陀螺与航行自动控制

每个人年轻的时候可能都玩过陀螺。当你掌握了几次鞭打它的正确方法后，它会翘起并绕着它的轴旋转而不会翻倒。

不要低估陀螺。人们根据陀螺仪不能旋转的原理设计制造了各种精密陀螺仪，为各种飞行器(如飞机、导弹、人造卫星等)的自动飞行控制奠定了基础。)。虽然陀螺仪在外观和尺寸上不同于普通陀螺仪(例如，飞行仪器中使用的最轻的陀螺仪只有几十克重，而稳定核潜艇中使用的陀螺仪重55吨)，但基本原理是相同的。

陀螺仪对于现代飞行控制系统非常重要。它不仅对整个系统的工作起着决定性的作用，而且它的准确性、可靠性和使用寿命对飞机的稳定性和准确性有着至关重要的影响。

陀螺仪最早的应用领域是导航。在19世纪，陀螺仪被广泛用于校准航向，在漫长的航海历史上写下了新的一页。自20世纪40年代以来，陀螺仪被广泛用于导弹武器和航空航天。随着科学技术的进步和技术水平的提高，它们的稳定性和工作精度也迅速提高。目前，陀螺仪有球轴承、气浮、液浮、柔性、激光等类型。

当陀螺仪高速旋转时，它能抵抗任何外力和干扰的影响，并保持其旋转轴相对于惯性空间方向的稳定。当飞机的飞行姿态偏离预设的正确方向时，转轴与陀螺仪的飞行方向之间的夹角发生变化，飞机上的检测元件可以立即对其进行测量，同时发出控制信号，通过执行器的作用使飞机恢复正常状态。因此，这种自动控制系统也被称为“姿态稳定系统”。

陀螺转轴方向恒定的原理除了应用于导弹制导和飞机姿态控制之外，还广泛应用于航空航天技术。例如，在人造卫星上使用陀螺仪，这可以确保人造卫星能够在没有外部干扰的情况下在预定轨道上稳定运行。不管人造卫星绕地球转到哪里，也不管它受到什么外部干扰，卫星上的陀螺仪总是指向太空中预定的方向。

小型玩具陀螺仪和精度不断提高的陀螺仪原理完全相同。乍一看，这似乎有点奇怪。事实上，这是世界上存在的客观规律。然而，许多看似简单的事情包含着深刻的科学真理。关键在于我们理解它们的本质规律，从而促进社会发展。

英国科学巨人牛顿从一个常见现象中发现，苹果不是飞到空中，而是落到地上，苹果是从树上落到地面的，并遵循与围绕太阳的其他行星相同的定律——万有引力定律。他还计算了太阳系中围绕太阳旋转的行星的轨道和周期，并立即解释了“太阳中心论”或“地心论”是否已经争论了数百年的问题。科学技术发展的历史表明，科学中的许多原理和理论在经过一段时间的模糊之后，往往会突然被人们所认识。细心的读者会从中得到什么启示吗？