L'HORIZON ARTIFICIEL

Il sert à indiquer l'assiette de l'avion.
En effet, nos sens sont souvent impuissant à remplir ce rôle. Si l' inclinaison est faible, nous ne la ressentons tout simplement pas, et en virage coordonné, la direction du poids apparent est ressentie comme la verticale.

Il est constitué d'un gyroscope à 3 degrés de liberté à axe vertical.

Le cadre intérieur est constitué par le corps du moteur électrique, ou par le carter du système d'entrainement pneumatique. Il est bien sûr placé verticalement. Il pivote autour de l'axe (Y,Y')
Le deuxième cadre pivote autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de l'avion (Z,Z').
Le troisième cadre, c'est le boitier.
Et ça donne ça:

Lorsque l'avion lève ou descend le nez (tangage), le gyroscope reste vertical, mais le deuxième cadre pivote comme l'avion autour de l'axe Y,Y',en conséquence, le "piton" B abaisse où relève le disque de l'horizon artificiel par le biais de deux tiges (en vert) pouvant pivoter autour de l'axe A.

Lorsque l'avion bascule à gauche où à droite (roulis), le mécanisme ci dessus reste fixe, et le boitier de l'instrument tourne, comme l'avion, autour de l'axe Z,Z', donc aussi autour du disque. L'information est donnée par un petit avion solidaire du boitier qui tourne en même temps que lui devant une ligne d'horizon qui elle se trouve sur le disque.

Au niveau du cadran, on a quelque chose comme ça:

Pour fonctionner correctement, l'axe du volant gyroscopique de l'horizon artificiel doit toujours être vertical, chose qui risque d'être compromise lors d'un voyage sur une très grande distance du fait de la rotondité de la Terre (souvenez-vous, la même chose se produisait pour le conservateur de cap et la nécessité, pour lui, de conserver l'axe de son volant gyroscopique horizontal dans ce cas).

Pour s'assurer de la verticalité constante de cet axe, l'horizon artificiel est équipé d'un système d'érection.

Comme pour le système de mise à niveau du conservateur de cap, seul le système utilisé sur un gyroscope à entrainement pneumatique sera illustré.

Commme pour le conservateur de cap, c'est la propriété de précession qui sera utilisée.
Pourquoi? Parcequ'elle est de toute façon inévitable, dès que l'on tente d'influencer l'orientation d'un gyroscope, il fait une toujours précession, et bascule alors dans une direction perpendiculaire. Il est dès lors normal de contourner le problème en appliquant sur le gyroscope une force VOLONTAIREMENT décalée de 90°, et de laisser la précession donner au gyroscope l'orientation que l'on avait choisie.

Le système d'érection d'un horizon artificiel à entrainement pneumatique se présente comme ceci:

L'air du système d'entrainement sort par 4 trous percés tout autour du carter contenant le volant, et constituant le premier cadre. Chaque trou de sortie est partiellement occulté par un dispositif pendulaire.

Tant que le volant gyroscopique (et son carter/ premier cadre) reste strictement vertical, l'air sort de la même manière par les quatre trous, et rien ne se passe. Mais dès qu'une inclinaison relative apparait, la pièce pendulaire s'écarte, permettant une augmentation du débit d'air par ce trou.

L'augmentation du débit d'air produit une force (par le principe de la réaction), qui n'est pas compensée par les autres jets d'air. Cette force s'applique sur le carter perpendiculairement à la direction de son inclinaison, et la précession fait le reste, c'est à dire qu'elle redresse le carter et le volant qui s'y trouve.