陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时,角动量很大,旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质,所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快,或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然,只要一个很小的力矩,就会严重影响到它的稳定性。就像我们可以轻易的改变旋转中车轮转轴的方向一样。所以设置在飞机、飞弹中的陀螺仪是靠内部所提供的动力,使其保持高速转动。
陀螺仪通常装置在除了要定出东西南北方向,还要能判断上方跟下方的交通工具或载具上,像是飞机、飞船、飞弹、人造卫星、潜艇......等等。它是航空、航海及太空导航系统中判断方位的主要依据。这是因为在高速旋转下,陀螺仪的转轴稳定的指向固定方向,将此方向与飞行器的轴心比对后,就可以精确得到飞机的正确方向。罗盘不能取代陀螺仪,因为罗盘只能确定平面的方向;另方面陀螺仪也比传统罗盘方便可靠,因为传统罗盘是利用地球磁场定向,所以会受到矿物分布干扰,例如受到飞机的机身或船身含铁物质的影响;另方面在两极也会因为地理北极跟地磁北极的不同而出现很大偏差,所以目前航空、航海都已经以陀螺仪以及卫星导航系统作为定向的主要仪器。
高精度导航用到的光纤陀螺仪则是利用相对论的原理,在一束很多圈的光纤环两端都通入同样性质的光,因为光速是绝对的,不因参照物而改变,所以可以通过比较两束光的出射时间来知道火箭轮船等当前的角速度。这种陀螺仪是不进行高速自转的
陀螺仪的原理是一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。根据这个道理,用它来保持方向,陀螺仪在做功之前要给它一个外力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟上万转动,就可以工作很长时间。
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