Warum ist der Kreisel des Wendekoordinators geneigt?

Ich habe an vielen Stellen gelesen (z. B. im Instrument Flying Handbook der FAA), dass ein Wendekoordinator sowohl die Rollrate als auch die Wenderate erfassen kann, da der Kreisel um 30 Grad geneigt ist.

Aber warum bewirkt das Kippen dies im Vergleich zu einem Wende- und Querneigungsanzeiger ohne Kippen? Ich suche nach einer Erklärung der angewandten Physik und wie die Mechanismen im Inneren des Instruments dies in eine nützliche Anzeige verwandeln.

Ich verstehe die Prinzipien der Steifigkeit und Präzession oder zumindest, wie sie auf den Einstellungsindikator und den Richtungskreisel angewendet werden, also muss ich sie nicht wiederholen, es sei denn, meine Frage zeigt, dass ich sie nicht so gut verstehe, wie ich denke.

Antworten (1)

Der Wendekoordinator ist ein Wendekreisel. Im Gegensatz zu Lage- und Kurskreiseln, die sich frei drehen können und das Instrument die Ausrichtung ihrer Achse erfasst, ist die Achse beim Wendekoordinator (und beim Wendeanzeiger) fest montiert, und das Instrument misst die Drehmomentkräfte, wenn das Gyroskop versucht, der Drehung zu widerstehen Bewegung.

Wenn die Achse entlang der Längsachse in einem Wendegeschwindigkeitsanzeiger montiert ist, übt die Schräglage des Flugzeugs kein Drehmoment auf die Achse aus, so dass es nicht von der Anzeige wiedergegeben wird. Nur Drehen geht.

Aber wenn die Achse um 30° geneigt im Drehkoordinator montiert ist, bewirkt die Schräglage auch eine Änderung der Ausrichtung der Achse, sodass sie ebenfalls erkannt wird.

Die Vorteile eines Wendekreisels bestehen darin, dass er in ungewöhnlicher Lage nicht taumeln kann, da keine Gimbals vorhanden sind, und dass er keine Drift ansammelt. Diese sind besonders nützlich bei einer Drehung, bei der die Lageanzeige wahrscheinlich einen großen Fehler aufweist, der Wendekoordinator jedoch immer noch korrekt anzeigt, sodass Sie zuverlässig erkennen können, in welche Richtung Sie sich drehen, um ihn zu korrigieren.

Mir war das Fehlen von Gimbals im TC nicht bewusst; Das plus die Achse erklärt genau, was mir gefehlt hat!
@StephenS Beachten Sie, dass in modernen Avionik-Suiten mit „Glascockpit“ alle Gyros Rate Gyros sind (entweder vibrierend oder Laserring), einer für jede Achse, und die Einstellung in die Software integriert ist. Das ist mechanisch einfacher, also zuverlässiger und kann, wenn die Mathematik richtig gemacht wird, nicht stürzen.
Sie arbeiten in zwei Phasen; Sie erhalten eine anfängliche Querneigungsanzeige von der Rollachsenbewegung plus die Gierbewegung, die hereinkommt, wenn sich der Kurs zu ändern beginnt, aber die Rollbewegung stoppt, wenn Sie den Querneigungswinkel erreichen und halten, und von diesem Punkt an stammt die Anzeige von der Gierbewegung. Sie erhalten eine augenblicklichere Anzeige und Gierbewegungen ohne Querneigung werden gehemmt, zusätzlich unterstützt durch einen internen hydraulischen Bewegungsdämpfer. Normale TBs haben keine Dämpfung. Wenn Sie mit einem normalen T&B in einem Flugzeug fliegen, das bei Unebenheiten mit dem Heck wedelt, kann es bei Teilpanels ziemlich herausfordernd sein, da die Nadel wie ein Metronom geht.
@JanHudec, pedantisch nennen wir diese Gyrometer in meinem Bereich gerne (autonomer Flug). Es ist ein wenig widersprüchlich, sie als Ratengyroskope zu bezeichnen , da die Definition eines Gyroskops "ein Gerät zur Messung der Orientierung" ist, was das Festkörpergerät eindeutig nicht tut.
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