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Sistema Giroscópico — Transcript

by Mundo Aeronáutico · 1,984 words · 315 segments · language en · Watch on YouTube

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0:07hoy hablaremos acerca del sistema
0:09giroscópico el cual es uno de los
0:12sistemas que alimenta a los seis
0:13instrumentos de vuelo básicos también
0:15conocidos como el six pack
0:18como hemos visto en vídeos anteriores el
0:20velocímetro el altímetro y el barómetro
0:22son alimentados por presión de aire por
0:25medio del sistema de estático
0:27mientras que el indicador de actitud
0:30el indicador de rumbo y el coordinador
0:31de virajes utilizan los principios
0:33giroscópicos para dar su lectura y es
0:36justamente en este sistema en el cual
0:39nos vamos a centrar en este vídeo en
0:42esencia entonces cada uno de estos tres
0:44instrumentos incorpora un giróscopo en
0:46sus mecanismos internos así que veamos
0:49qué es un giróscopo este también
0:52conocido como giroscopio es todo cuerpo
0:54simétrico en rotación a una velocidad
0:56suficiente como para experimentar los
0:58efectos y los co picos esta es una
1:01definición muy general ya que aquí
1:03podemos por ejemplo mencionar una rueda
1:05de una bicicleta la hélice de una
1:07aeronave o un giróscopo dedicado como
1:10tal
1:11este último resulta bastante útil para
1:13poder explicar con mayor facilidad las
1:15propiedades giroscópica así que veamos
1:18en qué consiste uno de estos
1:21primero que todo debemos decir que el
1:23diseño específico de un giróscopo puede
1:25variar enormemente dependiendo de su uso
1:27o aplicación sin embargo y a pesar de
1:31esto todo giróscopo en esencia se
1:33compone de lo siguiente primero un rotor
1:36que viene siendo el disco que se
1:38encuentra girando tenemos el eje de
1:40rotación de ese rotor tenemos los
1:43soportes o balancines y tenemos el marco
1:46que soporta el giróscopo este diseño en
1:49particular que estamos observando
1:51permite que el giróscopo tenga libertad
1:53de movimiento en los tres ejes es decir
1:56que viene siendo un giróscopo libre
1:59de tal forma que cuando el rotor de este
2:01giróscopo se pone en movimiento este va
2:04a experimentar los dos principios y los
2:06co picos principales la rigidez en el
2:09espacio y la precisión
2:11a continuación veremos un poco más en
2:13detalle cada uno de estos principios
2:15iniciando por la rigidez en el espacio y
2:19es que al rotar un giróscopo permanece
2:21en una posición fija en su plano de
2:23rotación
2:24independientemente del movimiento de los
2:26soportes o el marco como podemos
2:28observar en la animación de la izquierda
2:31aquí aunque las otras partes del
2:33giróscopo se estén moviendo el disco o
2:36rotor permanece rígido en el espacio
2:40esto lo podemos observar más claramente
2:42con este ejemplo aquí tenemos nuevamente
2:45un giróscopo donde el rotor se encuentra
2:47girando como podemos observar
2:49independientemente del movimiento del
2:51marco o de las otras partes del
2:53giróscopo este rotor permanece en un
2:55mismo punto es decir permanece rígido en
2:58el espacio con su plano de rotación
3:02ahora debemos decir que la cantidad de
3:05rigidez que presenta un giróscopo es
3:07directamente proporcional a su velocidad
3:09de rotación es decir las revoluciones
3:11por minutos del rotor y su momento de
3:14inercia que depende directamente de la
3:16masa y del radio efectivo la parte de
3:19las revoluciones por minuto es fácil de
3:21comprender entre más rápido gire el
3:23rotor del giróscopo mayor rigidez en el
3:26espacio tendrá y viceversa esto lo
3:29podemos experimentar incluso en la vida
3:31cotidiana con una bicicleta si manejamos
3:33una bicicleta a baja velocidad las
3:35ruedas al moverse más lento tendrán
3:38menos rigidez en el espacio y por lo
3:40tanto la bicicleta será menos estable
3:43mientras que si manejamos una bicicleta
3:45a alta velocidad
3:47las ruedas van a moverse más rápido y
3:49por lo tanto tendrán mayor rigidez en el
3:51espacio siendo así la bicicleta más
3:53estable
3:55ahora el otro factor que afecta a la
3:57rigidez en el espacio de un giróscopo es
3:59el momento de inercia y este dice que
4:02entre mayor sea la masa y el radio
4:04efectivo del giróscopo mayor rigidez en
4:06el espacio tendrá cuando hablamos de
4:08masa como podemos observar en el disco
