GİROSKOP (giro...+ ...skop), j i r o s k o p, f ı r f ı r a – fәzada istiqamәtini dәyişә bilәn ox әtrafında böyük sürәtlә fırlanan bәrk cisim. Fransız alimi L.Fuko ixtira etdiyi cihazı – G.-u nümayiş etdirәrәk Yerin öz oxu әtrafında fırlanmasını isbat etmişdir (1852). “G.” (fırlanmanı müşahidә etmәk) adı da buradandır. Ən sadә G. fırfıradır. Fırlanma oxunun fәzada ixtiyari vәziyyәt alması (sәrbәst fırlanması) üçün kardan asqısından istifadә olunur. Kardan asqısı qarşılıqlı perpendikulyar oxlar әtrafında sәrbәst dönә bilәn halqalardan (çәrçivәlәrdәn) ibarәtdir. Belә G. üç sәrbәstlik dәrәcәsinә malikdir: rotoru ox әtrafında fırlanmaqla yanaşı perpendikulyar oxlar әtrafında sәrbәst dönә bilir. Kütlә (ağırlıq) mәrkәzi asqı mәrkәzi ilә üst-üstә düşәn G. s t a t i k (t a r a z l a ş d ı r ı l m ı ş vә ya sәrbәst, әks halda isә t a r a z l a ş d ı r ı l m a m ı ş G. deyilir. Üç sәrbәstlik dәrәcәsi olan G.-un oxu ona verilmiş ilkin istiqamәti dayanıqlı şәkildә saxlayır; bu ox müәyyәn ulduza doğru yönәldikdә cihaz dayağının ixtiyari hәrәkәti vә tәsadüfi zәrbәlәr zamanı ox yenә dә hәmin ulduza olan istiqamәtini saxlayır, asqılar isә vәziyyәtini dәyişir. Sürәtlә fırlanan G.-un oxuna (z) cüt qüvvә (F1 vә F2) tәsir etdikdә o, y oxu әtrafında deyil, cüt qüvvәlәrlә bir müstәvidә yerlәşәn vә y, z oxlarına perpendikulyar olan x oxu әtrafında fırlanır. Bu hadisәyә g i r o s k o p i k e f f e k t, fırlanmaya isә p r e s e s s i y a deyilir. Presessiyanın bucaq sürәti düsturu
ilә göstәrilir (burada M – qüvvә momenti, J – G.-un fırlanma oxuna nәzәrәn әtalәt momenti, Jω – G.-un mәxsusi kinetik momenti, ω – isә G.-un öz oxu әtrafında mәxsusi bucaq sürәtidir), Ω<< ω olur. Presessiya ilә yanaşı G.-un oxu kinetik moment vektoru әtrafında konus sәthi boyunca hәrәkәt edir. Bu hәrәkәt nutasiya adlanır, amplitudu kiçik olduğundan sürtünmә nәticәsindә tezliklә sönür, әksәr mәsәlәlәrin hәllindә nәzәrә alınmır.
Ümumi halda presessiya hәrәkәtinin oxu ilә G.-un fırlanma oxu arasındakı bucaq (α) 90°-dәn fәrqli olduğundan G.-un hәrәkәt tәnliyinә әtalәt qüvvәsinin momenti dә әlavә edilir. (1)-dәn görünür ki, G.-a tәsir edәn qüvvәlәrin momenti sıfır olduqda presessiya baş vermir vә G.-un oxu öz istiqamәtini saxlayır. G. öz oxu әtrafında sürәtlә fırlandıqda qısa müddәtli tәkanlar praktik olaraq oxun istiqamәtini dәyişә bilmir. Gәmi, tәyyarә vә s. nәql. vasitәlәrindә sürәtlә fırlanan hissәlәrin oxunu döndәrmәyә çalışan qüvvәlәrin tәsiri giroskopik momentin yaranmasına sәbәb olur.
Giroskopik cihazların quruluşu onun xassәlәrinә әsaslanır. Üç sәrbәstlik dәrәcәsi olan sәrbәst G.-un fәzada oxunun istiqamәtini saxlaması xassәsindәn tәyyarәnin, raketin, gәminin, mәrmilәrin vә s.-nin hәrәkәtini avtomatik idarә etmәk üçün işlәdilәn qurğularda (mәs., avtopilot, girosükan) istifadә edilir. Bu qurğularda G. hәssas element rolunu oynayır. Sәrbәst G.-un ikinci xassәsinә (xarici qüvvә momentinin tәsirilә G.-un oxunun presessiya etmәsinә) әsasәn girokompas, giroşaqul vә s. hazırlanır.
