กิมบอล วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจการหมุน การเอียง และการหันเห โดยการแสดงภาพวัตถุอย่างเช่นเครื่องบิน ลองนึกถึงเส้นสมมุติที่พาดผ่านด้านหน้าของเครื่องบินออกไปทางด้านหลัง การหมุนตามเส้นนี้จะส่งผลให้เกิดการหมุน เครื่องบินจะเริ่มม้วนลำกล้อง ทีนี้ลองนึกภาพอีกเส้นหนึ่งวิ่งผ่านปีกทั้งสองข้างของเครื่องบิน การหมุนตามเส้นนี้คือการเปลี่ยนระดับเสียง
เครื่องบินจะขึ้นหรือลง ขึ้นอยู่กับทิศทางของสนาม วงกลมเต็มจะเป็นลูปต่อลูปสุดท้าย ลองจินตนาการถึงเส้นแนวตั้งที่ออกมาจากด้านบน และด้านล่างของระนาบ นี่คือแกนหันเห การหมุนไปตามเส้นนี้ส่งผลให้ระนาบเปลี่ยนทิศทาง ไม่ว่าจะไปทางขวาหรือซ้าย วัตถุที่ติดตั้งบนไม้กันสั่นตั้งแต่สามตัวขึ้นไปสามารถหมุนได้เกือบทุกทิศทาง สิ่งนี้มีประโยชน์เมื่อคุณต้องการให้แน่ใจว่า
การวางแนวของวัตถุที่สัมพันธ์กับทิศทางใดทิศทางหนึ่งนั้นคงที่ ลองนึกภาพโต๊ะบิลเลียดบนเรือสำราญหากเป็นโต๊ะปกติ ลูกบิลเลียดจะกลิ้งไปมาบนพื้นผิวโต๊ะ เมื่อการหมุนของเรือ การขว้าง และการหันของเรือเปลี่ยนไป แต่โต๊ะพูลที่ติดตั้งบนระบบ กิมบอล สามารถปรับตามการเปลี่ยนแปลงการวางแนวของเรือได้
โดยรักษาพื้นผิวการเล่นให้ได้ระดับจากผู้สังเกตการณ์บนเรือ ดูเหมือนว่าโต๊ะจะเอียงในลักษณะที่ผิดปกติ หากคุณต้องยืนบนโต๊ะ ก็จะดูเหมือนเรือลำอื่นๆเอียงแม้ว่ากิมบอล จะเป็นตัวรองรับใดๆก็ตามที่สามารถหมุนรอบแกนได้ แต่ระบบกิมบอลส่วนใหญ่จะดูเหมือนวงแหวนที่มีศูนย์กลางเป็นชุดๆวงแหวนรอบนอกสุดยึดกับพื้นผิวที่ใหญ่กว่า
เช่น แผงหน้าปัดของเรือ วงแหวนที่ใหญ่ที่สุดถัดไปเชื่อมต่อกับวงแหวนรอบนอกสุดที่จุดสองจุดที่ตั้งฉากกับตัวยึดพื้นผิวของวงแหวนรอบนอกจากนั้นวงแหวนที่ใหญ่เป็นอันดับ 3 จะติดกับวงแหวนที่ใหญ่เป็นอันดับสองที่จุด 2 จุดในแนวตั้งฉากกับการเชื่อมต่อ ระหว่างวงแหวนที่หนึ่งและที่สอง เป็นต้น ลองดูภาพวงแหวนแต่ละวงสามารถหมุนได้รอบหนึ่งแกน
สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างไร ด้วยตัวของมันเองมันน่าสนใจที่จะดู แต่ด้วยการติดตั้งวัตถุไว้ที่กึ่งกลางของระบบ คุณจะมั่นใจได้ว่าวัตถุนั้นสามารถหันไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งได้ตลอดเวลา เกือบจะทุกทิศทางในเวลาใดก็ได้ ปัญหาอย่างหนึ่งของระบบกิมบอลเกิดขึ้นเมื่อแกนสองแกนในระบบกิมบอล 3 แกนอยู่ในแนวเดียวกัน เมื่อเป็นเช่นนั้น การเคลื่อนที่ของวัตถุจะถูกจำกัด
การเคลื่อนไหวทั้งหมดเป็นไปไม่ได้ นี่คือสิ่งที่คุณเห็นทางด้านขวาในภาพประกอบด้านบน กิมบอลเป็นปัญหาร้ายแรง มีสองวิธีในการหลีกเลี่ยงการล็อกกิมบอล หนึ่งคือการปรับกิมบอล โดยการเคลื่อนที่ของพื้นผิวเพื่อให้กิมบอล แกว่งไปทางอื่นหรือโดยการรีเซตกิมบอลเองหากกิมบอลเกิดการล็อกขึ้นจะต้องรีเซตกิมบอลให้ทำงานอีกครั้ง อีกวิธีหนึ่งคือการเพิ่มกิมบอลให้กับระบบ
การเพิ่มกิมบอลตัวที่สี่ช่วยขจัดการล็อกกิมบอล แต่ยังทำให้ระบบมีขนาดใหญ่ขึ้นและซับซ้อนขึ้นด้วย เนื่องจากไม้กันสั่นส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของระบบอิเล็กทรอนิกส์ การเพิ่มความซับซ้อนจึงไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุดเสมอไป กิมบอลช่วยให้นักออกแบบสามารถสร้างอุปกรณ์ที่มีความยืดหยุ่นมากกว่าอุปกรณ์คงที่และอยู่กับที่นอกจากนี้ยังสามารถจัดทิศทางอุปกรณ์ให้หันไปทางทิศทางใดทิศทางหนึ่ง
