螺旋仪是一种飞行仪表,主要用于航空器的姿态指示。它通过检测飞行器的滚转、俯仰和偏航三个轴向的运动,并把这些信息转换为航向、俯仰和滚转的指示。
螺旋仪基于陀螺仪原理设计,当其作为旋转参考时,飞行器发生滚转、俯仰和偏航时转子会受到外力的作用,沿着陀螺仪的刚性轴产生旋转,这样,在旋转的过程中,如果仪表保持不动,那么它所在的航向就恰好与飞机的方向一致,那么仪表显示的角度就是飞机相对于地面的角度。
螺旋仪主要由四个部分构成:陀螺仪转子、水平指示元件、航向起飞指示元件和控制元件。陀螺仪转子是整个仪表的核心部分,它相对静止而被支撑在机架上,一旦受到外部扰动就会开始进行旋转。
当飞机转动时,旋转的惯性力会使陀螺保持原来的方向,而陀螺保持不变的方向会使水平和航向指示元件产生相对转动,这个转动的大小和方向可以反映出飞机的姿态。
控制元件的作用是将引起陀螺旋转的力作用在正确的轴线上,以保证正确的读数。同时,为了避免陀螺的旋转速度过高而导致损坏,螺旋仪还需要与稳定器进行配合以控制其旋转速度。
按激振方式分,螺旋仪可以分为电子式和气压式两种。电子式是利用电磁感应方式进行激振,其精度高,但价格昂贵;气压式是利用飞行器飞行过程中气体进入和流出形成的压力差进行激振,其准确度较低,但价格较为亲民。
按仪表类型分,螺旋仪可以分为人眼可读型和电传控制型两种。人眼可读型是指通过指针和刻度盘来显示飞机姿态,属于机械式仪表;电传控制型是指通过电子设备来进行姿态控制和显示,属于现代化电子式仪表。
螺旋仪是一种普遍应用的航空仪表,广泛应用于大小型飞机、直升机、无人机等航空器上。除航向、俯仰和滚转指示外,螺旋仪还可以通过与其他飞行仪表的联动来进行导航、高度、速度等方面的指示。
随着科技的发展,螺旋仪的精度、可靠性和多功能性都得到了不断提高,为飞机的安全、稳定性和精准控制提供了重要保障。