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Los principios giroscopicos

¿Que es un giroscopo?

Como un dispositivo mecanico, un giroscopio puede estar definido como un sistema que contiene una rueda de metal pesada o rotor universalmente montado en sus 3 grados de libertad.

El conjunto completo de un giroscopio espacial o libre se conoce como sistema Gimbal.

Todos los ejes son mutuamente o están montados a angulos de 90 grados uno del otro y se intersectan en el centro de gravedad del rotor

Un giroscopio mecánico, o giroscopio, se compone de una rueda o rotor con su masa concentrada alrededor de su perímetro. El rotor tiene cojinetes que le permiten girar a altas velocidades.

Un giróscopo es un aparato en el cual una masa que gira velozmente alrededor de su eje de simetría, permite mantener de forma constante su orientación respecto a un sistema de ejes de referencia. Cualquier cuerpo sometido a un movimiento de rotación acusa propiedades giroscópicas.

A la hora de fabricar un giróscopo, se procura que el elemento giratorio este construido con un material pesado o de muy alta densidad, con su masa repartida de forma uniforme y que además rote a gran velocidad con el mínimo posible de resistencia por fricción.

Debido a sus cualidades, los giróscopos proporcionan unos planos fijos de referencia, planos que no deben variar aunque cambie la posición del avión.

Objetivos de los giroscopos

Clasificacion de los giroscopios

En aviacion las propiedades de los giroscopos se han utilizado fundamentalmente para indicaciones de:

Actitud de vuelo (Pitch/Roll)

Para actitud:

ADI

EADI

AHRS

Rumbo de vuelo (Yaw)

Para rumbo:

RMI

HSI

EHSI

Propiedades giroscopicas

Rigidez Giroscopica

Es la característica del giróscopo de mantenerse rígido durante el movimiento. Esto significa que el rotor de un giróscopo libre siempre apunta en la misma dirección sin importar en qué dirección esté posicionada la base del giróscopo. El indicador de actitud e indicador de rumbo trabajan con esta propiedad

Precesion

La precesión es el movimiento circular uniforme del eje en un plano horizontal combinado con la rotación del volante alrededor del eje. Al aplicar una fuerza al eje horizontal del giróscopo, se produce un fenómeno único. El coordinador de virajes trabaja con precesión.

De acuerdo al grado de libertad

Rigido: el movimiento a si mismo se limita a su plano de giro.

Semirigido: el balancín se une al soporte por 2 puntos antagónicos

Universal: el rotor se encuentra aislado en el espacio.

De acuerdo a la fuente de energia:

Neumaticos: el aire entra por un filtro, hace girar el rotor y pasa por una bomba de vacio que succiona el aire y luego lo expulsa. Trabaja con 15000 RPM.

Electricos: La velocidad angular del mismo de mantiene constante por medio de un pequeño motor eléctrico de inducción trifásico (115 V, 400Hz). Pueden alcanzar velocidades de 20 a 23000 rpm

De acuerdo al eje del rotor:

Horizontales: el eje del rotor esta horizontalmente (da información de rumbo)

Verticales: el eje del rotor esta verticalmente (da información de pitch y roll)

Giroscopos de estado solido

Son giroscopos netamente elecctronicos, son los mas modernos pero su aplicailidad se ha visto afectada por su costo elevado

Giroscopos laser: Funcionan con luz, utilizan espejos internos y mide la diferencia de las luces para dar una indicacion.

MEMS: Sistemas de actitud de vuelo y rumbo, micro electromecánicos. Son de 20 mm y están integrados con el ADC.

AHRS: Sistema de referencia de actitud y rumbo, internamente traen MEMS, magnetómetros y acelerómetros.