Step 05 - Il principio fisico

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