Si vuelo un giro equilibrado el tiempo suficiente, ¿la IA mostrará que estoy nivelado?

Un indicador de actitud giroscópico no generará un error a largo plazo simplemente debido a su mecanismo de erección en un giro coordinado prolongado. Sin embargo, todos los giroscopios acumularán errores con el tiempo, lo que debe corregirse de alguna manera.

Una IA giroscópica mostrará un error de giro de 3 a 5 grados en un giro de 180 grados. Sin embargo, esta precesión se invierte en los segundos 180 grados de un giro, por lo que después de 360 ​​grados, la precesión se elimina y la IA vuelve a ser correcta.

Para explicar por qué sucede esto, primero considere el diseño del indicador de actitud: las paletas pendulares ejercen una fuerza de erección cuando el giroscopio no está vertical con respecto a la aceleración hacia abajo.

^{(CA 65-15A de la FAA)}

Esto hace que el giroscopio se erija con el tiempo y, de hecho, lo haría de forma incorrecta si la aeronave se mantuviera en un rumbo constante (si, por ejemplo, volara sin coordinación en un rumbo constante).

Sin embargo, en un giro coordinado, la carcasa de la IA (incluidas las paletas colgantes) gira alrededor del giroscopio. Durante la primera mitad del giro, el giroscopio se eleva en una dirección determinada. Sin embargo, a medida que las paletas pendulares se mueven más de 180 grados alrededor del giroscopio, agregan un error en la dirección opuesta a la original, eliminando el error original.

Tenga en cuenta que, si bien esto corrige el error de giro a largo plazo, todavía existen otras fuentes de error. La precesión causada por el hecho de que los cardanes del giroscopio no están perfectamente libres de fricción, lo que variará en cada instrumento individual, seguirá ocurriendo, y el sistema de erección no podrá corregirlo, ya que está demasiado ocupado causando y eliminando su propio error. .

Un giroscopio de láser de anillo estaría sujeto a los mismos problemas, porque aún debe tener algún tipo de proceso de corrección. Todos los giroscopios, incluso los perfectos, están sujetos a una precesión aparente:

Un giroscopio que gira libremente tiende a mantener su eje en una dirección constante en el espacio, una propiedad conocida como rigidez en el espacio o inercia giroscópica. Por lo tanto, si el eje de giro de un giroscopio apuntara hacia una estrella, seguiría apuntando a la estrella. En realidad, el giroscopio no se mueve, pero la tierra que se mueve debajo le da un movimiento aparente. Este movimiento aparente se llama precesión aparente. La magnitud de la precesión aparente depende de la latitud. La componente horizontal, deriva, es igual a 15° por hora por el seno de la latitud, y la componente vertical, volcar, es igual a 15° por hora por el coseno de la latitud.

^{( Manual del Navegador de Vuelo de la FAA , p. 3-7)}

Cualquier giroscopio, ya sea un láser de anillo, MEMS o giroscópico, en un giro coordinado, exhibirá una precesión aparente y deberá corregirse con el tiempo si su única fuente de corrección es la aceleración.

No, porque en un turno el “nivel” local cambia continuamente.

Digamos que te diriges al norte y giras a la derecha. Entonces, su piso está inclinado hacia el este y el giroscopio también está acumulando sesgo hacia el este. Pero después de hacer 90 °, se dirige hacia el este y su inclinación ahora está hacia el sur, por lo que el giroscopio acumula una inclinación hacia el sur mientras que la inclinación hacia el este ya se está reduciendo. Por lo tanto, el giroscopio nunca mostrará el nivel correcto con precisión, pero nunca indicará el nivel en el giro.

En cuanto a si el giroscopio láser de anillo se comportará igual, es un poco más complicado. El enderezamiento del giroscopio no es una propiedad inherente del giroscopio. Se agrega para compensar la curvatura y la rotación de la Tierra . Un giroscopio hecho para no enderezarse mantiene el mismo eje de rotación en relación con estrellas distantes . Pero a medida que vuelas a lo largo de la superficie curva de la Tierra, y mientras la Tierra gira contigo, diferentes estrellas entrarán en el cenit. Por lo tanto, el giroscopio debe ajustarse continuamente al nivel local.

Cuando tiene un solo giroscopio para usar como indicador de actitud, necesita un mecanismo de enderezamiento, ya sea mecánico o láser de anillo, y ese mecanismo causará el mismo tipo (y magnitud similar) de error en los giros.

Sin embargo, un sistema completo de navegación inercial puede mejorar la precisión. Dicho sistema sabe cómo te mueves y por eso puede calcular cómo el nivel local, relativo a estrellas lejanas, difiere del inicial y puede incluir esta corrección. Todavía se enderezará un poco, usando la aceleración promedio, para corregir la deriva, pero puede tomar el promedio durante un tiempo más largo, por lo que el error en los giros crece más lentamente.