Gąszcz zegarowych tarcz - zupełnie jak u zegarmistrza, a mamy przecież przed oczami tablicę przyrządów w samolocie. W każdym statku powietrznym znajdziemy ten sam zestaw podstawowych instrumentów, bez względu na wielkość i typ maszyny

Prędkościomierz, sztuczny horyzont, wysokościomierz, wariometr, zakrętomierz, żyrokompas, dwa odbiorniki radiolatarni oraz zegarek - oto podstawowy zestaw przyrządów, który znajduje się w kokpicie wszystkich samolotów. Te instrumenty stanowią dla pilota niezbędną pomoc w orientacji w przestrzeni powietrznej oraz nawigacji i dlatego noszą w języku fachowym nazwę "pokładowych przyrządów pilotażowych i nawigacyjnych". Ich niebagatelne znaczenie ujawnia się szczególnie w przypadku lotu, w trakcie którego widoczność ziemi jest zerowa. Tego typu lot nazywa się w języku lotniczym "lotem na instrumentach" i wykonują go wszystkie bez wyjątku samoloty pasażerskie. Umiejętność prowadzenia samolotu w ten sposób jest najwyższym stopniem wtajemniczenia w pilotażu.

Chodzenie po ziemi zazwyczaj nie przysparza nam kłopotów z orientacją w terenie. Znajdujemy sobie punkty odniesienia, dzięki którym czujemy się pewnie. Wyobraźmy sobie jednak sytuację, że ktoś zasłania nam oczy i przenosi w zupełnie nieznane nam miejsce. Po odsłonięciu oczu potrzebujemy czasu na to, aby ustalić swoje nowe położenie. Odruchowo szukamy wtedy jakichkolwiek punktów odniesienia - budynków, drzew, dróg... Zapewne rozeznanie się w geograficznym położeniu w dalszym ciągu sprawia nam trudności, a co za tym idzie trafienie do celu nie jest łatwym zadaniem, mamy natomiast jedną, niezbitą pewność - wiemy, na czym stoimy.

A teraz wyobraźmy sobie sytuację, w której po otwarciu oczu stwierdzamy, że znajdujemy kilka kilometrów nad ziemią... Otacza nas tylko niebo, pod stopami mamy morze chmur, a jedynym punktem odniesienia jest świecące nad nami słońce. Z całą pewnością czulibyśmy się o wiele bardziej zdezorientowani...

Będąc w samolocie poruszamy się w trzech wymiarach w każdym momencie lotu. Gdybyśmy polegali wtedy tylko na naszych zmysłach, niechybnie doszłoby do katastrofy. Doświadczenie nauczyło nas, że ludzki zmysł orientacji przestrzennej, bazujący na tym, co w danej chwili widzimy, słyszymy i czujemy, aż nazbyt często bywa zawodny.

Kiedy znajdujemy się w przestrzeni powietrznej nawet znalezienie punktów odniesienia nie rozwiązuje naszych problemów z orientacją. Nie potrafimy bowiem precyzyjnie określić, jaka odległość nas od nich dzieli, na jakiej są wysokości, a czasami nawet nie jesteśmy w stanie stwierdzić, czy się do nich zbliżamy, czy też oddalamy. W takiej sytuacji zapewne na większość zadawanych nam pytań odpowiadalibyśmy: "wydaje mi się, że...".

W lotnictwie nic nie ma prawa "się wydawać", ponieważ w grę wchodzi kwestia życia i śmierci. Zaraz po skonstruowaniu pierwszych samolotów wynalazcy zaczęli więc intensywnie pracować nad instrumentami, które umożliwiłyby dokładną orientację w przestrzeni. W serii tekstów pod tytułem: "Jak u zegarmistrza" opiszemy wygląd i funkcje podstawowych przyrządów pilotażowych i nawigacyjnych, które znajdują się w każdym samolocie

Konstruując żyroskop francuski fizyk Jean Bernard Léon Foucault zapewne zupełnie nie zdawał sobie sprawy, że jego wynalazek będzie prawdziwym kamieniem milowym na drodze budowy lotniczych przyrządów nawigacyjnych. Działo się to pól wieku przed rozpoczęciem ery lotnictwa, którą tradycyjnie wyznacza moment uniesienia się w powietrze wynalazku braci Wright. Foucault opracował wówczas instrument, który miał udowodnić istnienie ruchu obrotowego ziemi. W tym celu umieścił w obręczy wirujący pierścień, który jednocześnie w dwóch punktach przyłączył do kolejnej obręczy.

