相信每個人小時候都玩過陀螺，只要讓陀螺不斷的旋轉，陀螺就不會倒下，那麼陀螺旋轉時不會倒的原理是什麼呢？
一，陀螺原理
1，陀螺在旋轉的時候，不但圍繞本身的軸線轉動，而且還圍繞一個垂直軸作錐形運動。也就是說，陀螺一面圍繞本身的軸線作"自轉"，一面圍繞垂直軸作"進動"。也即陀螺並非垂直立於地面之上，而是對地面法線有一定的偏離，向地面有一些傾斜。所以重力對陀螺的力矩不爲零，而陀螺的進動角動量可以平衡重力矩的作用，所以陀螺在旋轉時不會倒向地面。
陀螺圍繞自身軸線作"自轉"的快慢，決定着陀螺擺動角的大小。轉得越慢，擺動角越大，穩定性越差；轉得越快，擺動角越小，因而穩定性也就越好。
隨着科學的發展，陀螺已經不單單是作爲玩具這麼簡單了，科學家根據陀螺的力學特性研發了一種科學儀器-陀螺儀，廣泛運用於航海、航空、科研和軍事等領域中。
在航空領域，當飛機在飛行中出現重心偏移的時候，陀螺儀就會迅速將偏移信息傳送給水平舵或垂直舵，調整俯仰或平飛姿態。
2，飛行陀螺儀的原理：
一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。人們根據這個道理，用它來保持方向，製造出來的東西就叫做陀螺儀。陀螺儀在工作時要給它一個力，使它快速旋轉起來，一般能達到每分鐘幾十萬轉，可以工作很長時間。然後用多種方法讀取軸所指示的方向，並自動將數據信號傳給控制系統。
陀螺儀（gyroscope）是一種基於角動量守恆的理論，用來感測與維持方向的裝置。陀螺儀主要是由一個位於軸心且可旋轉的轉子構成。由於轉子的角動量，陀螺儀一旦開始旋轉，即有抗拒方向改變的趨向。陀螺儀多用於導航、定位等系統。
二，飛行陀螺儀的結構與特性
19世紀初期，剛剛誕生的飛機並沒有陀螺儀。飛機飛上天空，如果看不到地平線是找不到水平參考物的。飛機遇到氣流，機身會顛簸，姿態很難掌控，很容易墜機。如何找到空中參照物，掌握飛行姿態，保障飛機安全這個問題迫切需要解決，人們就想到了陀螺儀。
飛機陀螺儀表盤的度數就是飛機盤旋過程中的傾斜角度，角度越大，飛機盤旋的半徑越小，速度越快。飛機的傾斜角度就是陀螺儀中陀螺的軸向和飛機傾斜方向的夾角。陀螺儀還能幫助機長找回機身平衡姿態，這就是陀螺儀被稱爲平衡神器的奧祕。
1，飛行陀螺儀的構造
陀螺儀是一種機械裝置，其主要部分是一個對旋轉軸以極高角速度旋轉的轉子，轉子裝在一支架內；在通過轉子中心軸XX1上加一內環架，那麼陀螺儀就可環繞平面兩軸作自由運動；然後，在內環架外加上一外環架；這個陀螺儀有兩個平衡環，可以環繞平面三軸作自由運動，就是一個完整的太空陀螺儀。
2，陀螺儀的種類：除了機械陀螺儀，現在更多用到的是振動陀螺儀、光學陀螺儀和激光陀螺儀。陀螺儀用途非常廣泛。除了測量飛行姿態，只要是測量運動中的角度，並需要進行平衡校正的都用到了陀螺儀。比如我們熟悉的手持穩定器、手機體感遊戲、平衡車、VR眼鏡裏都有陀螺儀。
3，陀螺儀的特性
陀螺儀是飛機最重要的儀表，具有兩個基本特性。
-定軸性（inertia）：物體維持自身轉動狀態並對抗改變的能力稱爲轉動慣量，其由相對於特定旋轉軸的質量分佈決定，對多質點物體轉動慣量，概言之：質量越大、對軸距離越遠，轉動慣量越大。一方面陀螺轉子的對軸對稱性結構使得其具備了同質量物體較大的對軸轉動慣量，意味着其在同阻力扭矩情況下能夠更長時間保持原始運動狀態；另一方面在軸的、小摩擦與無角自由度限制的支點使得外力無法藉此產生較大且有效的阻力扭矩；因此當陀螺轉子以極高速度旋轉時，其轉動得以維持並保持其軸指向一個相對固定的方向，這種物理現象稱爲陀螺儀的定軸性或慣性。
在運轉中的陀螺儀，如果外界施一力在轉子上，此力對支點的力矩當可分解爲順軸方向和垂直於軸方向兩個分力矩；前者使陀螺加速、減速，但不會改變轉軸方向；後者的時間積分將會逐漸改變轉動方向（通常是短時較小而隨時間逐漸積累增大），併產生相對於原軸的章動（新的旋轉軸原軸旋轉，如轉速降低時陀螺受重力作用時的非垂直旋轉）。
