جيروسكوب ، جهاز يحتوي على عجلة تدور بسرعة أو شعاع ضوئي متداول يستخدم للكشف عن انحراف الجسم عن الاتجاه المطلوب. تستخدم الجيروسكوبات في البوصلات والطيارون الأوتوماتيكيون على متن السفن والطائرات ، وفي آليات توجيه الطوربيدات ، وفي أنظمة التوجيه بالقصور الذاتي المثبتة في مركبات الإطلاق الفضائية ، الصواريخ الباليستية والأقمار الصناعية التي تدور في مداراتها.
جيروسكوب جيروسكوب ثلاثي الإطارات. Encyclopædia Britannica، Inc.
تعتمد الجيروسكوبات الميكانيكية على مبدأ اكتشف في القرن التاسع عشر جان برنار ليون فوكو ، عالم الفيزياء الفرنسي الذي أعطى الاسم جيروسكوب على عجلة ، أو دوار ، مثبت في حلقات ذات محورين. تسبب الزخم الزاوي لدوار الدوران في الحفاظ على موقفه حتى عندما تم إمالة مجموعة gimbal. خلال خمسينيات القرن التاسع عشر ، أجرى فوكو تجربة باستخدام مثل هذا الدوار وأظهر أن عجلة الغزل تحافظ على اتجاهها الأصلي في الفضاء بغض النظر عن دوران الأرض. اقترحت هذه القدرة عددًا من التطبيقات للجيروسكوب كمؤشر للاتجاه ، وفي عام 1908 تم تطوير أول بوصلة جيروسكوبية قابلة للتطبيق بواسطة المخترع الألماني H. Anschütz-Kaempfe لاستخدامها في الغاطسة. في عام 1909 قام المخترع الأمريكي إلمر سبيري ببناء أول طيار آلي باستخدام جيروسكوب للحفاظ على مسار الطائرة. تم تركيب أول طيار آلي للسفن في سفينة ركاب دنماركية من قبل شركة ألمانية في عام 1916 ، وفي نفس العام تم استخدام جيروسكوب في تصميم أول أفق اصطناعي لـ الطائرات .
من كان زعيم إيطاليا الفاشية
(يسار) جيروسكوب ثلاثي الإطارات وجيروسكوب (يمين) ثنائي الإطار. Encyclopædia Britannica، Inc.
كم عدد العضلات في جسم الإنسان
تم استخدام الجيروسكوبات للتوجيه الأوتوماتيكي ولتصحيح حركة الانعطاف والميل في الطواف و المقذوفات منذ الصاروخ الألماني V-1 وصاروخ V-2 من الحرب العالمية الثانية . أيضًا خلال تلك الحرب ، أدت قدرة الجيروسكوبات على تحديد الاتجاه بدرجة كبيرة من الدقة ، بالاشتراك مع آليات التحكم المتطورة ، إلى تطوير مناظير البنادق والقنابل والمنصات لحمل البنادق و رادار الهوائيات على متن السفن. تتطلب أنظمة التوجيه بالقصور الذاتي التي تستخدمها المركبات الفضائية المدارية منصة صغيرة مثبتة بدرجة غير عادية من الدقة ؛ هذا لا يزال يتم بواسطة الجيروسكوبات التقليدية تُستخدم أيضًا الأجهزة الأكبر والأثقل التي تسمى عجلات الزخم (أو عجلات التفاعل) في أنظمة التحكم في الموقف لبعض الأقمار الصناعية.
البوصلة الجيروسكوبية اتجاه نقاط البوصلة الجيروسكوبية مستقل عن المجال المغناطيسي للأرض ويعتمد على خصائص الجيروسكوب وعلى دوران الأرض. Encyclopædia Britannica، Inc.
تُستخدم الجيروسكوبات الضوئية ، مع عدم وجود أجزاء متحركة تقريبًا ، في الطائرات التجارية والصواريخ الداعمة والأقمار الصناعية التي تدور في مدارات. تعتمد هذه الأجهزة على تأثير Sagnac ، الذي أوضحه لأول مرة العالم الفرنسي جورج سانياك في عام 1913. في عرض Sagnac ، تم تقسيم شعاع من الضوء بحيث تحرك الجزء في اتجاه عقارب الساعة والجزء عكس اتجاه عقارب الساعة حول منصة دوارة. على الرغم من أن كلا الشعاعين ينتقلان داخل حلقة مغلقة ، فإن الحزمة التي تتحرك في اتجاه دوران المنصة عادت إلى نقطة الأصل قليلاً بعد انتقال الحزمة عكس الدوران. نتيجة لذلك ، تم اكتشاف نمط تداخل هامشي (نطاقات بديلة للضوء والظلام) يعتمد على المعدل الدقيق لدوران القرص الدوار.
شرح مبدأ الضوابط والتوازنات
بدأت الجيروسكوبات التي تستخدم تأثير Sagnac في الظهور في الستينيات ، بعد اختراع الليزر وتطوير الألياف البصرية. في الجيروسكوب الليزري الحلقي ، يتم تقسيم أشعة الليزر ثم توجيهها على مسارات متعاكسة من خلال ثلاث حلقات مجوفة متعامدة بشكل متبادل متصلة بالمركبة. في الواقع ، تكون الحلقات عادةً مثلثات أو مربعات أو مستطيلات مليئة بالغازات الخاملة التي تنعكس من خلالها الحزم المرايا . أثناء تنفيذ السيارة لحركة الدوران أو التأرجح ، يتم قياس أنماط التداخل التي تم إنشاؤها في الحلقات المقابلة للجيروسكوب بواسطة الخلايا الكهروضوئية. ثم يتم بعد ذلك تحديد أنماط الحلقات الثلاث عدديًا مدمج من أجل تحديد معدل دوران المركبة في ثلاثة أبعاد. نوع آخر من الجيروسكوب البصري هو جيروسكوب الألياف الضوئية ، الذي يستغني عن الأنابيب والمرايا المجوفة لصالح توجيه الضوء من خلال ألياف رفيعة ملفوفة بإحكام حول بكرة صغيرة.
حلقة جيروسكوب الليزر. Encyclopædia Britannica، Inc.
Copyright © كل الحقوق محفوظة | asayamind.com