4:11la masa se encuentra concentrada en la
4:13parte exterior para así aumentar el
4:15momento de inercia entre mayor sea esa
4:17masa más rígido en el espacio será el
4:19giróscopo y cuando hablamos de radio
4:22efectivo nos referimos a la distancia
4:25entre el eje de rotación y esa masa
4:28en otras palabras entre más ancho y
4:30pesado sea el giróscopo mayor rigidez en
4:33el espacio tendrá y viceversa esto
4:36incluso lo podemos experimentar también
4:38con una bicicleta si por ejemplo nos
4:40encontramos manejando una bicicleta con
4:42ruedas más pequeñas tendrá esta menor
4:45rigidez en el espacio mientras que si
4:47tienen ruedas grandes tendrán una mayor
4:49rigidez y por lo tanto será más estable
4:53para tener una idea general podemos
4:55decir que en la mayoría de instrumentos
4:57de las aeronaves la velocidad de
4:59rotación del giroscopio es de
5:00aproximadamente de 18.000 revoluciones
5:02por minuto la cual es relativamente alta
5:05el radio efectivo del giróscopo es de
5:08aproximadamente 2 centímetros y
5:10normalmente tienen un gran peso relativo
5:13con lo cual podemos esperar que este
5:15tipo de giros copos tengan una alta
5:17rigidez en el espacio ya que vimos esto
5:20veamos la siguiente propiedad
5:22giroscópica la precesión está dice que
5:25toda fuerza aplicada perpendicularmente
5:27sobre el plano de rotación de un
5:29giróscopo se verá reflejada a 90 grados
5:32en el sentido de la rotación esto puede
5:34sonar un poco complejo pero veámoslo por
5:36medio de un ejemplo
5:38aquí en la parte de la derecha tenemos
5:40un disco que se encuentra rotando con lo
5:43cual por definición podemos decir que es
5:45un giróscopo ahora supongamos que le
5:48aplicamos una fuerza en este punto
5:50debido entonces al efecto de la
5:53precesión esa fuerza no se verá aplicada
5:55allí sino a 90 grados en el sentido de
5:58la rotación es decir en este punto con
6:02lo cual el resultado es que este disco
6:04se va a inclinar de esta manera
6:07veámoslo por medio de otro ejemplo aquí
6:10tenemos un giróscopo que tiene su eje de
6:12rotación de forma horizontal y se
6:14encuentra girando en este sentido
6:16supongamos ahora que aplicamos una
6:18fuerza en este punto debido entonces a
6:21la precesión el efecto resultante de esa
6:24fuerza se va a ver aplicado en este otro
6:26punto es decir a 90 grados en el sentido
6:29de la rotación del giróscopo con lo cual
6:32éste se va a inclinar de esta manera
6:37ahora debemos decir que la magnitud de
6:39la precesión que experimenta ese
6:41giróscopo es directamente proporcional a
6:44la fuerza aplicada e inversamente
6:45proporcional a la velocidad de rotación
6:48es decir en otras palabras que entre más
6:51rápido gire el giróscopo menor será la
6:53precisión que presente y por otro lado
6:56que entre mayor sea la fuerza que se le
6:58aplica mayor será la precisión
7:01hasta este punto entonces hemos
7:03explicado brevemente en qué consiste en
7:05las dos propiedades y los co picas
7:06principales pasemos ahora a ver los
7:09diferentes tipos de giróscopos que
7:11podemos encontrar y es que éstos los
7:13podemos clasificar en dos grandes grupos
7:16los giróscopos de desplazamiento y los y
7:19los cupos de variación a su vez dentro
7:22de los giróscopos de desplazamiento
7:23podemos encontrar dos tipos los
7:26giróscopos libres que son los que hemos
7:28visto anteriormente y los giróscopos
7:30anclados dentro de los cuales también
7:32podemos destacar los giróscopos
7:34terrestres
7:36a continuación veremos una breve
7:38descripción de cada uno de estos y dónde
7:40se utilizan iniciando por los giróscopos
7:42de desplazamiento iniciemos entonces con
7:46el giróscopo libre
7:48este es un giróscopo que cuenta con los
7:50tres grados de libertad es decir que
7:52puede girar libremente en torno a sus
7:54tres ejes este tipo de giros ccoo puede
7:57ser que hemos utilizado en los ejemplos
7:59anteriores como referencia sin embargo
8:01cuando hablamos de las aplicaciones
8:03prácticas en la aviación
8:04estos son utilizados únicamente en los
8:06sistemas de referencia inercial es es
8:09decir que este tipo de giros copo no lo
8:11vamos a encontrar en los instrumentos
8:12básicos de una aeronave ligera
8:15el que sí vamos a encontrar es el
8:17giróscopo anclado este tipo de giros
8:20como cuenta también con los tres grados
8:22de libertad sin embargo incorpora un
