¿Qué es un cardán?
Un cardán, también llamado anillo de cardán, es un dispositivo mecánico que consta de dos o más anillos montados en ejes en ángulo recto entre sí. Un objeto montado en un cardán de tres anillos permanecerá suspendido horizontalmente en un plano entre los anillos, independientemente de la estabilidad de la base. Los cardán tienen una amplia gama de usos prácticos que van desde películas hasta aplicaciones aeroespaciales.
Se puede usar un cardán para mantener los objetos nivelados en entornos inestables; por ejemplo, muchos portavasos montados en el tablero son cardán. Los cardán también son extremadamente valiosos en entornos de a bordo y aviones, cuando los instrumentos de medición como cronómetros y brújulas deben mantenerse nivelados con el horizonte. Los cardán también se pueden usar para la navegación aeroespacial, ya que se pueden configurar para proporcionar una medición estable desde un punto de referencia específico, como la tierra o el sol, independientemente de su posición real en el espacio. Los cardán empleados en la navegación aeroespacial utilizan ángulos de Euler para orientar un objeto como una nave espacial.
Cuando se utilizan para la navegación aeroespacial, los cardán se configuran en conjuntos de tres giroscopios que miden la inclinación , el balanceo y la guiñada . La inclinación se refiere a la rotación de la nave alrededor del eje transversal. En el ejemplo de un avión, la punta del avión apunta hacia arriba para aumentar la inclinación y hacia abajo para bajarla. Rollo, también conocido como banco, es la rotación de la nave a lo largo de un eje longitudinal, mientras que el guiñada se refiere a la rotación alrededor del centro de masa. Los cardán están orientados con una base, por ejemplo, la luna, y los ángulos del cardán miden la posición de la nave en relación con la base.
Ocasionalmente, puede ocurrir una condición conocida como bloqueo de cardán , cuando se pueden exceder las capacidades de medición de un sistema de cardán, lo que requiere que un operador reinicie los cardán. Esto ocurre cuando una rotación a lo largo de un eje escribe otro, por ejemplo, cuando un avión sube directamente al aire, haciendo que cualquier lectura del viraje no tenga sentido porque los dos ejes están alineados en la misma dirección. El bloqueo del cardán se puede superar con la adición de un giroscopio redundante.
Debido a que los cardán permiten que los objetos se muevan a través de tres dimensiones, a menudo se usan en películas para recrear movimientos repentinos causados por turbulencias o mares agitados. Los cardán también aparecen en situaciones en las que un objeto necesita girar o girar ampliamente, como suele ser el caso de las cámaras de cine o los motores de cohetes. Los cardán son herramientas extraordinariamente útiles en una amplia gama de industrias.