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時(shí)的高度。對(duì)于垂直速度指示儀，堵塞的靜壓系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的零指示讀數(shù)。如圖6-10
陀螺飛行儀表
有幾個(gè)飛行儀表利用了陀螺儀的特性來(lái)運(yùn)行。包含陀螺儀的最常見(jiàn)儀表是轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀，航向
指示儀，和姿態(tài)指示儀。為理解這些系統(tǒng)如何運(yùn)行，需要儀表動(dòng)力系統(tǒng)，陀螺的原理和每個(gè)
儀表的工作原理知識(shí)。
陀螺原理
任何旋轉(zhuǎn)的物體都表現(xiàn)出陀螺的特性。利用這個(gè)特性設(shè)計(jì)和安裝的輪子或者轉(zhuǎn)子稱為陀螺儀。
儀表陀螺的兩個(gè)重要設(shè)計(jì)特性是其尺寸上的大重量，或者說(shuō)密度大，和高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的低摩擦
力。
有兩種通用類型的裝配結(jié)構(gòu)；使用哪種類型取決于利用了陀螺儀的哪個(gè)特性。自由安裝的陀
螺儀能夠自由的繞它的重心以任意方向旋轉(zhuǎn)。這樣一個(gè)輪子被稱為有3 個(gè)自由度平面。輪
子或者轉(zhuǎn)子在任何一個(gè)支架相關(guān)的平面內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，陀螺輪子在靜止時(shí)也是平衡的，它會(huì)保
持在被放置的位置。受限的或者半剛性安裝的陀螺儀是那些一個(gè)自由面被固定在相關(guān)支架上
的結(jié)構(gòu)。
陀螺效應(yīng)有兩個(gè)基本的特性：空間內(nèi)的剛度和進(jìn)動(dòng)。
飛行員航空知識(shí)手冊(cè)
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空間內(nèi)的剛度
空間內(nèi)的剛度是指陀螺儀保持在它所旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的固定位置這個(gè)原理。通過(guò)把這個(gè)輪子或者
陀螺儀安裝在一組萬(wàn)象環(huán)上，陀螺儀能夠在任何方向自由旋轉(zhuǎn)。因此，如果萬(wàn)象環(huán)是傾斜的，
螺旋的，或者是移動(dòng)的，陀螺儀還是會(huì)保持在它最初所旋轉(zhuǎn)的平面內(nèi)。如圖6-11
進(jìn)動(dòng)
進(jìn)動(dòng)是陀螺對(duì)偏轉(zhuǎn)力的反應(yīng)形成的的傾斜或者旋轉(zhuǎn)。對(duì)這個(gè)力的反作用不是發(fā)生在它所施加
的那個(gè)點(diǎn)上；而是發(fā)生在旋轉(zhuǎn)方向90 度以后的點(diǎn)上。這個(gè)原理使陀螺能夠通過(guò)檢測(cè)方向變
化產(chǎn)生的壓力大小來(lái)確定旋轉(zhuǎn)的速度。陀螺進(jìn)動(dòng)的速度和旋轉(zhuǎn)速度成反比，和偏轉(zhuǎn)力大小成
正比。
進(jìn)動(dòng)在一些儀表上也會(huì)產(chǎn)生較小的誤差。如圖6-12
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動(dòng)力源
在某些飛機(jī)上，所有陀螺儀是真空的，壓力的或者是電力運(yùn)作的；而其他飛機(jī)，真空系統(tǒng)和
壓力系統(tǒng)為航向指示儀和姿態(tài)指示儀提供動(dòng)力，而電力系統(tǒng)為轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀提供動(dòng)力。大多數(shù)
飛機(jī)至少有兩個(gè)動(dòng)力源來(lái)確保一個(gè)動(dòng)力源失效時(shí)至少有一個(gè)傾斜信息源。
真空或者壓力系統(tǒng)通過(guò)吸入一個(gè)高速氣流來(lái)沖擊轉(zhuǎn)子環(huán)來(lái)高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子這個(gè)方法來(lái)旋轉(zhuǎn)陀
螺，很像水車或者渦輪機(jī)的運(yùn)行。儀表運(yùn)行所需的真空或者壓力大小是變化的，但是通常位
于4.5-5.5 英寸汞柱范圍內(nèi)。
陀螺儀的真空源之一就是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)附件箱上的環(huán)形發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵。不同飛機(jī)的泵容量不
同，取決于陀螺儀的多少。
典型的真空系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空泵，減壓閥，空氣過(guò)濾器，量表和完成連接必要的管子
組成。量表安裝在飛機(jī)的儀表面板內(nèi)，指示系統(tǒng)內(nèi)壓力的大小(真空是用低于周圍環(huán)境的英
寸汞柱度量的)。
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如圖6-13 所示，空氣被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的真空泵抽進(jìn)真空系統(tǒng)。首先經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)濾器，它能防
止外邊的東西進(jìn)入真空或壓力系統(tǒng)。空氣然后經(jīng)過(guò)姿態(tài)指示儀和航向指示儀，這里它使陀螺
儀旋轉(zhuǎn)。減壓閥是防止真空壓力或者抽氣機(jī)超過(guò)指定的限制。之后，空氣被排出系統(tǒng)或者用