Tę zewnętrzną obręcz przymocował natomiast w dwóch miejscach do podstawy urządzenia. Mechanizm działania wynalazku pokazywał, że wprawiony w ruch wewnętrzny pierścień zawsze pozostawał w swoim pierwotnym położeniu, niezależnie od tego, jak obracały się obie obręcze. Ponadto okazało się, że wraz ze wzrostem szybkości obrotów pierścienia jego stabilność również była większa. Te obserwacje dawały solidne podstawy do przypuszczenia, że wskazania pierścienia są wtedy bardziej precyzyjne.

Właściwość zachowywania pierwotnego położenia wirującego pierścienia żyrokompasu wykorzystano przy konstrukcji kilku ważnych przyrządów lotniczych, takich jak na przykład sztuczny horyzont. Ten instrument służy do wskazywania odchyleń samolotu od linii horyzontu. Patrząc na sztuczny horyzont pilot uzyskuje informację, czy maszyna przechyla się w lewo lub w prawo, a także czy się wznosi, czy też opada.

Sztuczny horyzont składa się z przedzielonej na pół tarczy. Górna część tarczy oznacza "niebo", dolna oznacza "ziemię". Kiedy spojrzymy na sztuczny horyzont, naszą uwagę przyciągną zapewne wewnętrzne oraz zewnętrzne podziałki. Równoległe do linii horyzontu, poziome kreski służą do wskazywania stopnia zadarcia nosa samolotu, bądź też jego opuszczenia. Podziałki na zewnątrz wskaźnika oraz te, rozchodzące się promieniście od centrum instrumentu, pokazują stopień przechyłu samolotu.

Najbardziej charakterystyczna dla tego przyrządu jest wskazówka, która swoim kształtem ma generalnie przypominać samolot. Często jest ona dokładnie w kształcie samolotu i wtedy skrzydła oraz kadłub maszyny są wyraźnie zarysowane. Warto zaznaczyć, że wskazówka ta jest nieruchoma, natomiast tarcza instrumentu jest elementem, który może się przesuwać i obracać.

Sztuczny horyzont jest jednym z podstawowych instrumentów, wykorzystywanych przez pilotów maszyn komunikacyjnych. Takie samoloty odbywają większość swojej trasy na dużej wysokości, a więc ich piloci nie dysponują w trakcie lotu żadnymi punktami odniesienia. Są więc całkowicie zdani na wskazania urządzeń pokładowych. Sztuczny horyzont pomaga im zorientować się w przestrzeni i dostarcza absolutnie niezbędnych informacji. Dzięki temu instrumentowi pilot jest w stanie stwierdzić, czy maszyna wznosi się czy opada, w którą stronę wykonuje zakręt, a także potrafi określić, czy zakręt ten jest ostry, czy też łagodny.

Fani rajdów samochodowych uwielbiają ustawiać się zawsze w takich punktach trasy, w których samochody wchodzą w ekstremalnie ostre zakręty. Kierowcy wprowadzają wtedy swoje rozpędzone do ponad 100 km/h maszyny w kontrolowany poślizg. Samochód pokonuje łuk lekko, bokiem i po jak najbardziej optymalnym torze jazdy.
Samoloty także mogą pokonywać zakręty "z poślizgiem". Jednak prawidłowe wykonanie tej sztuki latającą maszyną wcale nie jest proste. Zadania nie ułatwia fakt, że samolot ma wrodzoną tendencję do "wpadania w poślizg".

Adepci sztuki pilotażu poświęcają w trakcie szkolenia wiele godzin na to, aby nauczyć się wykonywania prawidłowego skrętu, czyli tzw. "skrętu skoordynowanego". Pomaga im w tym przyrząd o nazwie zakrętomierz i zamknięta w nim kulka. Ustawienie tej kulki w odpowiedniej pozycji jest prawdziwą zmorą przyszłych pilotów.

O tym, co ma ze sobą wspólnego prawidłowo wykonany zakręt maszyny i kulka, uwięziona w zakrętomierzu, przeczytasz w kolejnym tekście z cyklu "Jak u zegarmistrza".

Ilustracje: Mariusz Adamski