螺儀 ぎ 的 てき 裝置 そうち ,一 いち 直 ちょく 是 ぜ 航空 こうくう 和 わ 航海 こうかい 上 うえ 航行 こうこう 姿態 したい 及速率 りつ 等 とう 最 さい 方便 ほうべん 實用 じつよう 的 てき 參考 さんこう 儀 ぎ 錶。
基本 きほん 上 じょう 陀螺儀 ぎ 是 ぜ 一 いち 種 しゅ 機械 きかい 裝置 そうち ,其主要 よう 部分 ぶぶん 是 ぜ 一個對旋轉軸以極高角速度旋轉的轉子,轉 てん 子 こ 裝 そう 在 ざい 一 いち 支 ささえ 架 か 內(見 み 圖 ず 一 いち a);在 ざい 通過 つうか 轉 てん 子 こ 中心 ちゅうしん 軸 じく XX1上 じょう 加 か 一 いち 內環架 か ,那 な 麼陀螺 にし 儀 ぎ 就可環 たまき 繞 にょう 飛 ひ 機 き 兩 りょう 軸 じく 作 さく 自由 じゆう 運動 うんどう ;然 しか 後 ご ,在 ざい 內環架 か 外 がい 加 か 上 じょう 一 いち 外 がい 環 たまき 架 か ;這個陀螺儀 ぎ 有 ゆう 兩個 りゃんこ 平衡 へいこう 環 たまき ,可 か 以環繞 にょう 飛 ひ 機 き 三 さん 軸 じく 作 さく 自由 じゆう 運動 うんどう ,就是一個完整的空间陀螺儀(space gyro)。
特性 とくせい [ 编辑 ]
陀螺儀 ぎ 用 よう 在 ざい 飛 ひ 機 き 飛 ひ 行儀 ぎょうぎ 錶的心臟 しんぞう 地位 ちい ,是 ぜ 由 よし 於其兩個 りゃんこ 基本 きほん 特性 とくせい :一 いち 為 ため 定 てい 軸 じく 性 せい (inertia 或 ある rigidity),另一是 ぜ 逆 ぎゃく 動 どう 性 せい (precession),這兩種 しゅ 特性 とくせい 都 と 是 ぜ 建立 こんりゅう 在 ざい 角 かく 動 どう 量 りょう 守恆 もりつね 的 てき 原則 げんそく 下 か 。
定 てい 軸 じく 性 せい [ 编辑 ]
物体 ぶったい 维持自身 じしん 转动状 じょう 态并对抗改 あらため 变的能力 のうりょく 称 しょう 为转动惯量 ,其由相 しょう 对于特定 とくてい 旋转轴的质量分布 ぶんぷ 决定,对多质点物体 ぶったい 转动惯量
I
=
∑
i
=
1
N
m
i
r
i
2
{\displaystyle \textstyle I=\sum _{i=1}^{N}{m_{i}r_{i}^{2}}}
,概 がい 言 ごと 之 の :质量越 えつ 大 だい 、对轴距离越 えつ 远,转动惯量越 えつ 大 だい 。一方 いっぽう 面 めん 陀螺转子的 てき 对轴对称性 せい 结构使 し 得 とく 其具备了同 どう 质量物体 ぶったい 较大的 てき 对轴转动惯量,意味 いみ 着 ぎ 其在同 どう 阻力扭矩情 じょう 况下能 のう 够更长时间保持 ほじ 原始 げんし 运动状 じょう 态;另一方面 ほうめん 在 ざい 轴的、小 しょう 摩擦 まさつ 与 あずか 无角自由 じゆう 度 ど 限 げん 制 せい 的 てき 支点 してん 使 し 得 とく 外力 がいりょく 无法藉此产生较大且有效 ゆうこう 的 てき 阻力扭矩;因 いん 此當陀螺轉 てん 子 こ 以極高速度 こうそくど 旋轉 せんてん 時 じ ,其转动得以维持 じ 并保持 ほじ 其轴指向 しこう 一個相对固定的方向,這種物理 ぶつり 現象 げんしょう 稱 しょう 為 ため 陀螺儀 ぎ 的 てき 定 てい 軸 じく 性 せい 或 ある 慣性 かんせい 。
在 ざい 運轉 うんてん 中 ちゅう 的 てき 陀螺儀 ぎ ,如果外界 がいかい 施 ほどこせ 一力在轉子上,此力对支点 てん 的 てき 力 りょく 矩 のり 当 とう 可 か 分解 ぶんかい 为顺轴方向 ほうこう 和 わ 垂直 すいちょく 于轴方向 ほうこう 两个分力 ぶんりょく 矩 のり ;前者 ぜんしゃ 使 し 陀螺加速 かそく 、减速,但 ただし 不 ふ 会 かい 改 あらため 变转轴方向 ほうこう ;后 きさき 者 しゃ 的 てき 时间积分将 しょう 会 かい 逐渐改 あらため 变转动方向 ほうこう (通常 つうじょう 是 ぜ 短 たん 时较小 しょう 而随时间逐渐积累增大 ぞうだい ),并产生 せい 相 しょう 对于原 げん 轴的章 あきら 动 (新 しん 的 てき 旋转轴原轴旋转,如转速 そく 降 くだ 低 てい 时陀螺 にし 受重力 じゅうりょく 作用 さよう 时的非 ひ 垂直 すいちょく 旋转)。
