Әуедегі талшықты-оптикалық инерциялық навигациялық шешім

Жоғары дәлдіктегі навигациялық жүйе әуе кемелерінің навигациялық басқаруының негізгі жабдығы және оның қару-жарақ жүйесінің дәл шабуылы болып табылады.Оның негізгі схемаларына платформалық схемалар мен белдік сұлбалары кіреді. Белдік инерциялық технологиясы мен оптикалық гиростанцияның дамуымен белдік жоғары сенімділік, жеңіл және шағын өлшемдер, төмен қуат тұтыну және төмен баға артықшылықтарымен әуеде кең қолданылды.^[1-4].Қазіргі уақытта әуе десанты навигациялық жүйесі лазерлі гиро стриппен навигациялық жүйесі мен талшықты-оптикалық гиробағандық навигациялық жүйенің үйлесімі болып табылады. Олардың арасында Northrop Grumman's LN-100G, Honeywell's H-764G лазерлік гиро strepdown-Grumman және L2'Ns5'Ns5'Ns. Американдық жойғыш ұшақтар флотында оптикалық гиро стриппен навигациялық жүйесі кеңінен қолданылды.^[1].Northrop Grumman компаниясы жоғары дәлдіктегі талшықты-оптикалық гироның маңызды символы бар тікұшаққа арналған LN-251 навигациялық жүйесін әзірледі, содан кейін ұшақ навигациясына бейімделу үшін LN-260 әзірледі. LN-260 ұшағын АҚШ әуе күштері таңдады. F-16 көпұлтты жойғыш флотының авионикасын жаңарту. Орнатуға дейін LN-260 жүйесі 0,49 н миль (CEP) позиция дәлдігіне, солтүстікке қарай 1,86 фут/с (RMS) жылдамдық қателігіне және жоғары динамикалық ортада шығысқа қарай жылдамдықтың 2,43 фут/с (RMS) қатесі. Сондықтан оптикалық белдік инерциялық навигация жүйесі навигациялық және бағыттау мүмкіндігі бойынша ұшақтың пайдалану талаптарына толық жауап бере алады.^[1].

Лазерлі гиро стриппен навигациялық жүйесімен салыстырғанда талшықты-оптикалық гиро стриппен навигациялық жүйесі келесі артықшылықтарға ие: 1) механикалық дірілге мұқтаж емес, жүйе құрылымын және дірілді азайту дизайнының күрделілігін жеңілдетеді, салмақ пен қуат тұтынуды азайтады және навигациялық жүйенің сенімділігі; 2) талшықты-оптикалық гиростың дәлдік спектрі стратегиялық деңгейге дейінгі тактикалық деңгейді қамтиды, және оның сәйкес навигациялық жүйесі сонымен қатар ұзақ қашықтыққа қатынас жүйесінен навигациялық жүйеге дейін барлығын қамтитын сәйкес навигациялық жүйе спектрін құра алады. төзімділік ұшағы;3) талшықты-оптикалық гироскоптың көлемі тікелей талшық сақинасының өлшеміне байланысты.Жұқа диаметрлі талшықты жетілген қолданумен бірдей дәлдікпен талшықты-оптикалық гироскоптың көлемі азайып барады, ал жарық пен миниатюризацияның дамуы сөзсіз үрдіс болып табылады.

Жалпы дизайн схемасы

Әуедегі талшықты-оптикалық гиробағандық навигация жүйесі жүйенің жылуды диссипациялауын және фотоэлектрлік бөлуді толығымен қарастырады және «үш қуысты» схеманы қабылдайды.^[6,7], соның ішінде IMU қуысы, электронды қуыс және екінші қуат қуысы.IMU қуысы IMU корпусының құрылымынан, талшықты талшықты анықтау сақинасынан және кварц икемді акселерометрден (кварц плюс метр) тұрады; Электрондық қуыс гирофотоэлектрлік қораптан, метрді түрлендіру тақтасынан, навигациялық компьютерден және интерфейс тақтасынан және санитарлық нұсқаулықтан тұрады. тақта;Қосымша қуат қуысы оралған екінші қуат модулінен, EMI сүзгісінен, зарядтау-разрядтық конденсатордан тұрады. Гирофотоэлектрлік қорап пен IMU қуысындағы оптикалық талшықты сақина бірге гирокомпонентті, ал кварцты икемді акселерометр мен метрді түрлендіру тақтасын құрайды. бірге акселерометр компонентін құрайды^[8].

Жалпы схема фотоэлектрлік компоненттердің бөлінуіне және әрбір құрамдас бөліктің модульдік дизайнына, сондай-ақ жалпы жылуды таратуды және көлденең кедергілерді болдырмауды қамтамасыз ету үшін оптикалық жүйе мен схемалық жүйенің бөлек дизайнына ерекше назар аударады. өнім, коннекторлар электрондық камерадағы схемаларды қосу үшін пайдаланылады, ал IMU камерасындағы оптикалық талшықты сақина мен акселерометр сәйкесінше жөндеуден өтеді.ӨИҚ құрылғаннан кейін бүкіл жиын өткізіледі.

