Jiroskop; hava araçları için vazgeçilmez bir icattır. Daha sonradan günümüze kadar gelen bu teknoloji, akıllı telefonlar üzerinde de sessiz beyinler adıyla anılmaktadır. Jiroskop, “DÜ döner” olarak da bilinir. Yön bulmak ya da ölçmekte kullanılır. Bazı cihaz ve araçlarda denge sağlayan parçalardır. Jiroskopların dönüş ekseni, yönünü özgür olarak seçebilir. Dönerken açışla hızını koruyabilir. Ekseninin yönü, dönerken, dayanağın doğrulusunda bağımsızdır. Bu sebeple devrilmez. Kütle merkezi sabit, her yöne dönme özelliği belirleme edilen bir kütle, çark ya da tekerlek de denebilir. Ayrıca, çift dengeleme halkası kullanılan bir çark ya da disktir. Geleneksel bir jiroskop, mekanik sistemlerde çalışma olarak aletlerde aşağı yukarıya olarak bir eksen çerçevesinde dönmeye odaklanmış bir şekilde çalışmaktadır. Yazımızda Jiroskop Nedir? Jiroskopu kim buldu? Jiroskopların Tarihçesi Nedir? Jiroskop hangi cihazlarda kullanılır? Jiroskop neden kullanılmalı? Jiroskop bir denge cihazı mı? sorularının cevabını bulabileceksiniz.

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi Nedir? Uygulama Alanları Nelerdir?

Jiroskop (Gyroscope), bir iç dengeleme çemberinde birleştirilmiş çark eylemlerini sahibi olan bir mekanizma olarak tanımlanmıştır. İç dengeleme çemberi, bir dış halkanın içinde salınım sağlayan ana unsurlardan biridir.

Jiroskoplar; tiplerine göre çok farklı alanlar ve durumlarda kullanılabiliyor. Dolayısıyla çok farklı yapıları bulunmaktadır. Jiroskopları, dünya üzerindeki fizik kurallarına benzetebiliriz. Son derece üst düzey teknik ve mekanik bir sistem kullanıyor. Günümüzde daha çok elektromanyetik sistemler ile üretiliyor. Bir ya da birden çok unsurun bir araya geldiği, çok sayıda mekanik eşdeğerin icat tuğu “mühendislik harikası” denge cihazlarıdır aynı zamanda.

Gemileri denizde, uçakları havada, uzay araçlarını yörüngede tutan “sessiz beyinler” de diyebiliriz. Jiroskopları tam olarak anlamak hedefiyle lise fizik kitaplarını gözden geçirmeniz gerekebilir.

Konu Başlıklarımız;

• Jiroskopların Tarihçesi Nedir?
• Jiroskopların Çalışma Prensibi Nedir?
• Jiroskop Çeşitleri Nelerdir?
• Jiroskop Hangi Uygulamalarda Kullanılır?

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi ve Nelerde kullanılır? | Basit bir jir0skop

Jiroskopların Tarihçesi Nedir?

Jiroskoplar, farklı medeniyetlerde bağımsız olarak icat edilen cihazlardır. Eski Yunan, Roma ve Çin’de icat edilen jiroskop örnekleri bulunuyor. Günümüzdeki jiroskopların prototipi sayılabilecek ilk örnek, 1743 yılında İngiliz deniz kaptanı John Sersen doğrulusunda icat edilmiştir. Bu alete, “fırıl fırıl yansıtaç” ya da “Serson’un yansıtacı” adı da veriliyor. Serson, deniz koşullarında sisli ya da dumanlı havalarda ufuk çizgisinin yerini belirleme etmek hedefiyle bu aleti kullanmıştır. Serson’un icat ettiği aparat, geminin hareketine rağmen yatay bir düzlemde kalmaya çalışıyordu. Aparatın üzerinde dönen bir topa bağlı bir ayna bulunuyordu. Deniz seyri seferlerinde “yapay bir ufuk” olarak fonksiyon görüyordu. Başlı başına bir jiroskop olmasa da seyrüseferlerde kullanılan modern atalet animasyonlarda belirleme edilen jiroskopların öncüsü olarak kabul ediliyor.

