Kaj je Gimbal?

Kardan, imenovan tudi kardanski obroč, je mehanska naprava, sestavljena iz dveh ali več obročev, nameščenih na osi pod pravim kotom drug na drugega. Predmet, nameščen na triobročnem kardanu, bo ostal vodoravno obešen na ravnini med obroči, ne glede na stabilnost podlage. Kardan ima široko paleto praktičnih uporab, od filmov do letalskih aplikacij.

Kardan se lahko uporablja za ohranjanje ravni predmetov v nestabilnih okoljih – na primer številna držala za skodelice na armaturni plošči so kardana. Kardan je izjemno dragocen tudi v okoljih na ladjah in letalih, ko morajo biti merilni instrumenti, kot so kronometri in kompasi, poravnani z obzorjem. Kardan se lahko uporablja tudi za vesoljsko navigacijo, saj jih je mogoče nastaviti tako, da zagotavljajo stabilno meritev od določene referenčne točke, kot je zemlja ali sonce, ne glede na njihov dejanski položaj v vesolju. Kardan, ki se uporablja v vesoljski navigaciji, uporablja Eulerjeve kote za orientacijo predmeta, kot je vesoljsko plovilo.

Kadar se uporabljajo za vesoljsko navigacijo, so kardani konfigurirani v sklopih treh žiroskopov, ki merijo naklon, nagib in odklon. Nagib se nanaša na vrtenje plovila okoli prečne osi. V primeru letala je nos letala obrnjen navzgor, da povečate naklon, in navzdol, da ga znižate. Roll, znan tudi kot nagib, je vrtenje plovila vzdolž vzdolžne osi, medtem ko se smikanje nanaša na vrtenje okoli središča mase. Kardani so orientirani s podlago, na primer luna, koti kardana pa merijo položaj plovila glede na podlago.

Občasno se lahko pojavi stanje, znano kot zaklepanje kardanskega sistema, ko so lahko presežene merilne zmogljivosti kardanskega sistema, zaradi česar mora operater ponastaviti kardan. To se zgodi, ko vrtenje vzdolž ene osi izpiše drugo, na primer, ko se letalo vzpenja naravnost v zrak, zaradi česar je vsakršno odčitavanje zasuka nesmiselno, ker sta obe osi poravnani v isti smeri. Zaklepanje kardana je mogoče premagati z dodatkom odvečnega žiroskopa.

Ker kardani omogočajo premikanje predmetov skozi tri dimenzije, se pogosto uporabljajo v filmu za poustvarjanje nenadnega gibanja, ki ga povzročajo turbulence ali razburkano morje. Kardan se pojavlja tudi v situacijah, ko se mora predmet zasukati ali močno zasukati, kot je pogosto pri filmskih kamerah ali raketnih motorjih. Kardan je izredno uporabno orodje v številnih panogah.