İki sәrbәstlik dәrәcәsi olan (iki perpendikulyar ox әtrafında sәrbәst dönә bilәn) G.-dan dönmә göstәricisi (tәyyarәlәrdә) vә girostabilizator (Yerin süni peykindә) kimi istifadә edilir. Giroskopik cihazın dәqiqliyini artırmaq üçün asqı mәrkәzi ağırlıq mәrkәzi ilә üst-üstә düşmәli, diyircәkli yastıqlar düzgün kürәşәkilli olmalıdır. Mәrkәzlәrin üst-üstә düşmәmәsindәn yaranan moment әlavә yükün momentilә tarazlaşdırılır. Tәbii üfüq görünmәdiyi hallarda pilota tәyyarәni üfüqi vәziyyәtdә saxlamağa kömәk edәn g i r o h o r i z o n t vә ya süni üfüq tәyyarәnin әyilmәsi zamanı öz istiqamәtini saxlayan şaquli fırlanan oxlu G.-dan istifadәyә әsaslanır. Avtopilotlarda üfüqi vә şaquli fırlanan oxları olan iki G. tәtbiq edilir; birincisi tәyyarәnin istiqamәtini saxlamaq vә şaquli sükanları idarә etmәk üçün, ikincisi isә tәyyarәnin üfüqi vәziyyәtini saxlamaq vә üfüqi sükanları idarә etmәk üçündür.
Hәr hansı bir xarici informasiya olmadan hәrәkәt edәn obyektin (gәmi, tәyyarә, kosmik aparat vә s.) koordinatlarını, sürәtini vә istiqamәtini tәyin etmәk üçün G.-un kömәyilә müstәqil әtalәt naviqasiya sistemlәri (ƏNS) yaradılmışdır. ƏNS-nin tәrkibinә hәmçinin akselerometrlәr vә kompüterlәr daxildir. Son onilliklәrdә giroskopik texnikanın inkişafı bu cihazların qeyri-әnәnәvi sahәlәrdә (faydalı qazıntıların axtarışı, zәlzәlәlәrin qabaqcadan xәbәr verilmәsi, d.y. xәtlәri vә neft boru kәmәrlәrinin koordinatlarının yüksәk dәqiqliklә ölçülmәsi, tibb texnikası vә s.) tәtbiqinә yönәldilmişdir. Giroskopik cihazların dәqiqliyinә vә istismar xarakteristikalarına olan yüksәk tәlәblәr fırlanan rotorlu klassik G.-un tәkmillәşdirilmәsinә, bununla yanaşı fәzada hәrәkәt edәn obyektlәrin bucaq hәrәkәtlәrinin ölçülmәsi vә indikasiya üçün hәssas vericilәrin yaradılması problemini hәll etmәyә imkan verәn prinsipial yeni ideyaların axtarışına sәbәb olmuşdur. Kvant elektronikası, nüvә fizikası vә dәqiq elmlәrin digәr sahәlәrindәki nailiyyәtlәr buna imkan yaratmışdır.
H a v a d a y a q l ı G.-larda әnәnәvi kardan asqısında istifadә edilәn diyircәkli yataqlar “qaz yastığı” (qaz-dinamik dayaq) ilә әvәz edilmişdir. Bu, iş zamanı dayaq materiallarının yeyilmәsinin qarşısını tamamilә almış vә cihazın xidmәt müddәtini xeyli artırmışdır. Enerji itkisinin çoxluğu vә rotorun dayağın sәthi ilә tәsadüfi tәmasında qәfil imtinaların yaranması qaz dayaqlarının mәnfi cәhәtidir.
Bir sıra konstruksiyada ü z g ә c l i G.- dan istifadә edilir. Sürtünmәni azaltmaq üçün rotor örtüklә birlikdә sıxlığı çox olan mayedә yerlәşdirilir. Belә G.-da rotorun bağlandığı yastıqlar gәrginliyә mәruz qalmır. Kardan asqısının daxili çәrçivәsi rolunu oynayan hermetik örtük üzgәc adlanır. G.-un rotoru üzgәcin daxilindә 30–60 min dövr/dәq sürәtlә aerodinamik yataqlardakı hava yastğında fırlanır. Cihazın dәqiqliyini yüksәltmәk üçün termostabillәşdirmә sistemi istifadә edilmәlidir (bax hәmçinin Giroskopik inteqrator).
