どんな航空機を操縦するにしても、姿勢指示器（Attitude Indicator）は最も重要な計器の一つです。しかし、その仕組みは一体どうなっているのでしょうか？
今回は、従来型の丸形計器とグラスコックピットの両方における姿勢指示器の動作原理を解説します。
従来型の姿勢指示器
一般的な丸形計器の姿勢指示器には、航空機の真空システムによって回転する内部ジャイロスコープが備わっています。空気が姿勢指示器のスクープ状のローターを通って吸引されることで、ジャイロスコープが回転します。
姿勢指示器のケース内には、水平方向に取り付けられたジャイロがあり、その場で回転し続けます。このジャイロのアームには、ピッチ（機首の上下）の角度を示すラインが描かれたカードが取り付けられ、外部にはバンク（機体の傾き）の角度が表示されます。
どんな航空機を操縦するにしても、姿勢指示器（Attitude Indicator）は最も重要な計器の一つです。しかし、その仕組みは一体どうなっているのでしょうか？
今回は、従来型の丸形計器とグラスコックピットの両方における姿勢指示器の動作原理を解説します。
従来型の姿勢指示器
一般的な丸形計器の姿勢指示器には、航空機の真空システムによって回転する内部ジャイロスコープが備わっています。空気が姿勢指示器のスクープ状のローターを通って吸引されることで、ジャイロスコープが回転します。
姿勢指示器のケース内には、水平方向に取り付けられたジャイロがあり、その場で回転し続けます。このジャイロのアームには、ピッチ（機首の上下）の角度を示すラインが描かれたカードが取り付けられ、外部にはバンク（機体の傾き）の角度が表示されます。
ピッチはどのように測定されるのか？
飛行姿勢がどのように測定されるのかを理解する最も簡単な方法は、「ジャイロが動く」のではなく、「航空機がジャイロの周りを動く」と考えることです。
従来型の姿勢指示器は、「空間剛性の原理」に基づいて航空機のピッチ（機首の上下）とバンク（傾き）を測定します。ジャイロスコープは一度回転し始めると、その位置を保ち続ける性質があり（急激な姿勢変化がない限り）、この特性を利用して飛行機の姿勢を測定します。
固体式（ソリッドステート）姿勢指示器
最新のソリッドステート式航空電子機器（アビオニクス）には、従来の丸形姿勢指示器のような回転する部品はありません。その代わりに、AHARS（Attitude and Heading Reference System：姿勢・方位基準システム）やADAHRS（Air Data Attitude and Heading Reference System：航空データ・姿勢・方位基準システム）の一種が搭載されています。
一部の航空機では、AHRSとADCが別々に搭載されており、他の機体では統合型のADAHRSが搭載されています。自分の航空機にどのシステムが搭載されているかを確認するには、アビオニクスのパイロットガイドを参照してください。
システム構成
この説明では、PA28-181型航空機に搭載されたG1000 NXiを例に使用します。あなたの航空機とは細かな違いがあるかもしれませんが、基本的な原理は同じです。
G1000 NXiシステムは「LRU（Line Replaceable Unit：ライン交換可能ユニット）」で構成されています。LRUはシステムの構成要素と考えることができ、それぞれのユニットが独立した「ボックス」として機能します。
ADAHRS ユニットは、飛行情報を統合アビオニクスユニットおよびフライトディスプレイに伝達します。また、各 LRU（ライン交換可能ユニット）に複数の接続があることに気づくでしょう。これは冗長性を確保するために行われています。
どのように姿勢を決定するのか？
姿勢情報は GSU 75 ユニット内で処理されます。
航空機の姿勢は、2 つの固体ジャイロを使用して計算されます。一つは垂直に、もう一つは水平に配置されています。GSU 75 ユニット内の加速度計や磁力計（マグネトメーター）によって、小さな振動や不規則な動きを補正し、姿勢指示器の動きが滑らかに見えるように調整されます。
固体ジャイロはどのように機能するのか？
では、固体ジャイロはどのように姿勢情報を計算するのでしょうか？ その答えは、MEMS（Micro ElectroMechanical System：微小電気機械システム） と呼ばれる、25セント硬貨ほどのサイズのコンポーネントにあります。
MEMSジャイロスコープには振動素子があり、コリオリ加速度のエネルギー移動に基づいて姿勢を測定できる。
簡単に言うと、MEMSユニット内の振動素子はジャイロスコープとして機能し、振動の周波数の変化に応じて姿勢情報を提供する。
MEMSマイクロチップは、加速度計、GPSユニット、磁力計と組み合わせて、完全なAHRSユニットを構成することが多い。
レーザーリングジャイロ (LRG)
古いガラス製の計器には、レーザーリングジャイロ（LRG）が搭載されている場合がある。これらのシステムは サニャック効果 を利用して、ピッチやバンクの情報を測定する。
サニャック効果 とは、回転する物体の周囲を光が進むとき、光が物体の回転方向と同じ向きに進む場合は移動時間が長くなり、反対向きに進む場合は移動時間が短くなるという原理である。
航空機の姿勢を変えるとLRGが回転し、レーザー光の波長が変化する。これにより、AHRSユニットが姿勢の変化を検出・処理できる。飛行の各軸に対して、1つのLRGユニットが必要となる。
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