Sistema Giroscópico
Summary
TLDREste vídeo explica el sistema giroscópico, esencial para los seis instrumentos de vuelo básicos conocidos como el 'six pack'. Se exploran los principios de rigidez en el espacio y precesión, que son fundamentales para el funcionamiento de instrumentos como el indicador de actitud, el indicador de rumbo y el coordinador de virajes. Además, se describen los diferentes tipos de giroscópios, como los de desplazamiento y los de variación, y cómo se alimentan, destacando la redundancia en los sistemas de alimentación para asegurar su funcionamiento en aeronaves ligeras.
Takeaways
- 😀 El sistema giroscópico es uno de los sistemas que alimenta los seis instrumentos de vuelo básicos, también conocidos como el 'six pack'.
- 🔧 Los instrumentos de vuelo como el indicador de actitud, indicador de rumbo y coordinador de virajes utilizan principios giroscópicos para su funcionamiento.
- 🌀 Un giróscopo es un cuerpo simétrico en rotación a una velocidad suficiente para experimentar los efectos de la rigidez en el espacio y la precesión.
- 🛠️ Cada giróscopo se compone de un rotor, eje de rotación, soportes y marco, permitiendo movimiento en los tres ejes y siendo un giróscopo libre.
- 🔄 La rigidez en el espacio se manifiesta cuando el rotor del giróscopo permanece en una posición fija en su plano de rotación, independientemente del movimiento del marco.
- ⚖️ La cantidad de rigidez en el espacio de un giróscopo es proporcional a su velocidad de rotación y su momento de inercia, que a su vez depende de la masa y el radio efectivo.
- 🔄 La precesión se da cuando una fuerza se aplica perpendicularmente al plano de rotación del giróscopo, resultando en un efecto a 90 grados en el sentido de la rotación.
- 📏 Los giróscopos se clasifican en de desplazamiento y de variación, siendo los primeros capaces de girar libremente en torno a sus tres ejes y los segundos con restricciones para medir la precesión.
- 🛫 En aviación, los giróscopos se encuentran en instrumentos como el indicador de actitud, indicador de rumbo y coordinador de virajes, siendo fundamentales para la navegación y control de la aeronave.
- ⚙️ Los sistemas de alimentación de los giróscopos pueden ser eléctricos o aerodinámicos, dependiendo del diseño de la aeronave, y suelen tener redundancia para garantizar su funcionamiento en caso de fallas.
Q & A
¿Qué es un sistema giroscópico en aviación?
-Un sistema giroscópico es uno de los sistemas que alimenta a los seis instrumentos de vuelo básicos, conocidos como el 'six pack', y utiliza los principios giroscópicos para dar lecturas precisas en instrumentos como el indicador de actitud, el indicador de rumbo y el coordinador de virajes.
¿Cuáles son los seis instrumentos de vuelo básicos mencionados en el guion?
-Los seis instrumentos de vuelo básicos son el velocímetro, el altímetro, el barómetro, el indicador de actitud, el indicador de rumbo y el coordinador de virajes.
¿Qué es un giróscopo y qué características generales tiene?
-Un giróscopo es un cuerpo simétrico en rotación a una velocidad suficiente como para experimentar los efectos de la rigidez en el espacio y la precesión. Generalmente, un giróscopo se compone de un rotor, un eje de rotación, soportes o balancines y un marco.
¿Qué es la rigidez en el espacio y cómo afecta a un giróscopo?
-La rigidez en el espacio es la capacidad de un giróscopo para permanecer en una posición fija en su plano de rotación, independientemente del movimiento de los soportes o el marco. Esta rigidez es directamente proporcional a la velocidad de rotación y al momento de inercia del giróscopo.
¿Cómo se relaciona la velocidad de rotación con la rigidez en el espacio de un giróscopo?
-La rigidez en el espacio de un giróscopo es directamente proporcional a su velocidad de rotación; es decir, cuanto más rápido gire el rotor, mayor será su rigidez en el espacio.
¿Qué es la precesión en un giróscopo y cómo se manifiesta?
-La precesión es el efecto por el cual toda fuerza aplicada perpendicularmente sobre el plano de rotación de un giróscopo se refleja a 90 grados en el sentido de la rotación. Esto causa que el giróscopo se incline en la dirección de la fuerza aplicada.
¿Cuáles son los diferentes tipos de giróscopos que se pueden encontrar y cómo se diferencian?