逆 ぎゃく 動 どう 性 せい [ 编辑 ]
在 ざい 運轉 うんてん 中 ちゅう 的 てき 陀螺儀 ぎ ,如果外界 がいかい 施 ほどこせ 一作用或力矩在轉子旋轉軸上,則 のり 旋轉 せんてん 軸 じく 並 なみ 不 ふ 沿施力 りょく 方向 ほうこう 運動 うんどう ,而是順 じゅん 著 ちょ 轉 てん 子 こ 旋轉 せんてん 向 こう 前 まえ 90度 ど 垂直 すいちょく 施 ほどこせ 力 りょく 方向 ほうこう 運動 うんどう ,此現象 げんしょう 即 そく 是 ぜ 逆 ぎゃく 動 どう 性 せい 。逆 ぎゃく 動 どう 性 せい 的 てき 大小 だいしょう 也有 やゆう 三 さん 個 こ 影響 えいきょう 的 てき 因 いん 素 もと :外界 がいかい 作用 さよう 力 りょく 愈 いよいよ 大 だい ,其逆動 どう 性 せい 也愈大 だい ;轉 てん 子 こ 的 てき 转动惯量 愈 いよいよ 大 だい ,逆 ぎゃく 動 どう 性 せい 愈 いよいよ 小 しょう ;轉 てん 子 こ 的 てき 角速度 かくそくど 愈 いよいよ 大 だい ,逆 ぎゃく 動 どう 性 せい 愈 いよいよ 小 しょう 。而逆動 どう 方向 ほうこう 可 か 根據 こんきょ 逆 ぎゃく 動 どう 性 せい 原理 げんり 取 と 決 けつ 於施力 りょく 方向 ほうこう 及轉子 こ 旋轉 せんてん 方向 ほうこう 。
相關 そうかん 條目 じょうもく [ 编辑 ]
注 ちゅう 释[ 编辑 ]
^ Hermann Anschütz-Kaempfe and Friedrich von Shirach, "Kreiselapparat" (Gyroscope) Deutsches Reichspatent no. 182855 (filed: 27 March 1904 ; issued: 2 April 1907).
^ MacKenzie, Donald. Inventing Accuracy: A Historical Sociology of Nuclear Missile Guidance . Cambridge: MIT Press, 1990. pp. 31–40. ISBN 0-262-13258-3
^ 存 そん 档副本 ふくほん . [2016-04-21 ] . (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档 于2020-05-23).
參考 さんこう 資料 しりょう [ 编辑 ]
李 り 春 はる 霖譯 飛行 ひこう 概要 がいよう 圖解 ずかい 徐 じょ 氏 し 基金 ききん 會 かい 12~15頁 ぺーじ
W. J. Hesse, N. V. S. Mumford, Jr., Jet Propulsion for Application 大學 だいがく 圖書 としょ 出版 しゅっぱん 社 しゃ 6~7頁 ぺーじ 民 みん 國 こく 七 なな 十 じゅう 一 いち 年 ねん 三 さん 月 がつ
E. H. J. Pallett, V. Brown, Aircraft Instruments Principles and Applications 滄海 そうかい 書 しょ 局 きょく 第 だい 五 ご 章 しょう
J. Roskan, Airplane Flight Dynamics &Automatic Flight Controls, Part Ⅰ 滄海 そうかい 書 しょ 局 きょく 25~28頁 ぺーじ
and , "Über die Theorie des Kreisels " (Tr., About the theory of the gyroscope). Leipzig, Berlin, B.G. Teubner, 1898-1914. 4 v. illus. 25 cm.
外部 がいぶ 連結 れんけつ [ 编辑 ]