ジンバルとは何ですか？

ジンバルは、ジンバルリングとも呼ばれ、互いに直角の軸に取り付けられた2つ以上のリングで構成される機械的なデバイスです。 3リングジンバルに取り付けられたオブジェクトは、ベースの安定性に関係なく、リング間の平面に水平に吊り下げられたままになります。 ジンバルには、フィルムから航空宇宙アプリケーションまで、幅広い実用的な用途があります。

ジンバルは、不安定な環境でオブジェクトを水平に保つために使用できます。たとえば、多くのダッシュボードに取り付けられたカップホルダーはジンバルです。 ジンバルは、クロノメーターやコンパスなどの計測機器を水平線と水平に保つ必要がある場合、船上および航空機環境でも非常に貴重です。 ジンバルは、宇宙空間での実際の位置に関係なく、地球や太陽などの特定の基準点から安定した測定値を提供するように設定できるため、航空宇宙ナビゲーションにも使用できます。 航空宇宙航行で使用されるジンバルは、オイラー角を利用して宇宙船などのオブジェクトの方向を決めます。

航空宇宙ナビゲーションに使用する場合、ジンバ​​ルは、 ピッチ 、 ロール 、およびヨーを測定する3つのジャイロスコープのセットで構成されます。 ピッチとは、横軸を中心とした航空機の回転を指します。 飛行機の例では、飛行機の機首を上に向けてピッチを上げ、下に向けてピッチを下げます。 ロールは、バンクとも呼ばれ、船体が縦軸に沿って回転するのに対し、ヨーは質量中心の周りを回転します。 ジンバルは、たとえば月などの基部に向けられており、ジンバルの角度は基部に対する航空機の位置を測定します。

ジンバルシステムの測定能力を超え、ジンバルをリセットする必要がある場合、 ジンバルロックと呼ばれる状態が発生することがあります。 これは、1つの軸に沿った回転が別の軸を書き出すときに発生します。たとえば、航空機が空中に真っ直ぐ登り、2つの軸が同じ方向に整列しているため、ヨーの読み取りが無意味になります。 ジンバルロックは、冗長ジャイロスコープを追加することで克服できます。

ジンバルはオブジェクトが3次元を移動できるようにするため、乱流や荒波によって引き起こされる突然の動きを再現するためにフィルムでよく使用されます。 ジンバルは、映画カメラやロケットエンジンの場合によくあるように、オブジェクトが広く旋回または旋回する必要がある場合にも表示されます。 ジンバルは、さまざまな業界で非常に便利なツールです。