補償力矩（compensation torques）是指施加在陀螺上的補償有害效應的預先具體確定的力矩。繞對稱軸高速旋轉的轉子當旋轉軸在空間中改變方位時所表現出的抗阻力矩，通常稱為陀螺力矩，又稱迴轉力矩。國內外不少陀螺力學著作，都將陀螺力矩解釋為剛體各組成質點的哥氏慣性力的主矩。
基本介紹
- 中文名：補償力矩
- 外文名：compensation torques
- 學科：航天工程
- 領域：導航
- 別稱：陀螺力矩
簡介,陀螺力矩,陀螺效應,陀螺效應的套用,
簡介
補償力矩（compensation torques）是指施加在陀螺上的補償有害效應的預先具體確定的力矩。
陀螺力矩
繞對稱軸高速旋轉的轉子當旋轉軸在空間中改變方位時所表現出的抗阻力矩，通常稱為陀螺力矩，又稱迴轉力矩。國內外不少陀螺力學著作，都將陀螺力矩解釋為剛體各組成質點的哥氏慣性力的主矩。
例如飛機的渦輪轉子 高速自轉，在飛機轉彎因而轉子軸承迫使轉子軸連同轉子發生進動時，轉子軸即有力偶矩等於陀螺力矩的力偶作用在兩端軸承上。
陀螺效應
重力對高速旋轉中的陀螺產生的對支撐點的力矩不會使其發生傾倒，而發生小角度的進動。此即陀螺效應。陀螺有兩個特點進動性和定軸性。當高速旋轉的陀螺遇到外力時，它的軸的方向是不會隨著外力的方向發生改變的，而是軸圍繞著一個定點進動。簡單來說，陀螺效應就是旋轉的物體有保持其旋轉方向（旋轉軸的方向）的慣性。
陀螺效應的套用
（1）直升機的陀螺力學
直升機的基本原理是利用主旋翼可變角度產生反向推力而上升，但對機身會產生扭力作用，於是需要加設一個尾旋翼來抵消壓力，平衡機身。這就用到陀螺儀了，它可以根據機身的擺動多少，自動作出補償訊號給伺服器，去改變尾旋翼角度，產生推力平衡機身。以前，模型直升機是沒有陀螺儀的，油門、主旋翼角度和尾旋翼角度很難配合，起動後便儘快往上空飛，如要懸停就要控制桿快速靈敏地動作，所以很容易撞毀，已有多種直升機模型使用的陀螺儀，分別有機械式、電子式、電子自動鎖定式。
（2）彈丸穩定飛行
為了提高設計速度，最重要的就是要使彈丸穩定飛行，可從陀螺中獲得啟示。如果賦予彈丸一定的旋轉速度，則彈丸出炮口後一靠初速度作慣性飛行，一面又繞其彈軸高速旋轉，其運動狀況與旋轉的陀螺相似。彈軸相當於陀螺軸，彈道切線相當於垂直軸，使彈丸翻轉的力矩相當於使陀螺傾倒的重力矩。這樣，彈丸在空中飛行時，高速自轉且繞彈道切線公轉，彈軸本身在空間一面轉圈，一面擺動，使彈丸在空中不再翻轉而作有規律地飛行。彈軸與彈道切線間的攻角處於周期性的變化中，而不再是單調增大。這種飛行狀態成為陀螺穩定。
（3）機動車的陀螺套用
利用陀螺效應感知線路角度的變化是可以的，由於定軸性的存在，首先使陀螺儀轉動利用定軸性確定當前行車方向為參考方向，當行車方向改變時就會於陀螺儀最初方向產生一個夾角，利用安裝在陀螺儀轉軸上的感測器就可以敏感到這個夾角的大小的方向，確定行車方向的變化。但是行車距離僅僅利用陀螺儀是無法確定的，因此再利用加速度計，利用積分獲得速度並結合行車時間得到行車距離。其實對於一個物體導航，只需要指導往哪走（利用陀螺儀）、走多快（加速度計）、走了多久（計時器）就一定可以算出物體的位置。因此可以看出陀螺力學在車的導航中也有套用。
