Tại sao đồng hồ con quay có thể xác định được phương hướng?

Tàu bè khi đi biển, máy bay bay trên trời đều cần phải biết phương hướng chính xác của mình. Trên mặt đất điều này không khó khăn vì mọi người có thể căn cứ theo các vật như nhà ở, sông núi, biển chỉ đường, la bàn, thậm chí cả người dẫn đường để giải quyết vấn đề này. Nhưng trên biển giữa bốn bề là sóng và nước, xác định phương hướng và vị trí là một điều rất khó. Để xác định phương hướng người ta đã dựa vào đặc tính của con quay để chế tạo con quay nhanh còn gọi là đồng hồ chân trời con quay để xác định phương hướng trên biển, trên bầu trời và vũ trụ. Tại sao đồng hồ con quay có thể xác định được phương hướng. Chúng ta bắt đầu nghiên cứu từ cấu tạo của con quay.

Đồng hồ con quay được cấu tạo từ con quay quay với tốc độ cao và một giá treo Cardan. Tốc độ của con quay rất cao nên bảo đảm phương hướng chuyển động lúc ban đầu, đồng thời do lực ma sát giữa các giá rất nhỏ nên nó có thể dịch chuyển tự do. Ngoại lực tác động con quay giảm tới mức tối thiểu, nên tàu thuyền, máy bay có đi như thế nào, giá của con quay vẫn có thể thay đổi phương hướng cùng con tàu nhưng con quay thì luôn luôn giữ vững phương hướng ban đầu với chuyển động quay tốc độ cao. Thuỷ thủ hoặc phi công có thể thông qua đồng hồ con quay để biết phương hướng đi của mình.

Trong các máy bay, tên lửa, vệ tinh, tàu vũ trụ, người ta đều lắp đồng hồ con quay đề nó điều khiển phương hướng tự động, từ đó có thể thực hiện hành trình một cách tự động. Vệ tinh viễn thông sau khi được phóng lên bầu trời không được bay lung tung mà phải giữ ổn định trạng thái của mình để sóng có thể đi vào những điểm chuẩn trên mặt đất. Như vậy, cũng cần phải lợi dụng nguyên lý tính ổn định của con quay. Biện pháp như sau: cho vệ tinh tự quay xung quanh trục của mình, người ta phảió biến thành một con quay sao cho trục quay của nó theo một phương đã được định sẵn. Làm như vậy có thể bảo đảm ổn định phương hướng, đồng thời để cho ăng-ten và các bộ phận cần thiết khác chuyển động ngược với hướng trục quay. Ăng-ten luôn luôn hướng về một điểm chuẩn trên mặt đất. Kỹ thuật này được gọi là kỹ thuật hai vòng quay ổn định.