UNIVERSIDAD NAVAL CENTRO DE ESTUDIOS AERONAVALES ESCUELA DE MECÁNICA DE AVIACIÓN NAVAL ASIGNATURA :INSTRUMENTOS BASICOS DE VUELOTEMA : GIROSCOPIO DIRECCIONAL INSTRUCTOR : TTE. NAV. AN. T. MEC. AV.
TANIA NOHEMI GONZÁLEZ REYES
(M-54106) ALUMNO : LEONARDO RENTERIA CAMACHO GRUPO : MECÁNICA DE AVIACIÓN NAVAL NIVEL I (A).
INTRODUCCION : El giroscopio direccional es un instrumento esencial en la navegación y el control, que proporciona una referencia estable para la orientación en el espacio. Basado en el principio de la conservación del momento angular, el giroscopio mantiene su eje de rotación apuntando en una dirección fija, independientemente de los movimientos de la plataforma en la que se encuentra. Este documento explorará la historia del giroscopio direccional, su principio de funcionamiento, sus diversas aplicaciones y los desafíos que enfrenta en el futuro.
Indice
Datos Relevantes y Especificaciones Técnicas
Aplicaciones del Giroscopio Direccional:
Principio de Funcionamiento:
Historia del Giroscopio Direccional:
Portada
Introduccion
ÍNDICE
Fin
Línea de Tiempo del Desarrollo del Giroscopio Direccional
Conclusión
Video
3-Historia del Giroscopio Direccional:
Orígenes y Precursores: Los conceptos fundamentales detrás del giroscopio se remontan al siglo XIX, con los trabajos de Léon Foucault, quien acuñó el término "giroscopio" para demostrar la rotación de la Tierra. Aunque Foucault no desarrolló un giroscopio direccional propiamente dicho, sus experimentos sentaron las bases para futuras investigaciones. Otros científicos e inventores contribuyeron al desarrollo de los componentes y principios básicos que finalmente condujeron al giroscopio direccional moderno.
El Giroscopio de Brújula de Elmer Sperry: El desarrollo del giroscopio direccional moderno se atribuye en gran medida a Elmer Sperry, quien patentó su brújula giroscópica en 1911. Sperry comprendió la necesidad de una brújula confiable para la navegación marítima, especialmente en barcos de acero que interferían con las brújulas magnéticas. Su diseño innovador utilizaba un motor eléctrico para mantener el rotor del giroscopio girando a alta velocidad y un sistema de corrección para contrarrestar la deriva causada por la rotación de la Tierra y la fricción. La brújula giroscópica de Sperry revolucionó la navegación, permitiendo a los barcos navegar con precisión en cualquier condición climática y en cualquier parte del mundo. Evolución y Refinamiento: Después de Sperry, el giroscopio direccional continuó evolucionando a medida que avanzaba la tecnología. Se desarrollaron nuevos materiales y técnicas de fabricación que mejoraron la precisión, la fiabilidad y la vida útil de los giroscopios. La introducción de la electrónica permitió el desarrollo de sistemas de control más sofisticados que compensaban mejor la deriva y mantenían una orientación precisa. Durante la Segunda Guerra Mundial, el giroscopio direccional se convirtió en una herramienta esencial para la navegación aérea y marítima, y su uso se extendió a otras aplicaciones, como sistemas de armas y control de misiles.
fo
4-Principio de Funcionamiento :
Momento Angular y Precesión: El principio fundamental detrás del funcionamiento del giroscopio es la conservación del momento angular. Un objeto en rotación tiende a mantener su eje de rotación en una dirección fija a menos que se le aplique un torque externo. El momento angular (L) se define como el producto del momento de inercia (I) y la velocidad angular (ω): L = Iω. La precesión es el movimiento del eje de rotación del giroscopio cuando se aplica un torque externo. La dirección de la precesión es perpendicular tanto al torque aplicado como al eje de rotación.Diseño y Componentes Clave: Un giroscopio direccional típico consta de un rotor que gira a alta velocidad, montado en un conjunto de cardanes que le permiten girar libremente en tres ejes. Los cardanes están diseñados para minimizar la fricción y permitir que el rotor mantenga su orientación original. Un sistema de corrección, generalmente compuesto por un péndulo o un sensor de aceleración, se utiliza para detectar cualquier deriva y aplicar un torque correctivo al rotor. Otros componentes incluyen el motor que mantiene el rotor girando y los sensores que detectan la posición del rotor.
