Cayroskobun (Jiroskobun) Çalışma İlkesi ve Kullanım Alanı

Merhaba. Düşey eksende dönen bir topaç sadece bu düşey (Y) eksenine göre, hızla dönen bu topacın üst tarafından elle yere göre düşey yönde (doğrultuda) hafifçe dokunursanız topaç dönme eksenini değiştirmeye çalışır. Ancak topaç ne kadar hızlı dönüyorsa bu dış etkiden o kadar daha az etkilenip düşey ekseninden kayıp değişmek isteyecektir. Topaç yerine ortasında dolu mili olan kütleli bir volanı herhangi bir eksen etrafında döndürürken, topaç için elimizle üstten yaptığımız eksenden saptırma (kaydırma) işlemini daha sonraki şekilde yer alan bir küpün yüzeylerine yerleştirilmiş ve 3 ayrı eksende (X, Y, Z gibi) yani 3 boyutlu uzayda (hacimde) veya havada 3 boyutta çalışan bir cayroskopta ( 3 boyutlu bir ivme-ölçerde) insansız roket veya pilotsuz bir uçağın, herhangi bir hava aracının 3 boyuttaki ayrı ayrı olan ivmelenmelerine göre yapabildiğimizde, aslında eylemsizlikle güdümleme veya cayroskoplarla sağlanabilen otomatik pilot işlevini tam olarak yapabilmiş oluruz.



Dönen bu kütleli cisimlerin, bu değişik eksenlerde dönmeleri sırasında, kütleleri ile doğru orantılarda ayrı ayrı eylemsizlik momentleri vardır ve dönme hızları ne kadar yüksekse, bu dışarıdan ivmelendirmeyle (İvem birim zamanda oluşan hız değişimidir, a=V/t’dir) etkileyen dış kuvvetler (tek eksende düşey eksende döne topaca yukarıdan elimizle olan itme kuvveti gibi) 3 eksende elektrik motorlarıyla hızlıca döndürülen bu dönen kütleleri daha az etkileyip bu ayrı eksenlerden daha az saptırmaya çalışır.



Resimde roketlerde kullanılan bir cayroskoplarda yer alan bir kübün ( bu küp 3 eksende safir yataklarla dirençsiz olarak yataklanmış olup, 3 eksende ayrı ayrı ve bağımsız gerçekleşen ivmelenmelerde, eylemsizliklerde) 3 ayrı yüzüne 3 ayrı eylemsizliği ayrı ayrı ölçen sensörler ayrı ayrı yerleştirilmiştir. Sensörler bu değişimleri 3 eksendeki bu değişiklikleri ayrı ayrı elektrik sinyallerine dönüştüren ve bunu merkezi bir bilgisayara (küçük roketlerde bu mikrodenetleyiciler, büyük uçaklarda ise merkezi PC'ler olabilir) gönderen iç bağlantılara sahiptir. 3 eksenden ayrı ayrı alınan bu elektrik sinyallari merkezi PC veya mikrodenetleyicide değerlendirilerek uçağın veya roketin rotasında hata veya büyük değişim varsa uçak veya roketin 3 boyutta veya eksende kumanda değişimini yapacak olan kuyruk, spoyler, kanat ve roket, uçak motorunun gaz kolu, vb. hız ve yön denetim organlarına etki ederek, uçak veya roketin en doğru rotada kalıp bunun otomatik kalmasını sağlamaya çalışmış olurlar. Bu otomatik (eylemsizlikle) yönlendirme birimi olan cayroskoplarda uzun mesafelerde hata payı veya doğru rotadan çok az sapabilme payı (% 1 gibi) her zaman bulunabilir.

Cayroskoplar (jiraskoplar) sadece havacılıktaki araçlarda otomatik bir pilot görevini görmüyorlar, karada giden araçlarda da çok iyi bildiğiniz gibi, olası kaza emniyeti olarak, kaza anında bu olağandışı ivmelenmeyi 3 eksende alıp değerlendiren bu cayroskoplarla, çok hızlı olarak aracın önünde hava yastıklarının basınçlı havayla (Veya azotla) doldurularak, sürücünün çok önemli bir kaza emniyetine sahip olabilmesini veya insan hayatı açısından belki daha az hasarla atlatılan kazaların oluşmasını sağlamaya çalışmış oluyorlar.

Eylemsizlik Momenti - Fizik. Net. Tr
Eylemsizlik momenti

Alıntı: Tüm resimler Bilim ve Yaşam Ansiklopedisi - Cilt 6 / Uygulamalı Bilimler'den bir alıntı olup konuyla ilgili yapılan yorumlar ise bana aittir. Kolay gelsin. Saygılarımla.

Ayrıca bu şeyler Inertial navigasyon'da da kullanılıyor.

Son derece kritik öneme sahip parçalar bunlar. Hatta kalibrasyon ve testleri laboratuar ortamında kesinlik sağlanarak yapılıyor. En ufak bir sapma felakete yol açabilir.