8:24sistema de control que se encarga de
8:26mantener el eje de rotación del
8:28giroscopio en una posición en particular
8:31un ejemplo de este tipo de giros copo es
8:34por ejemplo el que se encuentra dentro
8:35del indicador de rumbo ya que éste
8:38cuenta con un sistema de control que
8:39mantiene el eje de rotación de éste
8:41giróscopo alineado con el plano de
8:43guiñada de la aeronave para poder así
8:46dar una indicación de rumbo consistente
8:48ahora una variación de éste giróscopo
8:51anclado es el giróscopo terrestre que
8:54también en esencia es un giróscopo
8:56anclado como tal sin embargo el sistema
8:59de control que utiliza usa la gravedad
9:01terrestre para mantener el eje de
9:03rotación en una posición en particular
9:05este tipo de giros como lo podemos
9:07encontrar por ejemplo en el indicador de
9:09actitud ya que éste debe mantener el eje
9:12de rotación ha alineado
9:13perpendicularmente con el horizonte
9:16y esto se logra justamente con un
9:18sistema de control que utiliza la
9:19gravedad terrestre
9:21con esto entonces ya hemos visto los
9:23giróscopos de desplazamiento pasemos
9:26ahora a ver los giróscopos de variación
9:28un giróscopo de variación también
9:31conocido como reid y iron scope es un
9:33tipo de giróscopo que sólo cuenta con
9:35dos grados de libertad es decir que se
9:37encuentra restringido de tal forma que
9:40cuando el giróscopo intenta rotar en el
9:42plano que está restringido el giróscopo
9:44experimentará precesión la cual puede
9:47ser medida por un sistema de resortes
9:49obteniendo así el régimen de variación
9:51angular por ejemplo este tipo de giros
9:54copos se encuentran en el coordinador de
9:56virajes ya que al medir la cantidad de
9:59precesión de ese giróscopo se puede
10:01medir la tasa de viraje es decir qué tan
10:03rápido se está cambiando de rumbo y dar
10:06la indicación en el instrumento el
10:09principio de funcionamiento exacto de
10:11cada uno de los giróscopos que se
10:12encuentra dentro de los instrumentos se
10:14va a mostrar en detalle en los vídeos
10:16dedicados de cada instrumento así que
10:19habiendo dicho esto veamos ahora los
10:22sistemas de alimentación
10:24con esto nos referimos al mecanismo por
10:26medio del cual se hacen girar los
10:28giróscopos y éste puede variar
10:30dependiendo del diseño de la aeronave
10:32normalmente en aviación podemos
10:33encontrar un sistema de alimentación por
10:36electricidad o por aire cuando hablamos
10:38del sistema de electricidad normalmente
10:41este es por medio de corriente directa y
10:43cuando hablamos de un sistema de
10:45alimentación por aire este puede ser ya
10:47sea por succión por medio de una bomba
10:49de vacío o por presión de aire por medio
10:52de un compresor debemos decir que en la
10:55mayoría de aeronaves ligeras se tiene la
10:57siguiente configuración el indicador de
10:59actitud y el indicador de rumbo están
11:01alimentados por medio de una bomba de
11:03vacío que proporciona succión
11:06mientras que el coordinador de viajes
11:08está alimentado por corriente eléctrica
11:10del sistema eléctrico de la aeronave de
11:13tal forma que si se sufre una falla en
11:15alguno de los dos sistemas el otro va a
11:17quedar operativo con lo cual dando así
11:20redundancia al sistema ahora para
11:23finalizar veamos las aplicaciones
11:25prácticas de los giróscopos hasta ahora
11:27ya hemos visto que en las aeronaves más
11:29ligeras y sencillas éstos giróscopos los
11:31encontramos en el indicador de actitud
11:34el indicador de rumbo y el coordinador
11:35de virajes
11:37sin embargo cuando hablamos de una vez
11:39más complejas y modernas también
11:41encontramos giróscopos por ejemplo en el
11:43compás hilo magnético en los sistemas de
11:46referencia y navegación inercial es en
11:48el amortiguador de guiñada o en el
11:50sistema de piloto automático es por esto
11:53que es de vital importancia comprender
11:54cómo funcionan los giróscopos y cómo se
11:57aplican las propiedades giroscópica a
11:59los instrumentos de vuelo
12:01espero que este vídeo les haya servido
12:03para comprender un poco mejor en qué
12:05consiste un giróscopo y sus propiedades
12:07suscríbase para más contenido acerca del
12:10mundo aeronáutico y dejen los
12:11comentarios qué otro tipo de temas
12:13quisieran que trataran los vídeos
12:18[Música]

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