Giroscopios Mecánicos vs. Giroscopios Ópticos (RLG y FOG): Tradicionalmente, los giroscopios direccionales eran dispositivos mecánicos que utilizaban rotores giratorios para mantener la orientación. Sin embargo, en las últimas décadas, se han desarrollado giroscopios ópticos que utilizan láseres y fibras ópticas para detectar la rotación. Los giroscopios de anillo láser (RLG) utilizan dos haces de luz láser que viajan en direcciones opuestas alrededor de un anillo. La diferencia en las frecuencias de los haces de luz es proporcional a la velocidad de rotación. Los giroscopios de fibra óptica (FOG) utilizan el efecto Sagnac para detectar la rotación. Un haz de luz se divide y se envía a través de una bobina de fibra óptica en direcciones opuestas. La diferencia en el tiempo de viaje de los haces de luz es proporcional a la velocidad de rotación. Los giroscopios ópticos tienen ventajas sobre los giroscopios mecánicos, como una mayor precisión, una mayor vida útil y una menor sensibilidad a las vibraciones.
Datos Relevantes y Especificaciones Técnicas
°Precisión y Deriva: La precisión de un giroscopio direccional se mide en términos de su deriva, que es la tasa a la que el giroscopio se desvía de su orientación original. La deriva puede ser causada por factores como la fricción, las variaciones de temperatura y las imperfecciones en los materiales. La deriva se mide típicamente en grados por hora (°/h). °Sensibilidad y Rango: La sensibilidad de un giroscopio es la cantidad mínima de rotación que puede detectar. El rango de un giroscopio es la cantidad máxima de rotación que puede medir sin saturarse.°Factores Ambientales: La temperatura, la vibración y el magnetismo pueden afectar el rendimiento de un giroscopio direccional. Los giroscopios están diseñados para minimizar la influencia de estos factores, pero aún es importante tenerlos en cuenta al utilizarlos en aplicaciones críticas.
7. Línea de Tiempo del Desarrollo del Giroscopio Direccional:
Datos Historicos del giroscopio
1920s-1940: El giroscopio direccional se perfecciona y se utiliza ampliamente en la navegación marítima y aérea.
1852: Léon Foucault inventa el giroscopio.
1911 Elmer Sperry patenta la brújula giroscópica.
Presente: Los giroscopios ópticos se utilizan cada vez más en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo la navegación, el control y la robótica.
1960s: Se desarrollan los primeros giroscopios de anillo láser (RLG).
1970s: Se desarrollan los primeros giroscopios de fibra óptica (FOG).
video del funcionamiento del giroscopio
¡por su atencion gracias!
Escribe un texto genial, haciendo clic en Texto, en la barra lateral izquierda. Ojo: las fuentes, el tamaño y el color deben adecuarse al tema que estés tratando.
El contenido visual es un lenguaje transversal, universal, como la música. Somos capaces de entender imágenes de hace millones de años, incluso de otras culturas.
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Disciplinas como el Visual Thinking facilitan la toma de notas visualmente ricas gracias al uso de imágenes, gráficas, infografías y dibujos sencillos. ¡Dale caña!
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UNIVERSIDAD NAVAL CENTRO DE ESTUDIOS AERONAVALES ESCUELA DE MECÁNICA DE AVIACIÓN NAVAL ASIGNATURA : INSTRUMENTOS BASICOS DE VUELOTEMA : GIRO
Leonardo Renteria
Created on March 13, 2025
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UNIVERSIDAD NAVAL CENTRO DE ESTUDIOS AERONAVALES ESCUELA DE MECÁNICA DE AVIACIÓN NAVAL ASIGNATURA :INSTRUMENTOS BASICOS DE VUELOTEMA : GIROSCOPIO DIRECCIONAL INSTRUCTOR : TTE. NAV. AN. T. MEC. AV. TANIA NOHEMI GONZÁLEZ REYES (M-54106) ALUMNO : LEONARDO RENTERIA CAMACHO GRUPO : MECÁNICA DE AVIACIÓN NAVAL NIVEL I (A).
INTRODUCCION : El giroscopio direccional es un instrumento esencial en la navegación y el control, que proporciona una referencia estable para la orientación en el espacio. Basado en el principio de la conservación del momento angular, el giroscopio mantiene su eje de rotación apuntando en una dirección fija, independientemente de los movimientos de la plataforma en la que se encuentra. Este documento explorará la historia del giroscopio direccional, su principio de funcionamiento, sus diversas aplicaciones y los desafíos que enfrenta en el futuro.
Indice
Datos Relevantes y Especificaciones Técnicas
Aplicaciones del Giroscopio Direccional:
Principio de Funcionamiento:
Historia del Giroscopio Direccional:
Portada
Introduccion
ÍNDICE
Fin
Línea de Tiempo del Desarrollo del Giroscopio Direccional
Conclusión
Video
3-Historia del Giroscopio Direccional:
Orígenes y Precursores: Los conceptos fundamentales detrás del giroscopio se remontan al siglo XIX, con los trabajos de Léon Foucault, quien acuñó el término "giroscopio" para demostrar la rotación de la Tierra. Aunque Foucault no desarrolló un giroscopio direccional propiamente dicho, sus experimentos sentaron las bases para futuras investigaciones. Otros científicos e inventores contribuyeron al desarrollo de los componentes y principios básicos que finalmente condujeron al giroscopio direccional moderno.
