Orizzonte artificiale

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Orizzonte artificiale o indicatore di assetto.

L'orizzonte artificiale, detto anche indicatore di assetto, è uno strumento giroscopico che permette di conoscere l'assetto di un aeroplano anche in condizioni di bassa visibilità e di notte. È quindi indispensable per il volo strumentale come indicazione per il beccheggio e per il rollio. Infatti, a causa della rotazione terrestre, del moto dell’aereo sulla superficie terrestre, l’asse del giroscopio, montato su di un aereo disposto con l’asse di spin inizialmente nella direzione della verticale locale, è incapace di mantenere nel tempo tale direzione. Quindi si rende necessario l’inseguimento della verticale, in quanto la sua direzione cambia continuamente, rispetto a una terna inerziale, a causa della velocità di rotazione terrestre w e per il moto dell’aereo. Si richiede durante il volo un aggiustamento continuo dell’asse, in modo da neutralizzare gli effetti del moto apparente e di variazione della verticale geografica, legata allo spostamento del velivolo, allo scopo di far coincidere istante per istante l’asse di spin con la verticale locale. Il pilota però deve fare attenzione a non focalizzare tutta l'attenzione su questo strumento, le cui informazioni devono invece essere continuamente confrontate con quelle dell'anemometro, dell'altimetro e del direzionale.

Le indicazioni sul quadrante sono date da una barra che si dice stabilizzata nel piano dell’orizzonte vero da un giroscopio con due gradi di libertà e da una sagomina d’aeroplano solidale col velivolo. La lettura dello strumento è ad interpretazione diretta, e poiché la sagomina è fissa alla cassa dello strumento, essa si muove in modo solidale al velivolo, mentre la barra dell’orizzonte, essendo stabilizzata dal giroscopio, rimane parallela all’orizzonte vero locale. Per la proprietà dell’inerzia giroscopica, la barra tende a conservare il parallelismo con l’orizzonte vero, per questo la posizione della sagomina rispetto alla barra indica al pilota l’assetto del velivolo. Lo strumento utilizza un giroscopio controllato dalla forza di gravità, con il rotore rotante intorno all’asse verticale X-X, e affidato ad un sistema di sospensione cardanica tale da permettere al giroscopio stesso libertà di rollio, di picchiata e di cabrata. Il sistema di sospensione cardanica è così costituito: Il cerchio interno è imperniato lateralmente nella direzione Y-Y sul cerchio esterno il quale, a sua volta, è imperniato secondo l’asse longitudinale Z-Z del velivolo. I perni del cerchio esterno sono sopportati dalla cassa dello strumento, e quindi dal velivolo, e inoltre il perno anteriore poggia sul vetro del quadrante dello strumento. In tal modo, una variazione dell’assetto longitudinale del velivolo fa ruotare la cassa dello strumento, cioè il supporto esterno, intorno all’asse trasversale Y-Y dell’anello interno, che è stabilizzato dall’inerzia giroscopica del rotore, mostrando la barra orizzontale muoversi verso l’alto o il basso, rispetto alla cassa dello strumento e in particolare rispetto alla sagomina che è incisa al centro del vetro del quadrante. Sul bordo del quadrante è impressa una graduazione lungo la quale, tramite un indice a 90° dalla barra, si leggono le inclinazioni trasversali dell’aeromobile mediante la rotazione della sagomina del velivolo rispetto alla barra orizzontale. L’inclinazione laterale del velivolo fa ruotare la cassa dello strumento intorno all’asse longitudinale Z-Z, mentre l’anello interno resta stabilizzato dall’inerzia giroscopica del rotore.

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