-Los giróscopos se pueden clasificar en dos grandes grupos: los giróscopos de desplazamiento y los giróscopos de variación. Los de desplazamiento pueden ser libres o anclados, mientras que los de variación, también conocidos como reid y iron scope, tienen restricciones en su rotación y miden la precesión mediante un sistema de resortes.
¿Dónde se utiliza un giróscopo anclado en una aeronave?
-Un giróscopo anclado se utiliza en el indicador de rumbo de una aeronave, donde su eje de rotación se mantiene alineado con el plano de guiñada de la aeronave para dar una indicación de rumbo consistente.
¿Cómo se alimentan los giróscopos en una aeronave y cuál es la configuración típica en aeronaves ligeras?
-Los giróscopos pueden ser alimentados por electricidad o por aire. En aeronaves ligeras, es común que el indicador de actitud y el indicador de rumbo estén alimentados por una bomba de vacío y el coordinador de virajes por corriente eléctrica, proporcionando redundancia al sistema.
¿En qué aplicaciones prácticas se utilizan los giróscopos más allá de los instrumentos básicos de vuelo?
-Además de los instrumentos básicos de vuelo, los giróscopos se utilizan en aplicaciones avanzadas como el compás hilo magnético, sistemas de referencia y navegación inercial, el amortiguador de guiñada y el sistema de piloto automático en aeronaves más complejas y modernas.
Outlines
🛰️ Sistemas Giroscópicos en Aviación
Este párrafo introduce el sistema giroscópico, que es fundamental para los seis instrumentos de vuelo básicos conocidos como el 'six pack'. Se explica que mientras algunos instrumentos como el velocímetro, altímetro y barómetro dependen de la presión de aire, otros como el indicador de actitud, indicador de rumbo y coordinador de virajes utilizan principios giroscópicos. Se describe el giróscopo como un cuerpo simétrico en rotación que experimenta efectos conocidos como los 'efectos de los co picos'. Se menciona que estos instrumentos incorporan un giróscopo en sus mecanismos internos y se detalla la composición de un giróscopo, incluyendo el rotor, el eje de rotación, los soportes y el marco. Además, se discuten los principios de rigidez en el espacio y precesión, que son fundamentales para el funcionamiento de los instrumentos de vuelo.
🔄 Propiedades y Tipos de Giroscopios
En este párrafo se profundiza en las propiedades giroscópicas de rigidez en el espacio y precesión. Se explica que la rigidez en el espacio se refiere a la capacidad de un giróscopo para mantener una posición fija en su plano de rotación, independientemente del movimiento de su entorno. La precesión, por otro lado, es la tendencia de un giróscopo a desviar una fuerza aplicada perpendicularmente a su plano de rotación en un ángulo de 90 grados en el sentido de la misma rotación. Se menciona que la magnitud de la precesión es proporcional a la fuerza aplicada y se ve afectada por la velocidad de rotación del giróscopo. Además, se clasifican los giroscopios en dos grupos principales: giroscopios de desplazamiento y giroscopios de variación, con subtipos como los giroscopios libres, anclados y terrestres, cada uno con aplicaciones específicas en la aviación.
🔌 Sistemas de Alimentación y Aplicaciones Prácticas
Este párrafo trata sobre los sistemas de alimentación de los giroscopios en aeronaves, que pueden ser eléctricos o aerodinámicos, y la importancia de la redundancia en estos sistemas para asegurar la operatividad en caso de fallas. Se menciona que en aeronaves ligeras, comúnmente se utiliza una bomba de vacío para alimentar el indicador de actitud y el indicador de rumbo, mientras que el coordinador de virajes se alimenta eléctricamente. Finalmente, se discuten las aplicaciones prácticas de los giroscopios en instrumentos de vuelo, no solo en aeronaves ligeras sino también en sistemas más complejos y modernos, resaltando la importancia de comprender su funcionamiento y las propiedades giroscópicas para la navegación y el control de vuelo.
Mindmap
Keywords
💡Giroscópico
💡Rotor
💡Eje de rotación
💡Rigidez en el espacio
💡Precesión
💡Giroscopio libre
💡Giroscopio anclado
💡Giroscopio terrestre
💡Giroscopio de variación
💡Sistema de alimentación
Highlights
El sistema giroscópico es uno de los sistemas que alimenta los seis instrumentos de vuelo básicos.
El indicador de actitud, el indicador de rumbo y el coordinador de virajes utilizan principios giroscópicos.
