L'orizzonte artificiale è uno strumento giroscopico e in quanto tale basa il suo funzionamento sul principio del giroscopio, ovvero un disco di notevole massa che ruota ad elevata velocità intorno
ad un asse (in fig. è l’asse X), montato su un sistema cardanico che gli
permette totale libertà di movimento anche attorno anche agli assi verticale Z
ed orizzontale Y.
Il
giroscopio gode delle seguenti proprietà:
- La rigidità giroscopica è la proprietà che ha il giroscopio messo in rotazione,
di mantenersi sullo stesso piano in cui si trovava all’inizio del movimento vorticoso, cioè
mantenersi orientato verso lo stesso punto nello spazio.
- La precessione è il movimento rotatorio che il rotore oppone ad eventuali forze esterne
perturbatrici del proprio equilibrio, si manifesta con una rotazione del suo asse, perpendicolarmente a quello della perturbazione e nel senso della rotazione stessa.
Per capire il funzionamento dello strumento in sé invece possiamo aiutarci con l'immagine seguente:
1. sagoma velivolo a questo solidale
2. rotore
3. anello esterno
4. anello interno
5. contrappeso
6. perno attorno al quale ruota la barra dell’orizzonte
7. piolo solidale con la gabbia interna
8. barra rappresentante la linea dell’orizzonte
9. indicatore mobile e scala dell’orizzonte
Indicazioni di rollio:
L’anello esterno (3) è incernierato al velivolo parallelamente all’asse longitudinale zz′
ed è quindi in grado di indicare l’angolo di rollio in maniera diretta.
Indicazioni di beccheggio:
Per il beccheggio invece il meccanismo è leggermente più complesso: durante una
salita o una discesa l’anello esterno (3) si muove solidalmente al velivolo ruotando attorno
all’asse yy′, la barra (8) ruota anch’essa ma nella
direzione opposta, attorno al piolo (6), grazie al sistema cinematico per il quale il
piolo (7), vincolato all’anello interno(4), scorre nell’anello esterno in una fessura a mezza luna.
In questo modo il braccio (8) trascina con sé la linea dell’orizzonte che, movendosi
rispetto alla sagoma (1), fornisce al pilota la visione dell’assetto cabrato o picchiato del
velivolo.
Fonti:
http://nikemagic.altervista.org/download/Strumentazione/giroscopi.pdf
https://www.itfalco.edu.it/files/CETF05000Q/Strumenti_di_guida_e_pilotaggio.pdf
https://web.archive.org/web/20160603185405/http://www.enav.it/ec5/enav/it/pdf/aeromobili_128_152.pdf