战机在恶劣天气下进行起降时,受气流影响会产生剧烈颠簸,飞行员需要不断调整战机姿态,确保飞行稳定。然而,完全依靠飞行员手动操控战机飞行难度很大,这时需要运用陀螺仪,辅助控制战机平稳飞行。
陀螺仪的工作原理基于陀螺效应,是利用陀螺在高速转动中转子产生惯性,可以自动监测到战机在空中的飞行姿态、朝向和转动角度等,为飞行员提供精确的方位、速度和加速度等一系列信息。当陀螺仪发现战机机翼稍有下压,就会立即发出指令调整,帮助飞行员进行相应操作,校正战机飞行姿态。
陀螺仪技术已有170多年发展历史。19世纪50年代,法国物理学家莱昂·傅科为了研究地球自转,发明了世界上第一台陀螺仪。陀螺仪诞生后,首先被应用到航海领域。1908年,单转子摆式陀螺罗经问世,它可以凭借重力力矩自动寻找方向,解决了当时舰船导航问题。
随后,陀螺仪又成功应用到航空领域。二战时期,德国科学家发明的惯性导航系统,便是利用陀螺仪确定飞行方向和角速度,以控制飞弹飞行和打击目标。不过,那时候德国飞弹的惯性导航系统采用的是机械式陀螺仪,受技术影响,飞行精度偏差大,并没有达到预期效果。
为了突破机械式陀螺仪的技术瓶颈,美国一家公司于1963年研制出激光陀螺仪,并将激光陀螺仪应用到战机制造上。稍晚出现的光纤陀螺仪也是一种光学陀螺仪,与激光陀螺仪相比,具有体积小、成本低、便于批量生产等优点,得到广泛应用。
进入21世纪,随着微机电和量子技术发展,陀螺仪的发展驶入“快车道”,以微机电系统陀螺仪、半球谐振陀螺仪为代表的振动陀螺仪和以核磁共振陀螺仪、原子干涉陀螺仪为代表的原子陀螺仪等新型陀螺仪得到快速发展。这些新型陀螺仪的出现及应用,对现代战机发展起到关键作用,让战机平稳飞行。(朱志清)