El Giroscopio de Brújula de Elmer Sperry: El desarrollo del giroscopio direccional moderno se atribuye en gran medida a Elmer Sperry, quien patentó su brújula giroscópica en 1911. Sperry comprendió la necesidad de una brújula confiable para la navegación marítima, especialmente en barcos de acero que interferían con las brújulas magnéticas. Su diseño innovador utilizaba un motor eléctrico para mantener el rotor del giroscopio girando a alta velocidad y un sistema de corrección para contrarrestar la deriva causada por la rotación de la Tierra y la fricción. La brújula giroscópica de Sperry revolucionó la navegación, permitiendo a los barcos navegar con precisión en cualquier condición climática y en cualquier parte del mundo. Evolución y Refinamiento: Después de Sperry, el giroscopio direccional continuó evolucionando a medida que avanzaba la tecnología. Se desarrollaron nuevos materiales y técnicas de fabricación que mejoraron la precisión, la fiabilidad y la vida útil de los giroscopios. La introducción de la electrónica permitió el desarrollo de sistemas de control más sofisticados que compensaban mejor la deriva y mantenían una orientación precisa. Durante la Segunda Guerra Mundial, el giroscopio direccional se convirtió en una herramienta esencial para la navegación aérea y marítima, y su uso se extendió a otras aplicaciones, como sistemas de armas y control de misiles.
fo
4-Principio de Funcionamiento :
Momento Angular y Precesión: El principio fundamental detrás del funcionamiento del giroscopio es la conservación del momento angular. Un objeto en rotación tiende a mantener su eje de rotación en una dirección fija a menos que se le aplique un torque externo. El momento angular (L) se define como el producto del momento de inercia (I) y la velocidad angular (ω): L = Iω. La precesión es el movimiento del eje de rotación del giroscopio cuando se aplica un torque externo. La dirección de la precesión es perpendicular tanto al torque aplicado como al eje de rotación.Diseño y Componentes Clave: Un giroscopio direccional típico consta de un rotor que gira a alta velocidad, montado en un conjunto de cardanes que le permiten girar libremente en tres ejes. Los cardanes están diseñados para minimizar la fricción y permitir que el rotor mantenga su orientación original. Un sistema de corrección, generalmente compuesto por un péndulo o un sensor de aceleración, se utiliza para detectar cualquier deriva y aplicar un torque correctivo al rotor. Otros componentes incluyen el motor que mantiene el rotor girando y los sensores que detectan la posición del rotor.
Giroscopios Mecánicos vs. Giroscopios Ópticos (RLG y FOG): Tradicionalmente, los giroscopios direccionales eran dispositivos mecánicos que utilizaban rotores giratorios para mantener la orientación. Sin embargo, en las últimas décadas, se han desarrollado giroscopios ópticos que utilizan láseres y fibras ópticas para detectar la rotación. Los giroscopios de anillo láser (RLG) utilizan dos haces de luz láser que viajan en direcciones opuestas alrededor de un anillo. La diferencia en las frecuencias de los haces de luz es proporcional a la velocidad de rotación. Los giroscopios de fibra óptica (FOG) utilizan el efecto Sagnac para detectar la rotación. Un haz de luz se divide y se envía a través de una bobina de fibra óptica en direcciones opuestas. La diferencia en el tiempo de viaje de los haces de luz es proporcional a la velocidad de rotación. Los giroscopios ópticos tienen ventajas sobre los giroscopios mecánicos, como una mayor precisión, una mayor vida útil y una menor sensibilidad a las vibraciones.
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°Precisión y Deriva: La precisión de un giroscopio direccional se mide en términos de su deriva, que es la tasa a la que el giroscopio se desvía de su orientación original. La deriva puede ser causada por factores como la fricción, las variaciones de temperatura y las imperfecciones en los materiales. La deriva se mide típicamente en grados por hora (°/h). °Sensibilidad y Rango: La sensibilidad de un giroscopio es la cantidad mínima de rotación que puede detectar. El rango de un giroscopio es la cantidad máxima de rotación que puede medir sin saturarse.°Factores Ambientales: La temperatura, la vibración y el magnetismo pueden afectar el rendimiento de un giroscopio direccional. Los giroscopios están diseñados para minimizar la influencia de estos factores, pero aún es importante tenerlos en cuenta al utilizarlos en aplicaciones críticas.
7. Línea de Tiempo del Desarrollo del Giroscopio Direccional:
Datos Historicos del giroscopio
1920s-1940: El giroscopio direccional se perfecciona y se utiliza ampliamente en la navegación marítima y aérea.
1852: Léon Foucault inventa el giroscopio.
1911 Elmer Sperry patenta la brújula giroscópica.
Presente: Los giroscopios ópticos se utilizan cada vez más en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo la navegación, el control y la robótica.
1960s: Se desarrollan los primeros giroscopios de anillo láser (RLG).
1970s: Se desarrollan los primeros giroscopios de fibra óptica (FOG).
video del funcionamiento del giroscopio
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