航展上的飞行表演扣人心弦，只见飞机时而爬升，时而侧翼飞行，姿态漂亮，然而又变幻莫测。人们不禁好奇，飞行员在空中是如何自如地控制飞机的飞行姿态的？
与在地面运动的交通工具不同的是，飞机在空中飞行具有各种不同的姿态，仰头、低头、左倾斜、右倾斜等。因此，飞行姿态决定着飞机的动向，既影响飞行高度，也影响飞行的方向。
飞行中，飞行员的身体姿态随着飞机的姿态改变而变化。当飞机在空中转弯角度很小时，机身倾斜很厉害，飞行员一时不能很快地调整好自己的平衡感觉，从而不能正确判断地平线的位置，就有可能导致飞机不能恢复到正确的飞行姿态上来。
此外，飞机在海上夜间飞行，漆黑的天空与大海同样都会闪烁着星光或亮光，飞行员在这茫茫黑夜中，很难分辨哪里是天空，哪里是大海，稍有失误，就可能把飞机开进海里。
为了飞行安全，极有必要研制一种能指示飞机飞行姿态的仪表，它必须具有这样一种特性，即能够显示出一条不随着飞机的俯仰、倾斜而变动的地平线。仪表上这条线的上方即为天，下方即为地。天与地分别用不同的颜色予以区别，非常醒目。
如何制造这种仪表？设计者从玩具陀螺中获得了灵感。陀螺的神奇之处在于当它转动起来以后，无论你如何去碰它，它总是保持直立姿态，决不会躺倒。而且它转得越快，这种能保持直立的特性就越强。陀螺转动起来后，可以保持它的旋转轴指向不受外界干扰，始终指向起始的方向。
设计者利用这个原理制造出陀螺仪，它的核心部分是一个高速转动的陀螺，专业术语叫“转子”。把转子装在一个各方向均可自由转动的支架上，就形成了陀螺仪。把陀螺仪安装到其他设备上，不管这个设备如何运动，陀螺仪内转子旋转轴的方向始终不会改变。
1889年，奥地利军官奥波里首先将陀螺应用在军事上，他成功设计出世界上第一架陀螺自动操纵舵，并把它装在鱼雷上。装有这种仪器的鱼雷，能准确无误地击中目标。此后，陀螺被不断用于各种交通工具上。
随着科学技术的发展，陀螺在航空业中也得到广泛应用。陀螺仪安装在飞机上，支架和机身连在一起，它的转子在高速旋转时，旋转轴垂直于地面，有一根横向指示杆和转子轴垂直交叉相连。飞机可以改变飞行姿态，但转子轴会始终指向地面，横向标示杆就始终和地平线平行，它在仪表中被叫做人造地平线，这个仪表被称为地平仪，也叫姿态指引仪。
在飞行过程中，飞行员在任何时候都应相信地平仪指示出的飞行姿态，而不是相信自己的感觉判断，从而避免因飞机的剧烈俯仰倾斜动作导致判断失误，这样才能保证飞机安全飞行。
