В природе
Наша планета Земля также является почти сферическим гироскопом, совершающим прецессию. Прецессия в астрономии – это медленное движение оси вращения Земли по круговому конусу, ось симметрии которого перпендикулярна к плоскости эклиптики (большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое с Земли годичное движение Солнца относительно звёзд.), т.е. к плоскости обращения Земли вокруг Солнца.
Научная мысль
Гироскопы применяются в судоходстве, автомобилестроении, космонавтике, авиации, в бытовой технике, игрушках, мобильных устройствах, системах стабилизации и т.д.
По своей конструкции гироскопы делятся на механические и оптические. Сейчас вы работали с разновидностью механических гироскопов, которые появились первыми. С них началось изучение гироскопического эффекта. Наиболее ярким примером которого является роторный гироскоп. Он представляет собой быстро вращающееся твердое тело. Его ось вращения может свободно изменять свою ориентацию в пространстве. Во время работы устройства скорость вращения его центрального элемента значительно превышает обороты по другим осям. Благодаря этому роторный прибор способен сохранять направление оси вращения даже при воздействии на корпус устройства внешних сил. При попытке переместить прибор наблюдается эффект сопротивления. Роторные устройства не используются как датчики, а являются стабилизирующим элементом для различных конструкций и механизмов. Однако сфера использования механических гироскопов ограничена и не позволяет их интегрировать в современную технику, которая нуждается в ориентире для определения положения в пространстве. Вследствие этого появилась оптическая группа гироскопов.
Гироскопический эффект лежит в основе конструкций разных приборов: гирокомпаса, «искусственного горизонта» в самолетах, гироскопического успокоителя качки корабля, гироскопического стабилизатора и др.
Это интересно!
- Гирокомпас – навигационный прибор, указывающий направление на земной поверхности. В его состав входит один или несколько гироскопов. Гирокомпас используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов. В отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс. Прототип современного гирокомпаса создал Герман Аншюц-Кэмпфе (запатентован в 1908), вскоре подобный прибор построил Элмер Сперри (запатентован в 1911). Приборы современной конструкции значительно усовершенствованы по сравнению с первыми моделями. Они отличаются высокой точностью и надежностью и удобнее в эксплуатации.
- В мобильной технике гироскоп применяется из-за его свойства реагировать на изменение углов ориентации тела. Это своеобразный датчик, позволяющий определить, что мобильный телефон или планшет был повернут в ту или иную сторону. Он дает информацию об изменении положения тела в 3 плоскостях, благодаря чему с помощью встряхивания можно ответить на звонок или переключить песню в плеере. Внедренные в гаджеты гироскопы внешне напоминают миниатюрную микросхему.
- На крыльях самолета устанавливаются 2 гироскопа, благодаря чему можно получать информацию о его повороте вокруг вертикальной оси. Распространенные сейчас беспилотники имеют 3 гироскопа, без которых управление летательным аппаратом и его точное балансирование было бы невозможным.