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi ve Nelerde kullanılır? | Jiroskopun parçaları

Günümüzdeki modern jiroskoplara en çok benzeyen aparat, 1817 yılında Alman astronom Johann Gotiğe Friedrich von Bohnenberger doğrulusunda icat edildi. Matematik ve astronomi profesörü olan Bohnenberger, “jiroskop etkisini bulan ilk bilim adamıdır. Bohnenberger, icadını “makine” olarak adlandırdı. Bu makine, üç adet hareketli halkadan oluşuyordu ve bir tabla üzerine monte edilmişti. İki iç bilezik bir milin etrafın bağlanmıştı. Halkalar metal bir top ile destekleniyordu. Makinenin ekseni, ne şekilde döndürülürse döndürülsün sahip var olduğu pozisyonu koruyabiliyordu.

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi ve Nelerde kullanılır? | Modern bir jiroskop

Jiroskopların Çalışma Prensibi Nedir?

Düz dönerler, dönen bir disktir. Bir nevi çark olarak da bilinir. Temeli fizik kurallarına ve merkezkaç ilkesine dayanır. Geleneksel bir jiroskop, dönen bir silindir ya da çark, rotor ve eksenden oluşur. Eksen, rotor içinde dönebileceği bir çembere yaltaklanmış şekildedir. Çember de dik açı ile başka bir çembere bağlanmıştır. İç ve dış çemberle dik açı yapan bir çerçeveye kenetlenmiş şekilde bir de dış çemberi bulunur. Dönüş ekseni, kendi kendine herhangi bir yönü seçmekte özgürdür. Jiroskopların dışındaki çerçeve dengeleme çemberi ile desteklenmiştir. Dengeleme çemberi ya da halkası, kendi düzleminde “bir eksen” dönmesi hedefiyle çerçeve ile birleştirilmiştir. Dengeleme çemberi, “bir derece” dönme özgürlüğüne sahiptir. Çemberin ekseninin dönme özgürlüğü yoktur. İç dengeleme halkası ise, jiroskop çerçevesinin eksenine dikey pozisyondadır. Kendi düzleminde bir eksen dönebilir. Bu amaçla jiroskop çerçevesi ile birleştirilmiş durumdadır. İç dengeleme çemberinin dönme özgürlüğü ise iki derecedir.

Jiroskopların dönen diski ya da çarkı, dönüş eksenini belirleyen parçalardır. Disk, iç denge halkasının eksenine dikey olarak bir eksen kadar dönecek şekilde tetiklenir. Bu sebeple, diskin üç ekseni, iki derece dönme özgürlüğüne sahiptir. Dönen diskin çıktı ekseniyle bağlantılı bir kuvvet, girdi ekseniyle ilgili bir kuvvete tepki verir. Yer çekimi merkezi sabit olabilen çark, kendi kendine bir eksen kadar dönebilir, iki eksen kadar sallanabilir. Bu eylemler sırasında doğal olarak ortaya gelen direnç dışında sabit bir nokta etrafında istediği yöne dönmekte özgürlüğe sahiptir. Jiroskoplardaki çarkın yer çekimi merkezi, salındığı eksenden dengelenebilir. Böylece çarkın yer çekimi merkezi ile salınım merkezi kesişmez. Ancak bazı durumlarda dış dengeleme halkası, diskin sadece iki özgür derecesi olması hedefiyle çıkarılabilmektedir.

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi ve Nelerde kullanılır? | Bisiklet çarkındaki dengeli dönme testi

Jiroskop (Gyroscope) Çeşitleri Nelerdir?

Higrostat: Jiroskopların bir türevidir. İlk olarak Lord Kelvin doğrulusunda tasarlanmıştır. Yatay bir düzlemde dönen bir cismin (bisiklet gibi) hareketinin karmaşık yapısını örneklemek hedefiyle tasarlanmıştır. Hem de maddenin ve havanın esnekliğinin mekanik teorilerini arttırıp geliştirmek ile birlikte kullanılmıştır. İri bir çarkı bulunur. Bu çark, kalın bir kılıfla gizlenmiştir. Günümüzde uzay araçlarını ve uyduları yörüngeye oturtmak hedefiyle kullanılan kontrol sistemlerinde faydalanılır.

Mikro Elektromanyetik Sistem (MEMS) Jiroskop: Elektromanyetik bir titreşim sistemi kullanan jiroskoplardır.

Fiber Optik Jiroskop (FOG): Mekanik dönme hareketini saptama etmek amacıyla ışık kullanan jiroskoplardır. Alıcı olarak fiber optik kablolu bir bobin kullanılır. Haberleşme ve iletişim sistemlerinde kullanılmaktadır. 1970’li senelerde haberleşme sistemleri amacıyla tasarlanan “Sagunca etkisi” ilkesiyle tasarlanan jiroskoplardır.

