Если я пролечу сбалансированный поворот достаточно долго, покажет ли ИИ, что я на уровне?

Гироскопический индикатор положения не будет накапливать долговременную ошибку просто потому, что его механизм раскрытия при расширенном скоординированном повороте. Однако все гироскопы со временем накапливают ошибки, которые необходимо каким-то образом исправить.

Гироскопический ИИ будет отображать ошибку поворота в 3-5 градусов при повороте на 180 градусов. Однако эта прецессия меняется на противоположную на вторых 180 градусах поворота, поэтому после 360 градусов прецессия устраняется, и ИИ снова оказывается правильным.

Чтобы объяснить, почему это так, сначала рассмотрим конструкцию авиагоризонта: маятниковые лопасти создают поднимающую силу, когда гироскоп не расположен вертикально по отношению к нисходящему ускорению.

^{(ФАА АС 65-15А)}

Это приводит к тому, что гироскоп со временем поднимается, и на самом деле это было бы неправильно, если бы самолет удерживался на постоянном курсе (если, например, он летел нескоординированно на постоянном курсе).

Однако при согласованном повороте корпус ИИ (включая маятниковые лопасти) вращается вокруг гироскопа. В течение первой половины поворота гироскоп устанавливается в определенном направлении. Однако, поскольку маятниковые лопасти поворачиваются более чем на 180 градусов вокруг гироскопа, они добавляют ошибку, противоположную исходному направлению, устраняя исходную ошибку.

Обратите внимание, что, хотя это устраняет ошибку поворота в долгосрочной перспективе, другие источники ошибок все еще существуют. Прецессия, вызванная тем, что подвесы гироскопа не полностью свободны от трения, которая будет варьироваться в каждом отдельном инструменте, все равно будет происходить, и система монтажа не сможет ее исправить, так как она слишком занята созданием и устранением собственной ошибки. .

Кольцевой лазерный гироскоп будет подвержен тем же проблемам, потому что он все еще должен иметь какой-то процесс коррекции. Все гироскопы, даже совершенные, подвержены кажущейся прецессии:

Свободно вращающийся гироскоп имеет тенденцию удерживать свою ось в постоянном направлении в пространстве, свойство, известное как жесткость в пространстве или гироскопическая инерция. Таким образом, если бы ось вращения гироскопа была направлена ​​на звезду, он продолжал бы указывать на звезду. На самом деле гироскоп не движется, но движущаяся под ним земля придает ему кажущееся движение. Это кажущееся движение называется кажущейся прецессией. Величина кажущейся прецессии зависит от широты. Горизонтальная составляющая, дрейф, равна 15° в час, умноженной на синус широты, а вертикальная составляющая, опрокидывание, равна 15° в час, умноженной на косинус широты.

^{( Справочник штурмана FAA , стр. 3-7)}

Любой гироскоп, будь то кольцевой лазер, МЭМС или гироскопический, при скоординированном повороте будет демонстрировать очевидную прецессию и должен будет со временем корректироваться, если единственным источником коррекции является ускорение.

Нет, потому что в повороте локальный «уровень» непрерывно меняется.

Допустим, вы едете на север и поворачиваете направо. Таким образом, ваш пол наклонен на восток, и гироскоп также накапливает уклон на восток. Но после того, как вы сделаете 90°, вы направляетесь на восток, и ваш берег теперь на юге, поэтому гироскоп накапливает уклон на юг, в то время как уклон на восток уже уменьшается. Таким образом, гироскоп никогда не покажет точно правильный уровень, но он никогда не укажет уровень в повороте.

Что касается того, будет ли кольцевой лазерный гироскоп вести себя так же, это немного сложнее. Исправление гироскопа не является неотъемлемым свойством гироскопа. Он добавляется для компенсации кривизны и вращения Земли . Гироскоп, сделанный не правильно, сохраняет ту же ось вращения относительно далеких звезд . Но по мере того, как вы летите по искривленной поверхности Земли, и по мере того, как Земля вращается вместе с вами, в зенит будут попадать разные звезды. Таким образом, гироскоп должен постоянно корректироваться на локальном уровне.

Когда у вас есть один гироскоп для использования в качестве авиагоризонта, ему нужен выравнивающий механизм, будь то механический или кольцевой лазер, и этот механизм будет вызывать одинаковые (и аналогичные по величине) ошибки при поворотах.

Однако полная инерциальная навигационная система может повысить точность. Такая система знает, как вы двигаетесь, и поэтому может рассчитать, насколько локальный уровень относительно далеких звезд отличается от исходного, и может включить эту поправку. Он по-прежнему будет выполнять некоторую коррекцию, используя среднее ускорение, чтобы скорректировать дрейф, но это может занять усреднение в течение более длительного времени, поэтому ошибка на поворотах растет медленнее.