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時的高度。對于垂直速度指示儀，堵塞的靜壓系統(tǒng)產(chǎn)生一個持續(xù)的零指示讀數(shù)。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(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)如何運行，需要儀表動力系統(tǒng)，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(zhuǎn)的物體都表現(xiàn)出陀螺的特性。利用這個特性設(shè)計和安裝的輪子或者轉(zhuǎn)子稱為陀螺儀。
儀表陀螺的兩個重要設(shè)計特性是其尺寸上的大重量，或者說密度大，和高速旋轉(zhuǎn)時的低摩擦
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)。這樣一個輪子被稱為有3 個自由度平面。輪
子或者轉(zhuǎn)子在任何一個支架相關(guān)的平面內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，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(guān)支架上
的結(jié)構(gòu)。
陀螺效應(yīng)有兩個基本的特性：空間內(nèi)的剛度和進動。
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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)的固定位置這個原理。通過把這個輪子或者
陀螺儀安裝在一組萬象環(huán)上，陀螺儀能夠在任何方向自由旋轉(zhuǎn)。因此，如果萬象環(huán)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(zhuǎn)的平面內(nèi)。如圖6-11
進動
進動是陀螺對偏轉(zhuǎn)力的反應(yīng)形成的的傾斜或者旋轉(zhuǎn)。對這個力的反作用不是發(fā)生在它所施加
的那個點上；而是發(fā)生在旋轉(zhuǎn)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(chǎn)生的壓力大小來確定旋轉(zhuǎn)的速度。陀螺進動的速度和旋轉(zhuǎn)速度成反比，和偏轉(zhuǎn)力大小成
正比。
進動在一些儀表上也會產(chǎn)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(tǒng)和
壓力系統(tǒng)為航向指示儀和姿態(tài)指示儀提供動力，而電力系統(tǒng)為轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀提供動力。大多數(shù)
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(tǒng)通過吸入一個高速氣流來沖擊轉(zhuǎn)子環(huán)來高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子這個方法來旋轉(zhuǎn)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(nèi)。
陀螺儀的真空源之一就是安裝在發(fā)動機附件箱上的環(huán)形發(fā)動機驅(qū)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(tǒng)由發(fā)動機驅(qū)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(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)動機驅(qū)動的真空泵抽進真空系統(tǒng)。首先經(jīng)過一個過濾器，它能防
止外邊的東西進入真空或壓力系統(tǒng)。空氣然后經(jīng)過姿態(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超過指定的限制。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，因為吸氣壓力低的時候姿態(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)記來指示正常范圍。一些飛機裝配了告警燈，當(dāng)
真空壓力下降到預(yù)期水平的時候就發(fā)亮。
轉(zhuǎn)彎指示儀
飛機使用兩種轉(zhuǎn)彎指示儀-轉(zhuǎn)彎側(cè)滑指示儀以及轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀。因為陀螺儀安裝的方式，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角度安裝，或者
說是傾斜的，開始它可以顯示側(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)指示儀失效時傾斜信息的備用來源。
協(xié)調(diào)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(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)，對應(yīng)于飛機的縱軸。一個單極萬向節(jié)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(fù)到中心。由于進動，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)滑指示儀使用一個指針，稱為
轉(zhuǎn)彎指針來指示轉(zhuǎn)彎的方向和速度。
轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀
轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀中的萬向節(jié)是傾斜的；因此，它的陀螺儀可以檢測側(cè)滾速度和轉(zhuǎn)彎速度。由于轉(zhuǎn)
彎協(xié)調(diào)儀在訓(xùn)練飛機上更流行，這里的討論就集中于這個儀表。當(dāng)在轉(zhuǎn)彎側(cè)滾或者退出側(cè)滾
時，儀表上的小飛機就會向飛機側(cè)滾方向傾斜。快的側(cè)滾速度導(dǎo)致小飛機比慢側(cè)滾速度傾斜
的更陡。
轉(zhuǎn)彎協(xié)調(diào)儀通過使小飛機的機翼和轉(zhuǎn)彎指針對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，
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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)時大約需要30 度傾斜
角來做標(biāo)準(zhǔn)速率轉(zhuǎn)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(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎和平直飛行時，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(zhuǎn)的一邊施加方向舵壓力。使用簡
單的規(guī)則，“腳踏球上”來記住應(yīng)該踩哪邊的腳舵。【譯者注：小球在右邊，就踩右邊腳舵來
居中，否則踩左側(cè)腳舵。】
如果副翼和方向舵在轉(zhuǎn)彎時是協(xié)調(diào)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(nèi)滑(slip)時，對應(yīng)于這個傾斜角來說轉(zhuǎn)彎速度太
　
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