-逆動性（orecession）：在運轉中的陀螺儀，如果外界施一作用或力矩在轉子旋轉軸上，則旋轉軸並不沿施力方向運動，而是順着轉子旋轉向前90度垂直施力方向運動，此現象即是逆動性。 逆動性的大小也有三個影響的因素： 外界作用力愈大，其逆動性也愈大； 轉子的質量慣性矩（moment of inertia）愈大，逆動性愈小； 轉子的角速度愈大，逆動性愈小。 而逆動方向可根據逆動性原理取決於施力方向及轉子旋轉方向。
三，飛行陀螺儀表的用途
飛行員在飛行時，特別是無外界視覺參考的儀表飛行時，必須參考飛行儀表的數據，才能順暢地飛行。飛機的飛行儀表依原理，可分爲動靜壓儀表及陀螺儀表：
動靜壓儀表包括高度表、空速表和垂直速率表，由皮托管控制。陀螺儀表則主要包括姿態儀表、航向指示儀表和轉彎協調儀表。
1，姿態儀表（Attitude Indicator）也稱姿態指示器、陀螺地平儀等，用於顯示飛機相對於地平線的姿態，看姿態儀，飛行員能判斷飛機姿態爲偏左偏右，及偏上和偏下。姿態儀作用原理爲一高度旋轉的陀螺，不論飛機的姿態如何變化，此陀螺的定軸性在空間保持相同，因而能顯示出飛機的俯仰及偏左偏右的姿態。姿態儀是儀表飛行時的重要儀表，在能見度差的飛行天氣中，失去或不相信姿態儀，飛行員極易進入空間迷失。
2，航向指示儀表（heading Indicator）又稱爲陀螺方位儀，是利用陀螺特性製成的一種簡易指向儀器。它只用重力控制和水平控制來分別克服由於地球自轉而引起的陀螺主軸在方位上、高度上的視運動，從而使主軸相對於地球穩定不動。但是它本身不帶阻尼設施，不具有自動阻尼找北的能力，故只能根據起始位置，穩定地指示地球上某個水平方向。如果在啓動陀螺時，依靠別的指向儀器將其主軸調整到指北的方向上，它就可以象羅經一樣，從刻度盤上讀出艦船的航向，從復示器(也叫分羅經）上瞄測目標方位。
由於陀螺的進動性，航向指示表的指示會逐漸產生誤生，因此飛行員必須時時依磁羅盤的指示，來校正航向指示表。
3，轉彎協調儀表（Turn coordinatuor）也是陀螺儀表，指示轉彎的方向及飛機轉彎的速率。轉彎協調錶亦可顯示飛機的轉彎是否爲協調轉彎（CoordinatedTurn），轉彎協調錶可作爲姿態儀的輔助儀表，在儀表飛行時，轉彎協調錶可指示應有的轉彎速率（度/秒）。
-轉彎指示器：指示轉彎方向，指示轉彎快慢，指示飛機無側滑轉彎時的傾斜角。
-側滑指示器：協調轉彎。
附錄：據志願軍空聯司部分資料記載：抗美援朝期間，我志願軍空軍飛行員在參戰初期，由於訓練不足，對米格-15陀螺瞄準儀使用不熟練，導致射擊精度不高。後來經過訓練，飛行員基本掌握了陀螺瞄準儀的使用方法。
1，陀螺瞄準儀的原理：可以獲得自己所在飛機的角速度，又有飛行員手動設置的目標大致距離。兩者相乘即得出垂直於目標視線連線（LOS ）的速度分量。而這個速度分量和自己飛機所攜帶的機炮的子/炮彈的初速進行計算，就能大致的算出機炮軸線所需的前置角（提前量）；算出來後把準星往這個所需的前置角的反方向移動，這樣飛行員在試圖讓準星扣上目標的時候，其實就等於把機炮軸線調整到了所需的方向。
2，陀螺瞄準儀的構造：一套完整的陀螺瞄準具，由兩個主要組成部分：穩定器和瞄準具。穩定器實際上是一個利用陀螺儀保持水平的工作平臺。在使用前，瞄準具必須和穩定器進行校準，這樣才能保證瞄準具所瞄準的方向和飛機飛行方向一致。
3，如何使用陀螺瞄準儀：陀螺儀瞄具的作用是自動計算提前量，設置好以後，準星對上就能打中。但是計算提前量需要知道敵機距離。方法就是先設置敵機翼展，然後縮放瞄具裏的圈到剛好套住敵機機翼，這時瞄具就能自動根據三角關係算出距離，並調整提前量。
具體操作就是飛行員只要將敵機翼展標尺定好，並用瞄準具反射鏡上的光環套住敵機，並通過旋鈕來調節光環大小與目標翼展一致，只要光環罩住敵機，就可以扣動扳機。That' it。
初生的志願軍空軍似一隻雛鷹，能夠戰勝強大的白頭禿鷹，絕不僅僅靠的是宣傳幹事寫的那幾句不怕死的口號，而是從幾千年中華文化的智慧積澱中汲取了精華，以及善於學習的精神。那一代人是中國人的驕傲，也是那個之前時代造就的，前有古人，但後無來者的一代。
（謝謝閱讀）