Jiroskop Gizli kılavuzlar

Jiroskoplar uçakları havada, uyduları yörüngesinde ve gemileri rotasında tutan sessiz beyinlerdir. 1910 yılında ''Sperry Gyroscope Company''yi kuran Elmer Sperry, kullanılabilir ilk jiroskopik cihazları üretti.Åžirket gemiler için dengeleyicileri ve pilotlara uçağın yüksekliÄŸini gösteren yapay ufku yarattı. Sperry'nin 1930 yılında ölümüne dek, Sperry ÅŸirketleri 400 kadar patentli ürünü, askeri uçaklar, roketler, bombalar, uydular ve uzay araçlarında kullanılmak üzere otomatik navigasyon sistemlerine dönüştürdü. Bugün jiroskoplar robotlara, antilok sistemlerine, otomobillerin gösterge panosundaki navigasyon cihazlarına, uzay mekiÄŸine, Hubble Uzay Teleskobuna, Mars KeÅŸif Aracı'na yön veriyor.Mikro jiroskoplarJiroskopların bu kadar geniÅŸ bir kullanım alanına sahip olması iki prensibe dayanıyor. Jiroskopik eylemsizlik (atalet) ilkesine göre dönmekte olan bir kütle uzayda sabit konumunu korur. Dönen bir jiroskop bir uyduyu her zaman Dünya'ya dönük olarak tutar. Böylece uydu sabit bir konumda olacağı için haberleÅŸme kolaylaşır. Dönmekte olan bir kütle ayrıca, yan yatırma kuvvetine karşı direnç gösterir. 1900'lü yılların ortalarında tonlarca kilo ağırlığında devasa jiroskoplar gemilerin teknesine yerleÅŸtiriliyor ve motorlar tarafından döndürülüyordu. Bunlar dalgalara karşın gemilerin düzgün bir ÅŸekilde yol almasını saÄŸlıyorlardı.Presesyon ilkesine göre, fırıldayan bir cisme, dönme ekseni üzerinde olmayan bir kuvvet etkilediÄŸinde, cismin dönme ekseni, kendisiyle kuvvetin oluÅŸturduÄŸu düzleme dik olarak hareket eder. EÄŸer Kuvvet aynı niteliÄŸini sürdürürse bu hareket dönme ekseninin konik hareketine dönüşür. Bu harekete presesyon denir. ÖrneÄŸin bir topaç, ekseni eÄŸik olarak fırıldarken kütle merkezini etkileyen yerçekimi kuvveti (ağırlığı) topacı aÅŸağı yatırmaya uÄŸraşırken, presesyon ilkesinden dolayı topacın dönme ekseninin konik bir hareket yapmasına sebep olur. Yatay konumda uçan bir uçağın kanadındaki jiroskop, kanatlar yan yatmaya baÅŸlayınca kanat harektine dik açıda hareket eder. Yalpalamayı fark eden cihazlar pilota kanat açısı hakkında bilgi verir. Ä°kinci bir jiroskop uçağın burundan kuyruÄŸa, alçalma veya yükselme açısını gösterir. Hız ölçen akselerometreye baÄŸlandığı zaman jiroskoplar uçağı uçurabilir. Buna otopilot denir.Jiroskoplar giderek mekanik olma özelliÄŸini yitiriyor. 1980'li yıllarda halka lazer jiroskopları ve fiber-optik jiroskopları daha hassas ve daha küçük oldukları için tercih edildiler. Bunların fiyatı 3.000 ile 4.000 dolar arasında deÄŸiÅŸiyor. Ayrıca bugünkü minyatür jiroskoplar, malzemelerdeki titreÅŸim deÄŸiÅŸikliklerini tespit edebiliyorlar. Bunlar diÄŸerleri kadar hassas olmamakla birlikte entegre devreler gibi seri üretilebiliyor ve ucuza mal oluyor -yaklaşık 20 dolar-. Bunların ucuzlaması tüketim mallarında kullanılmasını saÄŸlıyor.Georgia Institute of Technology'den Farrokh Ayazi tarafından geliÅŸtirilen silikon mikro-mekanik tireÅŸimli halka jiroskobunda halka, özgür bir biçimde yüzen, sabit merkezi bir çubuÄŸa baÄŸlı olan bükülmüş destek yayları ile asılı durur. Tahrik elektrotları halkaya elekrostatik kuvvet uygular. Bu da algılayıcı elektrotlar tarafından kontrol edilen vibrasyonlara yol açar. EÄŸer halka, ekseni etrafında dışarıdan gelen bir kuvvet tarafından döndürülürse, titreÅŸim ÅŸekli bozulur. Bu da dönmenin yönü hakkında bilgi verir. Bozulmanın büyüklüğü dönmenin hızını gösterir.Halka lazer jiroskoplarHalka lazer jiroskobunda iki anot ve bir katot tarafından tetiklenen gaz, ters yönlerde, aynı frekansta iki ışık dalgası gönderir. Halka bir dış kuvvet tarafından döndürülürse, dalgalardan biri biraz daha uzaÄŸa gider. Bir dedektör sonuçta ortaya çıkan uyumsuzluÄŸu fark eder. Bu da dönme hızını gösterir. Dedektöre giren ışık dalgaları dağınık bir yapı sergiler; bu ÅŸekildeki bir deÄŸiÅŸiklik dönmenin yönünü gösterir. Işınların tek bir frekansta kenetlenmesini önlemek için, titreÅŸim motoru üniteyi titreÅŸtirir ve fazlarda ufak da olsa bir deÄŸiÅŸiklik yaratır.Dinamik ayarlanan jiroskopDinamik olarak ayarlanan bir jiroskoptaki motor, rulman yataklarındaki demir rotorun sabit bir hızda dönmesini saÄŸlar. Jiroskop bir dış kuvvet tarafından döndürülürse, rotor buna dik açı oluÅŸturarak hareket eder. Bu da sinyal jeneratöründe manyetik alan deÄŸiÅŸikliklerine neden olur. DeÄŸiÅŸiklikler dönmenin yönünü ve hızını gösterir. Jeneratör ayrıca, sabit torklu mıknatısların dik açı çizerek oluÅŸan harekete karşı tepki göstermesini saÄŸlar. Böylece rotor, yatağına çarpamadan döner.Â