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時的高度。對于垂直速度指示儀，堵塞的靜壓系統產生一個持續的零指示讀數。如圖6-10
陀螺飛行儀表
有幾個飛行儀表利用了陀螺儀的特性來運行。包含陀螺儀的最常見儀表是轉彎協調儀，航向
指示儀，和姿態指示儀。為理解這些系統如何運行，需要儀表動力系統，陀螺的原理和每個
儀表的工作原理知識。
陀螺原理
任何旋轉的物體都表現出陀螺的特性。利用這個特性設計和安裝的輪子或者轉子稱為陀螺儀。
儀表陀螺的兩個重要設計特性是其尺寸上的大重量，或者說密度大，和高速旋轉時的低摩擦
力。
有兩種通用類型的裝配結構；使用哪種類型取決于利用了陀螺儀的哪個特性。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。這樣一個輪子被稱為有3 個自由度平面。輪
子或者轉子在任何一個支架相關的平面內自由旋轉，陀螺輪子在靜止時也是平衡的，它會保
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自由面被固定在相關支架上
的結構。
陀螺效應有兩個基本的特性：空間內的剛度和進動。
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空間內的剛度
空間內的剛度是指陀螺儀保持在它所旋轉平面內的固定位置這個原理。通過把這個輪子或者
陀螺儀安裝在一組萬象環上，陀螺儀能夠在任何方向自由旋轉。因此，如果萬象環是傾斜的，
螺旋的，或者是移動的，陀螺儀還是會保持在它最初所旋轉的平面內。如圖6-11
進動
進動是陀螺對偏轉力的反應形成的的傾斜或者旋轉。對這個力的反作用不是發生在它所施加
的那個點上；而是發生在旋轉方向90 度以后的點上。這個原理使陀螺能夠通過檢測方向變
化產生的壓力大小來確定旋轉的速度。陀螺進動的速度和旋轉速度成反比，和偏轉力大小成
正比。
進動在一些儀表上也會產生較小的誤差。如圖6-12
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動力源
在某些飛機上，所有陀螺儀是真空的，壓力的或者是電力運作的；而其他飛機，真空系統和
壓力系統為航向指示儀和姿態指示儀提供動力，而電力系統為轉彎協調儀提供動力。大多數
飛機至少有兩個動力源來確保一個動力源失效時至少有一個傾斜信息源。
真空或者壓力系統通過吸入一個高速氣流來沖擊轉子環來高速旋轉轉子這個方法來旋轉陀
螺，很像水車或者渦輪機的運行。儀表運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。
陀螺儀的真空源之一就是安裝在發動機附件箱上的環形發動機驅動泵。不同飛機的泵容量不
同，取決于陀螺儀的多少。
典型的真空系統由發動機驅動的真空泵，減壓閥，空氣過濾器，量表和完成連接必要的管子
組成。量表安裝在飛機的儀表面板內，指示系統內壓力的大小(真空是用低于周圍環境的英
寸汞柱度量的)。
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如圖6-13 所示，空氣被發動機驅動的真空泵抽進真空系統。首先經過一個過濾器，它能防
止外邊的東西進入真空或壓力系統。空氣然后經過姿態指示儀和航向指示儀，這里它使陀螺
儀旋轉。減壓閥是防止真空壓力或者抽氣機超過指定的限制。之后，空氣被排出系統或者用
在其他系統內，例如用于使充滿空氣的防冰罩膨脹。
飛行期間監視真空壓力很重要，因為吸氣壓力低的時候姿態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記來指示正常范圍。一些飛機裝配了告警燈，當
真空壓力下降到預期水平的時候就發亮。
轉彎指示儀
飛機使用兩種轉彎指示儀-轉彎側滑指示儀以及轉彎協調儀。因為陀螺儀安裝的方式，轉彎
側滑指示儀只以度每秒指示轉彎的速度。由于轉彎協調儀上的陀螺儀以一個角度安裝，或者
說是傾斜的，開始它可以顯示側滾速度。一旦側滾穩定后，它就指示轉彎的速度。兩個儀表
都顯示轉彎方向和質量(轉彎協調性)，也可以用作姿態指示儀失效時傾斜信息的備用來源。
協調性是通過使用傾角計獲得的，它由充滿液體的彎管組成，其中有一個小球。如圖6-14
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轉彎側滑指示儀
轉彎側滑指示儀中的陀螺儀在豎直平面內旋轉，對應于飛機的縱軸。一個單極萬向節限制了
陀螺儀可以在其中傾斜的平面，一個彈簧試圖把它恢復到中心。由于進動，水平方向的偏轉
力使得陀螺儀從飛行員座位看去是向左或者向右傾斜。轉彎側滑指示儀使用一個指針，稱為
轉彎指針來指示轉彎的方向和速度。
轉彎協調儀
轉彎協調儀中的萬向節是傾斜的；因此，它的陀螺儀可以檢測側滾速度和轉彎速度。由于轉
彎協調儀在訓練飛機上更流行，這里的討論就集中于這個儀表。當在轉彎側滾或者退出側滾
時，儀表上的小飛機就會向飛機側滾方向傾斜。快的側滾速度導致小飛機比慢側滾速度傾斜
的更陡。
轉彎協調儀通過使小飛機的機翼和轉彎指針對齊可以用于確定和維持標準速率轉彎
(standard-rate-turn)。轉彎協調儀只顯示轉彎的速度和方向；它不顯示傾斜的具體角度。
【標準速率轉彎：每秒3 度的轉彎。完整的360 度轉彎需要2 分鐘。確定標準速率轉彎所
需近似傾角大小的經驗方法是轉彎空速除以10，再加上結果的一半。例如120 節空速時，
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標準速率轉彎大約需要18 度傾角(120/10=12;12+6=18),200 節時大約需要30 度傾斜
角來做標準速率轉彎。】
傾角計
傾角計用于表示飛機的偏航，它是飛機機頭的邊對邊運動。在協調轉彎和平直飛行時，重力
使得小球位于彎管的參考線中間。協調轉彎飛行是通過保持小球居中而維持的。如果小球沒
有居中，它可以用方向舵來居中。為了這樣，要在小球偏轉的一邊施加方向舵壓力。使用簡
單的規則，“腳踏球上”來記住應該踩哪邊的腳舵。【譯者注：小球在右邊，就踩右邊腳舵來
居中，否則踩左側腳舵。】
如果副翼和方向舵在轉彎時是協調的，球就會保持在彎管的中間。如果空氣動力不平衡，球
就會離開彎管的中間。如圖6-15 所示，內滑(slip)時，對應于這個傾斜角來說轉彎速度太
　
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