Un giróscopo es un cuerpo simétrico en rotación a una velocidad suficiente para experimentar los efectos de los coriolis.
El diseño específico de un giróscopo puede variar enormemente dependiendo de su uso o aplicación.
Un giróscopo se compone de un rotor, un eje de rotación, soportes o balancines y un marco.
Un giróscopo libre tiene libertad de movimiento en los tres ejes.
La rigidez en el espacio de un giróscopo es proporcional a su velocidad de rotación y su momento de inercia.
La precesión es la fuerza aplicada perpendicularmente sobre el plano de rotación que se refleja a 90 grados en el sentido de la rotación.
Los giróscopos de desplazamiento incluyen giróscopos libres y anclados, con aplicaciones en sistemas de referencia inercial y en instrumentos de vuelo.
Los giróscopos terrestres son una variación de los anclados que usan la gravedad para mantener el eje de rotación en una posición específica.
Los giróscopos de variación, o reid y iron scope, tienen dos grados de libertad y miden la precesión para determinar la tasa de viraje.
Los sistemas de alimentación de giróscopos pueden ser eléctricos o por aire, dependiendo del diseño de la aeronave.
En aeronaves ligeras, el indicador de actitud y el indicador de rumbo suelen ser alimentados por una bomba de vacío, mientras que el coordinador de virajes por corriente eléctrica.
Los giróscopos son esenciales en instrumentos de vuelo como el indicador de actitud, indicador de rumbo y coordinador de virajes.
En aeronaves más complejas y modernas, los giróscopos también se encuentran en el compás hilo magnético, sistemas de referencia y navegación inercial, amortiguador de guiñada y sistemas de piloto automático.
La comprensión de cómo funcionan los giróscopos y sus propiedades es vital para la navegación y control de vuelo.
Transcripts
hoy hablaremos acerca del sistema
giroscópico el cual es uno de los
sistemas que alimenta a los seis
instrumentos de vuelo básicos también
conocidos como el six pack
como hemos visto en vídeos anteriores el
velocímetro el altímetro y el barómetro
son alimentados por presión de aire por
medio del sistema de estático
mientras que el indicador de actitud
el indicador de rumbo y el coordinador
de virajes utilizan los principios
giroscópicos para dar su lectura y es
justamente en este sistema en el cual
nos vamos a centrar en este vídeo en
esencia entonces cada uno de estos tres
instrumentos incorpora un giróscopo en
sus mecanismos internos así que veamos
qué es un giróscopo este también
conocido como giroscopio es todo cuerpo
simétrico en rotación a una velocidad
suficiente como para experimentar los
efectos y los co picos esta es una
definición muy general ya que aquí
podemos por ejemplo mencionar una rueda
de una bicicleta la hélice de una
aeronave o un giróscopo dedicado como
tal
este último resulta bastante útil para
poder explicar con mayor facilidad las
propiedades giroscópica así que veamos
en qué consiste uno de estos
primero que todo debemos decir que el
diseño específico de un giróscopo puede
variar enormemente dependiendo de su uso
o aplicación sin embargo y a pesar de
esto todo giróscopo en esencia se
compone de lo siguiente primero un rotor
que viene siendo el disco que se
encuentra girando tenemos el eje de
rotación de ese rotor tenemos los
soportes o balancines y tenemos el marco
que soporta el giróscopo este diseño en
particular que estamos observando
permite que el giróscopo tenga libertad
de movimiento en los tres ejes es decir
que viene siendo un giróscopo libre
de tal forma que cuando el rotor de este
giróscopo se pone en movimiento este va
a experimentar los dos principios y los
co picos principales la rigidez en el
espacio y la precisión
a continuación veremos un poco más en
detalle cada uno de estos principios
iniciando por la rigidez en el espacio y
es que al rotar un giróscopo permanece
en una posición fija en su plano de
rotación
independientemente del movimiento de los
soportes o el marco como podemos
observar en la animación de la izquierda
aquí aunque las otras partes del
giróscopo se estén moviendo el disco o
rotor permanece rígido en el espacio
esto lo podemos observar más claramente
con este ejemplo aquí tenemos nuevamente
un giróscopo donde el rotor se encuentra
girando como podemos observar
independientemente del movimiento del
marco o de las otras partes del
giróscopo este rotor permanece en un
mismo punto es decir permanece rígido en
el espacio con su plano de rotación