D i n a m i k t ә n z i m l ә n ә n G. (DTG) rotoru elastiki asqılı olan G.-lar sinfinә aiddir; fırlanma oxunun bucaq hәrәkәtlәrinin sәrbәstliyi konstruksiya elementlәrinin (mәs., torsion; fırlanma momentini ötürmәk üçün döyüş vә nәql. maşınlarında burulmaya işlәyәn elastik element) elastikliyi ilә tәmin edilir. Ölçüsünün kiçikliyi, klassik kardan asqısındakı spesifik sürtünmә momentli yataqların olmaması, göstәricilәrin yüksәk stabilliyi, dәyәrin nisbәtәn aşağı olması DTG-lәrin üstün cәhәtlәridir.
K v a n t G.-u (lazer G.-u) istiqamәtlәnmiş şüalanmaya malik optik rezonatordan vә müstәvi qapalı konturdan ibarәtdir. Qapalı konturdakı müstәvi güzgülәr arasında elektromaqnit dalğaları eyni zamanda qarşı-qarşıya hәrәkәt edir. Bu G.-ların üstün cәhәti fırlanan rotorun, sürtünmә qüvvәlәrinin tәsirinә mәruz qalan yataqların olmaması vә yüksәk dәqiqliyidir.
L i f l i - o p t i k G. qarşılıqlı elektro-maqnit dalğalarının yayıldığı lifli-optik interferometrdir; quraşdırıldığı dayağın fırlanmasının bucaq sürәtini çıxış elektrik siqnalına çevirәn analoq çeviricidir. Ölçülәrinin kiçik, çәkisinin, enerji tәlәbatının vә dәyәrin az olması bu G.-ların müsbәt cәhәtlәridir.
D a l ğ a l ı b ә r k c i s i m G.-unun işi elastik dalğaların bәrk cisimdә әtalәtlilik xassәsindәn istifadәyә әsaslanır. Yığcam vә yüngül, az enerji tutumlu, әtraf mühitin temp-rundan asılılığının az olması vә s. bu G.-ların müsbәt cәhәtlәridir.
V i b r a s i y a G.-u vibrasiya edәn kütlәdәn (mәs., elastik asqıya malik rotor vә ya elastik lövhәlәr) ibarәtdir, bucaq sürәtini ölçmәk üçün istifadә edilir.
M i k r o m e x a n i k i G. (MMG) aşağı dәqiqlikli (10–1 °/saat) G.-lara aiddir. Bu sahә hәrәkәt edәn obyektlәrin idarә edilmәsi vә naviqasiya mәsәlәlәri üçün az perspektivli sayılırdı. Lakin 20 әsrin sonlarında MMG-nin yaradılması giroskopik texnikanın müasir silisium texnologiyaları ilә әlaqәli daha intensiv işlәnilәn yeni istiqamәtlәrindәn biri oldu. MMG sahәsi bir neçә mm2 olan kvars altlıqda yerlәşmiş vә üzәrinә fotolitoqrafiya üsulu ilә kamerton tipli yastı vibrator çәkilmiş elektron çipdәn ibarәtdir. Müasir MMG-nin dәqiqliyi azdır (101–102°/saat), lakin mikromexaniki hәssas elementlәrin olduqca ucuzluğu baxımından әhәmiyyәtlidir. Mikroelektronikanın müasir kütlәvi istehsal texnologiyalarının inkişafı MMG-nin daha yeni sahәlәrdә (avtomobillәr vә binokllar, teleskoplar vә videokameralar, fәrdi kompüterlәrin siçan vә coystiklәri, mobil robot texnikası qurğuları vә hәtta uşaq oyuncaqları) tәtbiqinә imkan verir.
K o n t a k t s ı z G. yüksәk dәqiqlikli (10–6–5·10–4 °/saat) giroskopik cihazlara aiddir. Kontaktsız asqılı G.-ların yaradılması 20 әsrin ortalarında başlanmışdır. Kontaktsız asqılarda levitasiya vәziyyәti (yәni G. rotoru asqının qüvvә sahәsindә әtraf cisimlәrlә hәr hansı bir mexaniki kontakt olmadan havada “süzür”) tәtbiq edilir. Elektrostatik, maqnit vә kriogen rotor asqılı kontaktsız G.-lara ayrılır. Müasir kontaktsız asqılı G.-lar texnikanın әn son nailiyyәtlәrini özündә cәmlәmiş mürәkkәb cihazlardır.
Sadalanan növlәrdәn başqa ion G.-u, nüvә G.-u vә s. G. tiplәri üzәrindә işlәr aparılmış vә aparılmaqdadır.
Əd.: И ш л и н с к и й А.Ю., Б о р з о в В.И., Степаненко Н.П. Лекции по теории гироскопов. М., 1983; Н о в и к о в Л.З., Ш а т а л о в М.Ю. Механика динамически настраиваемых гироскопов. М., 1985; Ж у р а в л е в В.Ф., К л и м о в Д.М. Волновой твердотельный гироскоп. М., 1985.