 Электрондық қуыстағы схемалық тақша жоғарыдан төменге қарай гирофотоэлектрлік қорап болып табылады, оның ішінде гирожарық көзі, детектор және алдыңғы разряд тізбегі; Үстелді түрлендіру тақтасы негізінен акселерометрдің ток сигналын сандық сигналға түрлендіруді аяқтайды; Навигациялық шешім және интерфейс тізбегі интерфейстік тақтаны және навигациялық шешім тақтасын қамтиды, интерфейс тақтасы негізінен көп арналы инерциялық құрылғы деректерін, қуат көзінің өзара әрекеттесуін және сыртқы байланысты синхронды алуды аяқтайды, навигациялық шешім тақтасы негізінен таза инерциялық навигацияны және интеграцияланған навигациялық шешімді аяқтайды; Бағыттау тақтасы негізінен спутниктік навигация, және интеграцияланған навигацияны аяқтау үшін ақпаратты навигациялық шешім тақтасына және интерфейстік тақтаға жібереді. Екінші қуат көзі және интерфейс тізбегі қосқыш арқылы қосылады, ал схема қосқыш арқылы қосылады.

Негізгі технологиялар

1. Біріктірілген жобалау схемасы

Әуедегі талшықты-оптикалық гиронавигациялық жүйе бірнеше сенсорларды біріктіру арқылы ұшақтың алты дәрежелі еркіндік қозғалысын анықтауды жүзеге асырады. Үш осьтік гиро және үш осьтік акселерометр жоғары интеграциялық дизайн үшін қарастырылуы мүмкін, қуат тұтынуын, көлемін және салмағын азайтады. Талшықты-оптикалық үшін Гирокомпонент, ол үш осьті біріктіру дизайнын орындау үшін жарық көзін бөлісе алады; акселерометр компоненті үшін әдетте кварц икемді акселерометр қолданылады және түрлендіру тізбегін тек үш жолмен жасауға болады. Уақыт мәселесі де бар. көп сенсорлы деректерді жинауда синхрондау.Жоғары динамикалық қатынас жаңартуы үшін уақыт сәйкестігі қатынасты жаңартудың дәлдігін қамтамасыз ете алады.

2. Фотоэлектрлік сепарацияның конструкциясы

Талшықты-оптикалық гиро - бұл бұрыштық жылдамдықты өлшеуге арналған Sagnac әсеріне негізделген талшықты-оптикалық сенсор. Олардың ішінде талшықты сақина талшықты гироскоптың сезімтал бұрыштық жылдамдығының негізгі құрамдас бөлігі болып табылады.Ол бірнеше жүз метрден бірнеше мың метрге дейін талшықпен оралған. Егер оптикалық талшықты сақинаның температуралық өрісі өзгерсе, оптикалық талшықты сақинаның әрбір нүктесіндегі температура уақыт бойынша өзгереді және жарық толқынының екі шоғы нүкте арқылы өтеді. әр түрлі уақытта (талшықты оптикалық катушканың ортаңғы нүктесінен басқа), олар әртүрлі оптикалық жолдарды бастан кешіреді, нәтижесінде фазалар айырмашылығы пайда болады, бұл өзара емес фазалық ығысу айналудан туындаған Сагнеке фазасының ығысуынан ерекшеленбейді. Температураны жақсарту үшін талшықты-оптикалық гироскоптың өнімділігін, гироскоптың негізгі құрамдас бөлігі, талшықты сақинаны жылу көзінен алыс ұстау қажет.

Фотоэлектрлік интегралды гироскоп үшін фотоэлектрлік құрылғылар мен гироскоптың схемалық платалары оптикалық талшықты сақинаға жақын орналасқан.Датчик жұмыс істеп тұрған кезде құрылғының температурасы белгілі бір дәрежеде көтеріледі және радиация мен өткізгіштік арқылы оптикалық талшықты сақинаға әсер етеді. Оптикалық талшықты сақинаға температураның әсерін шешу үшін жүйе талшықты фотоэлектрлік бөлуді пайдаланады. оптикалық талшықты гироскоп, оның ішінде оптикалық жол құрылымы мен схема құрылымы, құрылымды тәуелсіз бөлудің екі түрі, талшық пен толқын өткізгіш желісінің қосылымы. Талшықты жылу беру сезімталдығына әсер ететін жарық көзі қорабынан жылуды болдырмаңыз.

3. Қосылған өзін-өзі анықтау дизайны

Талшықты-оптикалық гиро стриппен навигация жүйесі инерциялық құрылғыда электрлік өнімділікті өзін-өзі сынау функциясына ие болуы керек. Навигация жүйесі транспозициялық механизмсіз таза белдік орнатуды қабылдағандықтан, инерциялық құрылғылардың өзін-өзі сынауы екі бөлікте статикалық өлшеу арқылы аяқталады, атап айтқанда , сыртқы транспозициялық қозусыз құрылғы деңгейіндегі өзін-өзі тексеру және жүйе деңгейіндегі өзін-өзі тексеру.

ERDI TECH LTD. Арнайы техника бойынша шешімдер