ahora debemos decir que la cantidad de
rigidez que presenta un giróscopo es
directamente proporcional a su velocidad
de rotación es decir las revoluciones
por minutos del rotor y su momento de
inercia que depende directamente de la
masa y del radio efectivo la parte de
las revoluciones por minuto es fácil de
comprender entre más rápido gire el
rotor del giróscopo mayor rigidez en el
espacio tendrá y viceversa esto lo
podemos experimentar incluso en la vida
cotidiana con una bicicleta si manejamos
una bicicleta a baja velocidad las
ruedas al moverse más lento tendrán
menos rigidez en el espacio y por lo
tanto la bicicleta será menos estable
mientras que si manejamos una bicicleta
a alta velocidad
las ruedas van a moverse más rápido y
por lo tanto tendrán mayor rigidez en el
espacio siendo así la bicicleta más
estable
ahora el otro factor que afecta a la
rigidez en el espacio de un giróscopo es
el momento de inercia y este dice que
entre mayor sea la masa y el radio
efectivo del giróscopo mayor rigidez en
el espacio tendrá cuando hablamos de
masa como podemos observar en el disco
la masa se encuentra concentrada en la
parte exterior para así aumentar el
momento de inercia entre mayor sea esa
masa más rígido en el espacio será el
giróscopo y cuando hablamos de radio
efectivo nos referimos a la distancia
entre el eje de rotación y esa masa
en otras palabras entre más ancho y
pesado sea el giróscopo mayor rigidez en
el espacio tendrá y viceversa esto
incluso lo podemos experimentar también
con una bicicleta si por ejemplo nos
encontramos manejando una bicicleta con
ruedas más pequeñas tendrá esta menor
rigidez en el espacio mientras que si
tienen ruedas grandes tendrán una mayor
rigidez y por lo tanto será más estable
para tener una idea general podemos
decir que en la mayoría de instrumentos
de las aeronaves la velocidad de
rotación del giroscopio es de
aproximadamente de 18.000 revoluciones
por minuto la cual es relativamente alta
el radio efectivo del giróscopo es de
aproximadamente 2 centímetros y
normalmente tienen un gran peso relativo
con lo cual podemos esperar que este
tipo de giros copos tengan una alta
rigidez en el espacio ya que vimos esto
veamos la siguiente propiedad
giroscópica la precesión está dice que
toda fuerza aplicada perpendicularmente
sobre el plano de rotación de un
giróscopo se verá reflejada a 90 grados
en el sentido de la rotación esto puede
sonar un poco complejo pero veámoslo por
medio de un ejemplo
aquí en la parte de la derecha tenemos
un disco que se encuentra rotando con lo
cual por definición podemos decir que es
un giróscopo ahora supongamos que le
aplicamos una fuerza en este punto
debido entonces al efecto de la
precesión esa fuerza no se verá aplicada
allí sino a 90 grados en el sentido de
la rotación es decir en este punto con
lo cual el resultado es que este disco
se va a inclinar de esta manera
veámoslo por medio de otro ejemplo aquí
tenemos un giróscopo que tiene su eje de
rotación de forma horizontal y se
encuentra girando en este sentido
supongamos ahora que aplicamos una
fuerza en este punto debido entonces a
la precesión el efecto resultante de esa
fuerza se va a ver aplicado en este otro
punto es decir a 90 grados en el sentido
de la rotación del giróscopo con lo cual
éste se va a inclinar de esta manera
ahora debemos decir que la magnitud de
la precesión que experimenta ese
giróscopo es directamente proporcional a
la fuerza aplicada e inversamente
proporcional a la velocidad de rotación
es decir en otras palabras que entre más
rápido gire el giróscopo menor será la
precisión que presente y por otro lado
que entre mayor sea la fuerza que se le
aplica mayor será la precisión
hasta este punto entonces hemos
explicado brevemente en qué consiste en
las dos propiedades y los co picas
principales pasemos ahora a ver los
diferentes tipos de giróscopos que
podemos encontrar y es que éstos los
podemos clasificar en dos grandes grupos
los giróscopos de desplazamiento y los y
los cupos de variación a su vez dentro
de los giróscopos de desplazamiento
podemos encontrar dos tipos los
giróscopos libres que son los que hemos
visto anteriormente y los giróscopos
anclados dentro de los cuales también
podemos destacar los giróscopos
terrestres
a continuación veremos una breve
descripción de cada uno de estos y dónde
se utilizan iniciando por los giróscopos
de desplazamiento iniciemos entonces con
el giróscopo libre
este es un giróscopo que cuenta con los
tres grados de libertad es decir que
