Maintenant que nous avons passé en revue (simplifiée!) l'anémomètre, indicateur de vitesse, on va s'intéresser à une autre appareil essentiel pour la navigation aérienne, l'
horizon artificiel 
Sur le Oueb, vous allez tomber sur ce genre de site...
https://www.lavionnaire.fr/InstVolHoriz.phpIl n'y a rien à dire sur la qualité de son contenu, sauf que, lorsqu'on ne tatouille pas dans ce domaine technique... ben, en gros, au final, on n'a pas pigé pas grand-chose!
Alors, je vais m'efforcer de faire simple!
Vous avez, tous, probablement joué dans votre prime jeunesse avec une toupie et, ainsi, pu constater que plus elle tournait vite, plus elle restait stable sur son axe de rotation, avant de "se casser la gueule", faute de vitesse. Là, sans le savoir, vous aviez "découvert" le principe de fonctionnement du gyroscope, qui, de mon temps, n'était doctement professé qu'en Terminale de lycée. (Math-Elem, Science-Ex).
Dans la carcasse d'un horizon artificiel, quel est l'instrument principal ?... Un gyroscope, qu'on pourrait comparer à l'association de trois toupies tournant, chacune, sur un des trois axes, horizontal, latéral, vertical - j'insiste sur l'existence des trois axes, définis X, Y, Z, contrairement aux explications un poil compliquées figurant sur le lien, cité plus haut - .
En empruntant l'un de ses schémas, on a celui ci-dessous, avec, au centre le rotor tournant du gyroscope (j'y reviendrai!

), fixé dans un cadre qui ne peut, lui-même, pivoter que d'avant en arrière, selon l'axe Z/Z
1, en fonction de l'angle de descente ou de montée de l'appareil. Ce même cadre est mobile dans un deuxième cadre, qui, lui, réagit au tangage (d'avant en arrière) de l'appareil, selon l'axe Y/Y
1; l'ensemble des deux cadres "Z" et "Y" varie selon un troisième cadre, qui, lui, correspond au "roulis", basculement d'une aile sur l'autre de l'appareil, selon l'axe X/X
1. Nous avons donc bien trois axes de mouvement, cette mécanique de précision n'étant rien d'autre que la conjugaison de "trois toupies", fonctionnant selon les trois axes de "mouvements" d'un aéronef, qui indiquent sa montée/descente, ses virages horizontaux et ses "références" horizontales et verticales, ces deux dernières indiquant son "assiette" générale, car, par exemple, quand on négocie un virage, l'avion à tendance à "piquer du nez", etc.
Le gyroscope est lui-même fixé à une barre "horizontale", dont la position varie sur deux axes, devant une représentation généralement sphérique "schématisée" - ciel, en bleu, et sol, en marron -, elle-même mobile qui indique le cap suivi, selon son "axe horizontal", et les mouvements de montée et descente, selon un axe vertical; on obtient dès lors les résultats des trois axes X, Y, Z.
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pour le pilote et le copilote, çà donne çà...

Maintenant, revenons au fonctionnement mécanique du gyroscope. Plus le rotor (ou la toupie) tourne vite, plus son fonctionnement est stable. Dans les années "30-40", la giration du rotor était généralement provoquée à l'aide d'une pompe à vide (d'air), la dépression générée par la pompe dans le boitier, entrainant la rotation du rotor. A l'époque, ce système assurait une vitesse de rotation du rotor, qui avait grimpé de 6000 tours/min jusqu'à 12 000 tours. Puis on avait utilisé du courant électrique alternatif, d'abord généré, à partir du 24 Volt continu du circuit électrique du bord, par un "hacheur", qui convertissait le courant continu en courant alternatif.
L'intérêt du courant alternatif résidait essentiellement dans sa fréquence (ou nombre de périodes/seconde); aux dynamos qui fournissaient le courant continu, avaient succédé les alternateurs, qui généraient un courant alternatif et avaient l'avantage d'être, tout à la fois, plus puissants, moins encombrants et dont le fonctionnement ne dépendait plus du régime-moteur (trop long à expliquer

). L'avantage essentiel de l'alternateur - c'est kif-kif bourricot dans votre bagnole - est que, à partir d'un simple "pont de diodes", en sortie, on peut générer du 24 volts = et , pour certains circuits spécifiques, tels que celui de la radio du bord et des appareillages de navigation, fournir du 110 volt alternatif, sous 400 périodes/seconde, soit 24 000 tours/minutes pour les gyroscopes, et, par voie de conséquence, le double de la vitesse obtenue avec de "l'air comprimé" ou par dépression sous vide.
En dehors de la précision obtenue, grâce à l'augmentation de vitesse du rotor, l'emploi du 110 V/400 Hz avait aussi permis de réduire le temps pour obtenir la vitesse stabilisée de fonctionnement du rotor. De mon temps, dans les années 60/70, il fallait compter entre 15 et 20 minutes, pour acquérir sa vitesse de fonctionnement stabilisée, avec l'aide d'un générateur électrique de piste raccordé à l'appareil.
Ah, plus haut, j'ai "ronchonné" à propos de cette "définition"...
L'horizon artificiel est un gyroscope à 2 degrés de liberté à axe vertical, suspendu par son centre de gravité qui détermine la verticale du lieu d'un avion donc qui fournit au pilote :
...qui s'avère être erronée, car, si un gyroscope fonctionne sur trois axes, le gyromètre, lui, fonctionne sur deux axes. Or, pour améliorer la qualité des données transmises, on a bien souvent, à dater des années 70, eu recours à un couple de gyromètres, dotés de rotors orientés à 90°, l'un de l'autre, installé dans les centrales inertielles, qui ont aussi pour fonction de gérer le "pilotage automatique".