在其他系統(tǒng)內(nèi)，例如用于使充滿空氣的防冰罩膨脹。
飛行期間監(jiān)視真空壓力很重要，因?yàn)槲鼩鈮毫Φ偷臅r(shí)候姿態(tài)指示儀和航向指示儀可能不能提
供可靠的信息。真空，吸氣或量表通常被標(biāo)記來(lái)指示正常范圍。一些飛機(jī)裝配了告警燈，當(dāng)
真空壓力下降到預(yù)期水平的時(shí)候就發(fā)亮。
轉(zhuǎn)彎指示儀
飛機(jī)使用兩種轉(zhuǎn)彎指示儀-轉(zhuǎn)彎側(cè)滑指示儀以及轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀。因?yàn)橥勇輧x安裝的方式，轉(zhuǎn)彎
側(cè)滑指示儀只以度每秒指示轉(zhuǎn)彎的速度。由于轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀上的陀螺儀以一個(gè)角度安裝，或者
說(shuō)是傾斜的，開(kāi)始它可以顯示側(cè)滾速度。一旦側(cè)滾穩(wěn)定后，它就指示轉(zhuǎn)彎的速度。兩個(gè)儀表
都顯示轉(zhuǎn)彎方向和質(zhì)量(轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)性)，也可以用作姿態(tài)指示儀失效時(shí)傾斜信息的備用來(lái)源。
協(xié)調(diào)性是通過(guò)使用傾角計(jì)獲得的，它由充滿液體的彎管組成，其中有一個(gè)小球。如圖6-14
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轉(zhuǎn)彎側(cè)滑指示儀
轉(zhuǎn)彎側(cè)滑指示儀中的陀螺儀在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)于飛機(jī)的縱軸。一個(gè)單極萬(wàn)向節(jié)限制了
陀螺儀可以在其中傾斜的平面，一個(gè)彈簧試圖把它恢復(fù)到中心。由于進(jìn)動(dòng)，水平方向的偏轉(zhuǎn)
力使得陀螺儀從飛行員座位看去是向左或者向右傾斜。轉(zhuǎn)彎側(cè)滑指示儀使用一個(gè)指針，稱為
轉(zhuǎn)彎指針來(lái)指示轉(zhuǎn)彎的方向和速度。
轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀
轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀中的萬(wàn)向節(jié)是傾斜的；因此，它的陀螺儀可以檢測(cè)側(cè)滾速度和轉(zhuǎn)彎速度。由于轉(zhuǎn)
彎協(xié)調(diào)儀在訓(xùn)練飛機(jī)上更流行，這里的討論就集中于這個(gè)儀表。當(dāng)在轉(zhuǎn)彎側(cè)滾或者退出側(cè)滾
時(shí)，儀表上的小飛機(jī)就會(huì)向飛機(jī)側(cè)滾方向傾斜。快的側(cè)滾速度導(dǎo)致小飛機(jī)比慢側(cè)滾速度傾斜
的更陡。
轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀通過(guò)使小飛機(jī)的機(jī)翼和轉(zhuǎn)彎指針對(duì)齊可以用于確定和維持標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)彎
(standard-rate-turn)。轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀只顯示轉(zhuǎn)彎的速度和方向；它不顯示傾斜的具體角度。
【標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)彎：每秒3 度的轉(zhuǎn)彎。完整的360 度轉(zhuǎn)彎需要2 分鐘。確定標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)彎所
需近似傾角大小的經(jīng)驗(yàn)方法是轉(zhuǎn)彎空速除以10，再加上結(jié)果的一半。例如120 節(jié)空速時(shí)，
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標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)彎大約需要18 度傾角(120/10=12;12+6=18),200 節(jié)時(shí)大約需要30 度傾斜
角來(lái)做標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)彎。】
傾角計(jì)
傾角計(jì)用于表示飛機(jī)的偏航，它是飛機(jī)機(jī)頭的邊對(duì)邊運(yùn)動(dòng)。在協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎和平直飛行時(shí)，重力
使得小球位于彎管的參考線中間。協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎飛行是通過(guò)保持小球居中而維持的。如果小球沒(méi)
有居中，它可以用方向舵來(lái)居中。為了這樣，要在小球偏轉(zhuǎn)的一邊施加方向舵壓力。使用簡(jiǎn)
單的規(guī)則，“腳踏球上”來(lái)記住應(yīng)該踩哪邊的腳舵。【譯者注：小球在右邊，就踩右邊腳舵來(lái)
居中，否則踩左側(cè)腳舵。】
如果副翼和方向舵在轉(zhuǎn)彎時(shí)是協(xié)調(diào)的，球就會(huì)保持在彎管的中間。如果空氣動(dòng)力不平衡，球
就會(huì)離開(kāi)彎管的中間。如圖6-15 所示，內(nèi)滑(slip)時(shí)，對(duì)應(yīng)于這個(gè)傾斜角來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)彎速度太
　
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