puede girar libremente en torno a sus
tres ejes este tipo de giros ccoo puede
ser que hemos utilizado en los ejemplos
anteriores como referencia sin embargo
cuando hablamos de las aplicaciones
prácticas en la aviación
estos son utilizados únicamente en los
sistemas de referencia inercial es es
decir que este tipo de giros copo no lo
vamos a encontrar en los instrumentos
básicos de una aeronave ligera
el que sí vamos a encontrar es el
giróscopo anclado este tipo de giros
como cuenta también con los tres grados
de libertad sin embargo incorpora un
sistema de control que se encarga de
mantener el eje de rotación del
giroscopio en una posición en particular
un ejemplo de este tipo de giros copo es
por ejemplo el que se encuentra dentro
del indicador de rumbo ya que éste
cuenta con un sistema de control que
mantiene el eje de rotación de éste
giróscopo alineado con el plano de
guiñada de la aeronave para poder así
dar una indicación de rumbo consistente
ahora una variación de éste giróscopo
anclado es el giróscopo terrestre que
también en esencia es un giróscopo
anclado como tal sin embargo el sistema
de control que utiliza usa la gravedad
terrestre para mantener el eje de
rotación en una posición en particular
este tipo de giros como lo podemos
encontrar por ejemplo en el indicador de
actitud ya que éste debe mantener el eje
de rotación ha alineado
perpendicularmente con el horizonte
y esto se logra justamente con un
sistema de control que utiliza la
gravedad terrestre
con esto entonces ya hemos visto los
giróscopos de desplazamiento pasemos
ahora a ver los giróscopos de variación
un giróscopo de variación también
conocido como reid y iron scope es un
tipo de giróscopo que sólo cuenta con
dos grados de libertad es decir que se
encuentra restringido de tal forma que
cuando el giróscopo intenta rotar en el
plano que está restringido el giróscopo
experimentará precesión la cual puede
ser medida por un sistema de resortes
obteniendo así el régimen de variación
angular por ejemplo este tipo de giros
copos se encuentran en el coordinador de
virajes ya que al medir la cantidad de
precesión de ese giróscopo se puede
medir la tasa de viraje es decir qué tan
rápido se está cambiando de rumbo y dar
la indicación en el instrumento el
principio de funcionamiento exacto de
cada uno de los giróscopos que se
encuentra dentro de los instrumentos se
va a mostrar en detalle en los vídeos
dedicados de cada instrumento así que
habiendo dicho esto veamos ahora los
sistemas de alimentación
con esto nos referimos al mecanismo por
medio del cual se hacen girar los
giróscopos y éste puede variar
dependiendo del diseño de la aeronave
normalmente en aviación podemos
encontrar un sistema de alimentación por
electricidad o por aire cuando hablamos
del sistema de electricidad normalmente
este es por medio de corriente directa y
cuando hablamos de un sistema de
alimentación por aire este puede ser ya
sea por succión por medio de una bomba
de vacío o por presión de aire por medio
de un compresor debemos decir que en la
mayoría de aeronaves ligeras se tiene la
siguiente configuración el indicador de
actitud y el indicador de rumbo están
alimentados por medio de una bomba de
vacío que proporciona succión
mientras que el coordinador de viajes
está alimentado por corriente eléctrica
del sistema eléctrico de la aeronave de
tal forma que si se sufre una falla en
alguno de los dos sistemas el otro va a
quedar operativo con lo cual dando así
redundancia al sistema ahora para
finalizar veamos las aplicaciones
prácticas de los giróscopos hasta ahora
ya hemos visto que en las aeronaves más
ligeras y sencillas éstos giróscopos los
encontramos en el indicador de actitud
el indicador de rumbo y el coordinador
de virajes
sin embargo cuando hablamos de una vez
más complejas y modernas también
encontramos giróscopos por ejemplo en el
compás hilo magnético en los sistemas de
referencia y navegación inercial es en
el amortiguador de guiñada o en el
sistema de piloto automático es por esto
que es de vital importancia comprender
cómo funcionan los giróscopos y cómo se
aplican las propiedades giroscópica a
los instrumentos de vuelo
espero que este vídeo les haya servido
para comprender un poco mejor en qué
consiste un giróscopo y sus propiedades
suscríbase para más contenido acerca del
mundo aeronáutico y dejen los
comentarios qué otro tipo de temas
quisieran que trataran los vídeos
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