Quanto tempo demora um indicador de atitude?

Não há praticamente nenhum atraso nos indicadores de atitude. Os tradicionais são baseados em um giroscópio mecânico. Devido ao giroscópio ser gimbaled, permanece em uma atitude fixa.

Quando a aeronave muda de atitude, o giroscópio no indicador de atitude permanece na sua orientação original. Quando você olha para o indicador de atitude, você está olhando basicamente diretamente para o giroscópio, embalado em um horizonte agradável que mostra a embalagem.

O indicador de atitude moderno em um cockpit de vidro obtém as informações de atitude do Attitude and heading reference system (AHRS). Existe, é claro, algum atraso associado à transferência de dados digitais e à taxa de atualização da tela, mas esses efeitos são muito pequenos para serem percebidos pelos humanos.

A primeira geração desses sistemas também usou giroscópios mecânicos. Atualmente, a maioria dos AHRSs usa Giroscópios a laser anelares ou Giroscópios de Fibra Óptica . Esses giroscópios usam efeitos relativísticos da luz viajando no sentido horário e anti-horário por um caminho circular. A precisão desses sistemas é muito alta e não há atraso.

Outra tecnologia utilizada são os giroscópios de Sistemas Micro-eletromecânicos (MEMS). Eles são baseados em uma estrutura vibratória. A direção de uma vibração tende a permanecer na direção original, mesmo que a estrutura de suporte gire. Os MEMS são relativamente baratos em comparação com o RLG e o FOG, mas são menos precisos. Devido aos desenvolvimentos na indústria de telefonia móvel e automotiva, onde os sensores de atitude são usados para várias aplicações, a precisão dos giroscópios de MEMS melhorou, enquanto seus custos diminuíram. Isso os torna agora interessantes para aplicação em aviônicos.

Falando sobre giroscópios movidos a vácuo, que é o que eu estou principalmente familiarizado: quando tudo está funcionando como projetado (pressão de ar suficiente para a velocidade normal do rotor giroscópico, manobras moderadas) existe algum atraso. Você notará se estiver procurando por ele, mas os "1-2 segundos" mencionados na resposta vinculada parecem estar no lado alto (pelo menos com base no que vi em aeronaves leves).

Os indicadores de atitude acionados por vácuo ficam aquém do modo como operam: Basicamente, um conjunto de aletas está sempre tentando puxar o giroscópio em relação à gravidade, e a inércia nessas aletas e o fluxo de ar induzem um pequeno atraso antes do rotor (e indicador visual) se move.

Esse não é o único erro no seu indicador de atitude confiável. Roubando liberalmente de uma edição antiga do Manual IFR para o resto dos detalhes detalhados:

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Another group of errors, associated with the design and operating principles of the attitude indicator, are induced during normal operation of the instrument. A skidding turn moves the pendulous vanes from their vertical position, precessing the gyro toward the inside of the turn. After return of the aircraft to straight-and-level, coordinated flight, the miniature aircraft shows a turn in the direction opposite the skid. During a normal turn, movement of the vanes by centrifugal force causes precession of the gyro toward the inside of the turn.

Errors in both pitch and bank indications occur during normal coordinated turns. These errors are caused by the movement of the pendulous vanes by centrifugal force, resulting in the precession of the gyro toward the inside of the turn. The error is greatest in a 180° steep turn. If, for example, a 180° steep turn is made to the right and the aircraft is rolled out to straight-and-level flight by visual references, the miniature aircraft will show a slight climb and turn to the left. This precession error, normally 3° to 5°, is quickly corrected by the erecting mechanism. At the end of a 360° turn, the precession induced during the first 180° is cancelled out by precession in the opposite direction during the second 180° of turn. The slight precession errors induced during the roll-out are corrected immediately by pendulous vane action.

Acceleration and deceleration also induce precession errors, depending upon the amount and extent of the force applied. During acceleration the horizon bar moves down, indicating a climb. Control applied to correct this indication will result in a pitch attitude lower than the instrument shows. The opposite error results from deceleration. Other errors, such as "transport precession" and "apparent precession," relate to rotation of the earth and are of importance to pilots and navigators concerned with high speed and long-range flight.

Uma causa mais comum de um gyro lag (perceptível) é o baixo vácuo, o que resulta em baixa velocidade do rotor e torna o instrumento inteiro lento. O alto vácuo pode causar o efeito oposto - velocidade excessiva do rotor e "superação" nas manobras.

Você pode encontrar mais do manual antigo do IFR no site pilotfriend.com . "IFR Exam-o-Gram # 24" disponível aqui também é uma boa leitura - ambos são dos dias quando a FAA esperava que os pilotos colocassem um conhecimento de sistemas bastante extenso em seus cérebros.

A imagem acima está fora do manual da mecânica do Airframe - AC 65-15A que, na verdade, ainda é atual.

Todos os instrumentos tradicionais têm uma certa quantidade de atraso. Esse é um dos fatores que dificulta a automação de vôo. Certos instrumentos avançados, como unidades de medição inercial e giroscópios de laser de anel, não têm defasagem.

Você pode encontrar detalhes sobre o atraso típico e outros problemas com o horizonte artificial ("indicador de atitude") em qualquer livro-texto de vôo de instrumento ou site, como este . Qualquer voo não nivelado prolongado produzirá um erro na IA e, por essa razão, os padrões de espera IFR têm uma perna de voo de nível de um minuto após cada minuto de turno. Esta distância extra de viagem dá à IA a hora de voltar ao normal.