Yarı Küresel Yankılayışı Jiroskop (HRG): “Şarap bardağı jiroskopu” ya da “mantar jiroskop” olarak da bilinmektedir. Yarı küresel bir kabuğu bulunur. Bu kabuk üzerinde de elektronlar yardımı ile birlikte elektrostatik kuvvetler bulunmaktadır. Bu kuvvetler, bükülgen bir yankılama oluşturur. Bükülgen duran dalgaların atalet özelliği kullanılarak jiroskoba etki elde edilir.

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi ve Nelerde kullanılır? | Jiroskop olmadan insanlı yada insansız hava uçaklarında yada oyuncak helikopterlerde bile denge sağlanamaz

Titreşim Yapılı Jiroskop (VRG): “Oriolus titreşen jiroskop” adı da verilir. Çeşitli metalik alaşımlar kullanılarak yapılmış yankılayışı kullanır. Yüksek nitelikte yarı küresel yankılayışı jiroskoplar ya da CRG adı verdiği keskin alıcılı jiroskoplar amacıyla kullanılır.

Dinamik Ayarlı Jiroskop (DTG): Bir eklem doğrulusunda eğilme dayanakları ile asılmış diski belirleme edilen jiroskoplardır. Dengeleme halkası, hareketli atalet dönüş hızının karesiyle orantılı olarak negatif kaynak sağlar.

Halka Lazer Jiroskop (RLG): “Sagunca etkisini kullanan bir jiroskop türüdür. Bir ışık demetinin kayma müdahalesi modeliyle dönme hareketini ölçer.

Londra Kuvveti Jiroskopu: Kuantum mekaniğini kullanan jiroskoplardır. Bu jiroskop türü, bilinenlerin en iyisidir. Dolayısıyla da çok hassastır ve doğru, kesin sonuçlar elde etmektedir. Yer çekimi araştırmalarında ve ölçümlerinde kullanılabilirler.

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi ve Nelerde kullanılır? | Uçaklarda dengeyi sağlayan jiroskop, powerball’da da kullanıldı

Jiroskop Hangi Uygulamalarda Kullanılır?

Jiroskoplar, fazlası sektörde kullanılan oldukça faydalı aletlerdir. Elektronik cihazlardan yön bulma cihazlarına kadar geniş bir kullanım alanı bulunuyor. Topaç pusulalarda sabitleme yardımcısı olarak kullanılır. Manyetik pusula yapımında, güdüm sistemlerinde de jiroskopların çalışma prensiplerinden faydalanılır. Hava araçlarında alçalma ve yükselme açılarının belirlenmesi, uçakların ya da uzay araçlarının rotadan çıkma açılarının belirlenmesi ya da bu tür araçların sahip olunan açılarını ölçmek hedefiyle konum jiroskopları kullanılır. Kontrol kuvvet jiroskoplarından uzay araçlarında bir konum açısının sürekliliği hedefiyle faydalanılabilir. Bazı hallerde koordinat açıları elde etmek amacıyla, birtakım hallerde da dengeli direnç gücü kullanarak yön çevirme işlemleri yerine getirmek amacıyla “sabit çıktı dengeleme halkası” cihazları olarak kullanılır. Bazı jiroskoplar, kullanıldığı programın özelliğine göre sıvı içeresinde de kullanılabilir.

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi ve Nelerde kullanılır? | Akıllı telefonlarda bulunan jiroskop kart ile denge ayarları yapılıyor

Jiroskopların kullanıldığı bazı cihaz ve ürünler şunlardır;

Kuantum bilimi, lazer sektörü, uzaktan kumandalı (RC) helikopterler, model uçaklar, madenlerde yön bulma cihazı olarak, insansız hava araçları, elektrikli kaykaylar, küçük tekneler, ticari gemiler, topaç hassas ölçüm cihazları (feodaliteler), akıllı telefonlar, tabletler, akıllı saatler, pusulalar, bilgisayar cihazları, elektronik cihazlar, denge gerektiren bilardo masaları gibi masalar, robotlar, teleskoplar, animasyon cihazları, güdümlü silahlar ve füzeler, lunapark oyuncakları, yeni kuşak devrilmeyen bisiklet ve motosikletler…

Jiroskop Nedir? Jiroskopların Tarihçesi ve Nelerde kullanılır? | BMW’nin yeni nesil jiroskoplu motorsikleti

Ayrıca Bakınız

• İsrail 2020’de uçan otomobilleri satmaya başlayacak!