โดยไม่ขึ้นกับการเคลื่อนไหวหรือการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมโดยรอบ แอปพลิเคชันดังกล่าวมีประโยชน์มากมาย ตั้งแต่ที่วางแก้วที่ปรับได้เพื่อให้คุณไม่ต้องกังวลว่ากาแฟจะหก ไปจนถึงเสารับสัญญาณดาวเทียมที่หันเข้าหาสัญญาณที่เข้ามาได้ กิมบอลเกี่ยวอะไรกับนาซา คำตอบคือ เกือบทุกอย่างนาซา
ไม่เพียงแต่ใช้ไม้กันสั่นเมื่อออกแบบระบบนำทางและแผงหน้าปัดเท่านั้นแต่ยังใช้สำหรับสร้างเครื่องจำลองการฝึกและส่วนประกอบบนบกอื่นๆด้วย หากไม่มีกิมบอล คงจะเป็นเรื่องยากมากที่นาซา จะหาทางส่งนักบินอวกาศคน แรก ขึ้นสู่อวกาศอย่างปลอดภัยในภารกิจการฝึกนาซา ใช้กิมบอล เพื่อจำลองสถานการณ์ที่นักบินอวกาศจะต้องเจอขณะอยู่ในอวกาศ
การจำลองการฝึกขั้นต้นบางอย่างกำหนดให้นักบินอวกาศสวมสายรัดและห้อยลงมาจากระบบที่แขวนไว้และมีกิมบอลเพื่อจำลองการเดินในอวกาศเนื่องจากนักบินอวกาศอยู่ในชุดไม้กันสั่น พวกเขาจึงสามารถปรับทิศทางตัวเองไปยังทิศทางต่างๆได้เช่นเดียวกับที่พวกเขาทำได้ในอวกาศไม้กันสั่นยังมีบทบาทสำคัญในเครื่องจำลองการเคลื่อนไหว
ทำให้ห้องเครื่องจำลองมีอิสระในการเคลื่อนไหวในระดับที่สูงขึ้น นาซาใช้กิมบอล ในยานอวกาศยุคแรกสำหรับทุกสิ่งตั้งแต่เครื่องมือไปจนถึงระบบขับเคลื่อนในระบบนำทางกิมบอลมีประโยชน์ ในการกำหนดและเปลี่ยนทิศทางของยานอวกาศที่สัมพันธ์กับสิ่งอื่น เช่น โลกหรือสถานีอวกาศ
ไม้กันสั่นยังมีประโยชน์สำหรับส่วนประกอบต่างๆเช่น แผงโซลาร์เซลล์ ติดตั้งบนระบบกิมบอล แผงสามารถเอียงและหมุนเพื่อหันเข้าหาดวงอาทิตย์ แม้ว่าทิศทางของยานอวกาศจะเปลี่ยนไปก็ตาม เครื่องมือยานอวกาศที่สำคัญที่สุดชิ้นหนึ่งของนาซา คือหน่วยวัดความเฉื่อย วัดการเปลี่ยนแปลงของระดับเสียง การม้วนตัว
และการหันเหรวมถึงความเร่ง หน่วยวัดความเฉื่อย ประกอบด้วยเครื่องวัดความเร่งและไจโรสโคปเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงของความเร็วและทัศนคติของ ยานอวกาศ สำหรับ ภารกิจราศีเมถุน นาซาใช้ระบบกิมบอล 4 ตัว แต่สำหรับภารกิจอะพอลโลนั้นนาซา ตัดสินใจใช้ระบบกิมบอล สามตัว นั่นเป็นเพราะวิศวกรกังวลว่าพวกเขาจะพลาดเป้าหมายในการส่งมนุษย์ไปเหยียบดวงจันทร์
ก่อนปี 1970 หากพวกเขารอระบบกิมบอล 4 อันที่สมบูรณ์แบบเนื่องจากยานอวกาศอะพอลโล 17 หน่วยวัดความเฉื่อย ใช้กิมบอลเพียง 3 ตัว นักบินอวกาศจึงต้องตื่นตัว และจัดตำแหน่งยานอวกาศใหม่เพื่อหลีกเลี่ยงการล็อกกิมบอล นาซายังใช้กิมบอล ในการสร้างระบบขับเคลื่อนสำหรับยานอวกาศ
เครื่องยนต์จรวดหรือทรัสเตอร์แบบคงที่จะสามารถให้แรงขับในทิศทางเดียวเท่านั้น ติดตั้งบนไม้กันสั่น ชุดขับเคลื่อนเดียวกันสามารถเอียงเพื่อให้แรงขับไปในทิศทางต่างๆได้ สิ่งนี้สำคัญมากเมื่อใดก็ตามที่ยานอวกาศต้องจัดแนวตัวเองกับ วัตถุอื่น ไม่ว่าจะเป็นยานอวกาศอื่น ดาวเคราะห์ หรือดวงจันทร์
บทความที่น่าสนใจ : ฤดูหนาวนิวเคลียร์ ทฤษฎีฤดูหนาวนิวเคลียร์เป็นหนึ่งในความเสียหายหลัก
