Saltar al contenido

Giroscopios de ayer y mañana

abril 25, 2020
profesor-de-fisica - fsica caratula 792x1024

Mi primer giroscopio fue una simple tapa montada en una jaula articulada: una vez lanzada con un trozo de cuerda, el eje de la tapa permanece insensible a los movimientos del soporte mágico de la jaula.

El horizonte artificial esencial para los pilotos era inicialmente solo una versión motorizada del juguete de mi hijo, pero Foucault demostró que un giroscopio mide la rotación de la tierra incluso mejor que su famoso péndulo, los largos vuelos de aviones. y los cohetes requirieron el desarrollo de sofisticadas unidades de control de inercia, agrupando 3 giroscopios perpendiculares y todos los sensores necesarios para determinar los ángulos de balanceo, inclinación y guiñada del portador. Plataforma de inercia Litton LN3-2A instalada en los cazas F-104 a finales del siglo XX El pináculo de la tecnología en esta área probablemente se ha alcanzado con el satélite Gravity Probe B destinado a verificar un aspecto desconocido de la teoría de la relatividad de Albert, según el cual un cuerpo giratorio masivo «envuelve» el espacio a su alrededor. . Su plataforma de inercia[1] está equipado con 4 esferas de cuarzo increíblemente precisas que giran en levitación magnética en vacío casi absoluto y un sistema de medición capaz de medir rotaciones del orden de cien billonésimas de grado por hora … Después de varios años de medición y Teniendo en cuenta muchos efectos que se habían descuidado inicialmente, uno aparentemente comienza a verificar una vez más que el gran Einstein tiene toda la razón.

Como suele ser el caso en la tecnología, la revolución provino de un enfoque completamente diferente, en este caso, la óptica. Tome una bobina de unos pocos kilómetros de fibra óptica. Inyecte un rayo láser en ambos extremos. Si gira la bobina sobre su eje, uno de los haces tendrá que recorrer un camino un poco más alto que el otro, y un interferómetro colocado juiciosamente entre los dos haces podrá medir esta diferencia proporcionalmente a la velocidad de rotación. Tal giroscopio de fibra óptica (giroscopio para amigos) no contiene partes móviles, es más robusto y menos costoso que un giroscopio mecánico de alta precisión, o incluso más preciso. Después del F-15, ahora están equipados el Airbus 320 y el Boeing 777, pero estos dispositivos siguen siendo demasiado grandes y caros para una aplicación tan esencial como el joystick de su consola favorita.

La segunda revolución proviene de la tecnología MEMS («Sistema microelectromecánico») que comprende chips de silicio que integran elementos mecánicos. Desde hace unos años, sabemos cómo fabricar acelerómetros, y recientemente giroscopios (o girómetros si lo prefiere) con estructura vibratoria, basados ​​en la fuerza de Coriolis. Este es en realidad este viejo péndulo de Foucault miniaturizado y mejorado: hacemos una especie de diapasón hecho de silicio, compuesto por dos masas que oscilan una con respecto a la otra a alta velocidad. Al girar el chip, las dos ramas del diapasón se retuercen bajo el efecto de la fuerza de Coriolis y las dos masas ya no oscilan en el mismo plano. Medimos esta deformación por la variación de la capacidad eléctrica entre las masas y el soporte de silicio, y listo: un giroscopio de solo unos pocos milímetros cúbicos, vendido alrededor de un euro, lo suficientemente preciso como para evitar que los modelos reducidos se fabricaran en La China del futuro no se desploma miserablemente por la inexperiencia de tu pequeño sobrino.

Llamar Ahora
×