航空機のジャイロ

航空機に装備されている「ジャイロ」の仕組みがいまいち良く理解出来ないです。
ジャイロによってどの様な情報を得ることが出来て、どの様にその情報を使うのでしょうか？
小学生レベルにでも理解しやすい解説があればありがたいです。
宜しくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： funflier 回答日時： 2011/07/10 23:59

「ジャイロスコープ」とは回転するコマのことですが、これには２つの重要な要素があります。

一つは「剛性(rigidity)」と呼ばれるもので、回っているコマは「絶対空間に対し」その軸を一定
に保とうとします。たとえば、地球の北極で地面に対し水平な軸で回っているコマは、地球
表面に立っている観察者から見ると、２４時間で軸の向きが一回転します。これはコマが
止まっているのに対し、「地球の方が」一周回ったからです。
もう一つは「摂動（precession）」とよばれるもので、回転しているコマは、回転面に直角に加え
られる力に対し、回転方向に９０°進んだ方向にその影響が現れる現象を言います。

航空計器ではその性質を使っています。「剛性」を使ったものには「水平儀（姿勢指示器、
vertical gyro、gyro horizon、ＡＤＩ：attitude director indicater）」があり、軸が鉛直に立った
コマを持ち、このコマが動かないで鉛直を維持するため、機体の方が傾くことで機体の水平
面に対する前後左右への傾きが解るというものです。また「定針儀（directional gyro、ＨＳＩ：
horizontal situation indicator)」は磁気コンパス同様、磁方位を示します。これは前述の様に
コマが水平な軸を持ち、機体が旋回しても軸方向を維持するのでこれを見れば方位が解る
というものです。役目は磁気コンパス同様ですが、それより動作が安定していて、さらにここ
に無線位置情報等を重ねることで飛行経路を知る重要計器の一つとなっています。

ここで言っておかなければならないのは、「コマ」自身は自分が鉛直であるか、またどの方位
を向いているかは一切解らないことだということです。これは水平儀では重力を利用して、
定針儀では磁気コンパスによって修正しています。水平儀の修正方法は重りによる物理的
なものと電気的なものがあり、定針儀では人間が修正するものと電気的なものがあります。

「摂動」を使ったものには「旋回計（turn indicator）」があります。これは機体が角速度を持って
機首を回す際に、コマに生ずる「軸に加えられた方向と９０°ずれて」作用するコマの動きを
利用して旋回角速度を指示する計器です。

これ以外にも慣性航法装置にも使われていますし、ジャイロの駆動方法もバキュームポンプ
による空気駆動、モーターによる電気駆動などあります。大型旅客機では電気によって駆動
も修正も行われるものが普通です。

「＞小学生レベル」という要求は満たせませんが、このような利用方法です。このジャイロ
スコープの性質は、航空機にとっては計器のみならず、飛行機のプロペラやヘリコプターの
ローターのような回転体にはすべて適用される基本要素です。

No.2 回答者： tadys 回答日時： 2011/07/10 21:47

ジャイロはジャイロスコープまたはジャイロセンサを略したものです。

ジャイロスコープを利用した方位計をジャイロコンパスと言います。

地球ゴマをご存知でしょうか。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83% …
回転する物体の回転軸の方向は外部から力を加えない限り変化しません。
（上記URLの図でコマが動いているのは重力が働いているからです。）
初めに回転する軸の方向を北に合わせておけば飛行機がどんな方向を向いて軸の方向で北の方角が分かります。

昔はジャイロと言えば回転体を使用したものばかりでしたが、最近では色々な方式のジャイロが出てきました。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A3% …
光学式は精度が高いです。

現在ではICの技術を応用して小型のジャイロが作られるようになり色々な物に使われています。
自転車に乗るロボット「ムラタセイサク君」
任天堂の「Wii MotionPlus」や「３DS」
デジタルカメラやカムコーダーの手ぶれ補正用
カーナビ
等々

No.1 回答者： mimazoku_2 回答日時： 2011/07/10 21:07

これを読んでください。

説明はむづかしいので、省きます。（私もほとんど覚えていない）

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A3% …

実物の写真も添付しましょう。