當(dāng)飛機(jī)處在低速飛行時，飛行員可以通過觀察地面，根據(jù)地平線的位置可以判斷出飛機(jī)的姿態(tài)。但是駕駛員身體的姿態(tài)會隨飛機(jī)的姿態(tài)而變化，所以這種感覺有些時候并不可靠。例如當(dāng)飛機(jī)轉(zhuǎn)了一個很小角度的彎，機(jī)身傾斜得很厲害，駕駛員可能一時不能很快地調(diào)整好自己的平衡感覺，從而不能正確地判斷地平線的位置，就可能導(dǎo)致飛機(jī)不能恢復(fù)到正確的飛行姿態(tài)上來。還有飛機(jī)在海上做夜間飛行，漆黑的天空與漆黑的大海同樣都會閃爍著星光或亮光。在這茫茫黑夜中很難分辨哪里是天空，哪里是大海，稍有失誤，就有可能把飛機(jī)開到海里去。

為了飛行的安全，就非常有必要制作出一種能指示飛機(jī)飛行姿態(tài)的儀表。這塊儀表必須具有這樣一種性能，即能夠顯示出一條不隨著飛機(jī)的俯仰、傾斜而變動的地平線。在表上這條線的上方即為天，下方即為地。天與地都分別用不同的顏色予以區(qū)別，非常醒目。但是為了怎樣才能造出這條地平線，飛機(jī)設(shè)計(jì)者們頗費(fèi)腦筋，最后從玩具陀螺中獲得了靈感。

兒時大家都玩過陀螺。它的神奇之處在于當(dāng)它轉(zhuǎn)動起來以后，無論你如何去碰它，它總能保持直立姿態(tài)，決不會躺倒。而且它轉(zhuǎn)的越快，這種能保持直立的特性就越強(qiáng)。換句話說：陀螺轉(zhuǎn)動起來后，它可以保持它的旋轉(zhuǎn)軸的指向不受外界的干擾，指向它起始的方向。利用這個原理，在19世紀(jì)末就制造出來陀螺儀，它的核心部分是一個高速轉(zhuǎn)動的陀螺，專業(yè)術(shù)語叫轉(zhuǎn)子。把轉(zhuǎn)子裝在一個各方向均可自由轉(zhuǎn)動的支架上，這就是陀螺儀。把陀螺儀安裝到其他設(shè)備上，不管這個設(shè)備如何運(yùn)動，陀螺儀內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸的方向是不會改變的。飛機(jī)發(fā)明后不久，陀螺儀就被用到了飛機(jī)上。把陀螺儀的支架和機(jī)身連在一起，它的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面，有一根橫向指示桿和轉(zhuǎn)子軸垂直交叉相連。飛機(jī)可以改變飛行姿態(tài)，但轉(zhuǎn)子軸會始終指向地面，橫向標(biāo)示桿就始終和地平線平行，它在儀表中被叫做人造地平線，這個儀表被稱為地平儀，也叫姿態(tài)指引儀。

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