Les 2, Gyroscopische instrumenten

Intro


Een aantal instrumenten die een richting aan moeten geven zijn gebaseerd op de gyroscoop die cardanisch is opgehangen en daardoor complete vrijheidsbeweging heeft om alle assen. De gyroscoop heeft de eigenschap om altijd stabiel te willen blijven en is dus ideaal voor richting gebaseerde instrumenten.

Een goede gyroscoop
- heeft een groot gewicht in verhouding tot de grootte
- heeft het gewich zo ver mogelijk van de omwentelingsas
- omwentelingssnelheid is zo hoog mogelijk
- zo weinig mogelijk parasitaire krachten (bv wrijving)



Bochtaanwijzer

De bochtaanwijzer bestaat uit een gyroscoop die draait om een horizontale as. De wijzer zal bij een bocht uitslaan naar 1 van de rate-one indicators, ook wel doghouses genoemd. In het plaatje hiernaast zijn dit de driehoeken. Bij het uitvoeren van een rate-one turn wordt een bocht gemaakt van 360 graden in 2 minuten.

Onderaan in het venster zit de clinometer (niet in de R22). Tijdens een bocht moet deze in het midden blijven anders gaat het toestel skidden of slippen.


Kunstmatige horizon

Dit instrument met een vertikale gyroscoop geeft de stand van het toestel aan in het stamp- en rolvlak, oftewel de hoeken op de dwarsas en de lengteas.


Richtingsaanduider


Ook wel directional gyro of koerstol genoemd is vergelijkbaar met een kompas, maar gebaseerd op een horizontale gyroscoop.

Het vliegtuig op het instrument is statisch, de wijzerplaat beweegt er omheen.


Het kompas

Dit is natuurlijk geen gyroscopisch instrument, maar gebaseerd op het aardmagnetisch veld. Helaas bevat het magnetisch kompas nogal wat fouten waar rekening mee moet worden gehouden tijdens het aflezen.

Magnetische dip
Rond de evenaar lopen de magnetische lijnen evenwijdig aan het aardoppervlak, maar richting de magnetische polen steeds minder. De kompasnaald wordt hierdoor bv naar beneden getrokken bij de noordpool. In de buurt van de polen wordt in feite de horizontale component van het magnetisch veld steeds kleiner waardoor het kompas niet meer goed kan werken.

Hetzelfde geldt in principe ook als een bocht gemaakt wordt, of als er versneld/vertraagd wordt, namelijk het instrument is dan niet meer opgelijnd met het aardmagnetisch veld.
Dit is de bocht- en versnellingsfout.

Bochtfout
Bij een bocht naar het noorden geeft het kompas een vertraging weer van ongeveer 30 graden.
Bij een bocht naar het zuiden geeft het kompas een versnelling weer van ongeveer 30 graden.

Bv een bocht van oost (90) naar zuid (180) zal het kompas 210 aangeven bij het doorvliegen van het echte zuiden.

Versnellings- of vertragingsfout
Bij vliegen in de noord/zuid richting is deze fout nul. Bij vliegen in de oost/west richting is de fout maximaal. Een vuistregel is:
ANDS = Acceleration to the North, Deceleration to the South

Dus bij versnelling is er een foutieve afwijking richting noorden.

Variatie en Deviatie
Variatie is het verschil tussen de werkelijke polen en de magnetische polen. De plaats van de magnetische polen is afhankelijk van de tijd.
Deviatie is de afwijking van het kompas door elektrische velden in het vliegtuig/helicopter.
Ezelsbrug:
TVMDC = True Virgins Make Dull Companions
Oftewel,
True North - Variation - Magnetic North - Deviation - Compass North