Αερομεταφερόμενη λύση αδρανειακής πλοήγησης οπτικών ινών

Το σύστημα πλοήγησης υψηλής ακρίβειας είναι ο βασικός εξοπλισμός του ελέγχου πλοήγησης αεροσκαφών και της ακριβούς επίθεσης του οπλικού του συστήματος.Τα κυρίαρχα σχέδιά του περιλαμβάνουν συστήματα πλατφόρμας και σχήματα Strapdown. Με την ανάπτυξη της αδρανειακής τεχνολογίας strapdown και του οπτικού γυροσκοπίου, το strapdown έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στον αερομεταφερόμενο τομέα με τα πλεονεκτήματά του: υψηλή αξιοπιστία, ελαφρύ και μικρό μέγεθος, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και χαμηλό κόστος^[1-4]Προς το παρόν, το αερομεταφερόμενο σύστημα πλοήγησης strapdown είναι ένας συνδυασμός συστήματος πλοήγησης γυροσκοπίου λέιζερ και συστήματος πλοήγησης γυροσκοπίου οπτικών ινών. Ανάμεσά τους, το LN-100G της Northrop Grumman, το σύστημα πλοήγησης με γυροσκοπικό ίνα με λέιζερ H-764G της Honeywell και το σύστημα πλοήγησης L251 του Northrop Grumman Το οπτικό γυροσκοπικό σύστημα πλοήγησης strapdown έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στον αμερικανικό στόλο μαχητικών αεροσκαφών^[1]Η .Northrop Grumman Company ανέπτυξε το σύστημα πλοήγησης LN-251 για ελικόπτερο με το σημαντικό σύμβολο του γυροσκοπίου οπτικών ινών υψηλής ακρίβειας και στη συνέχεια ανέπτυξε το LN-260 για να προσαρμόζεται στην πλοήγηση αεροσκαφών. Το LN-260 επιλέχθηκε από την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ για αναβάθμιση αεροηλεκτρονικού εξοπλισμού του στόλου πολυεθνικών μαχητικών F-16. Πριν από την ανάπτυξη, το σύστημα LN-260 δοκιμάστηκε για να επιτύχει ακρίβεια θέσης 0,49n μιλίων (CEP), σφάλμα ταχύτητας βόρειας κατεύθυνσης 1,86ft/s (RMS) και Σφάλμα ταχύτητας ανατολής 2,43 ft/s (RMS) σε ένα εξαιρετικά δυναμικό περιβάλλον. Ως εκ τούτου, το οπτικό σύστημα αδρανειακής πλοήγησης strapdown μπορεί να καλύψει πλήρως τις επιχειρησιακές απαιτήσεις του αεροσκάφους όσον αφορά την ικανότητα πλοήγησης και καθοδήγησης^[1].

Σε σύγκριση με το σύστημα πλοήγησης laser gyro strapdown, το σύστημα πλοήγησης γυροσκοπίου οπτικών ινών έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: 1) δεν χρειάζεται μηχανικό jitter, απλοποιεί τη δομή του συστήματος και την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού μείωσης κραδασμών, μειώνει το βάρος και την κατανάλωση ενέργειας και βελτιώνει την αξιοπιστία του συστήματος πλοήγησης, 2) Το φάσμα ακριβείας του γυροσκοπίου οπτικών ινών καλύπτει το τακτικό έως το στρατηγικό επίπεδο και το αντίστοιχο σύστημα πλοήγησης μπορεί επίσης να σχηματίσει ένα αντίστοιχο φάσμα συστημάτων πλοήγησης, που καλύπτει τα πάντα, από το σύστημα στάσης έως το σύστημα πλοήγησης για μεγάλης εμβέλειας αεροσκάφος αντοχής 3) Ο όγκος του γυροσκόπιου οπτικών ινών εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος του δακτυλίου ινών.Με την ώριμη εφαρμογή ίνας λεπτής διαμέτρου, ο όγκος του γυροσκόπιου οπτικών ινών με την ίδια ακρίβεια γίνεται όλο και μικρότερος και η ανάπτυξη του φωτός και της μικρογραφίας είναι μια αναπόφευκτη τάση.

Συνολικό σχέδιο σχεδίασης

Το αερομεταφερόμενο σύστημα πλοήγησης γυροσκοπίου οπτικών ινών εξετάζει πλήρως τη διάχυση θερμότητας του συστήματος και τον φωτοηλεκτρικό διαχωρισμό και υιοθετεί το σχήμα «τριών κοιλοτήτων»^[6,7], συμπεριλαμβανομένης της κοιλότητας IMU, της ηλεκτρονικής κοιλότητας και της δευτερεύουσας κοιλότητας ισχύος.Η κοιλότητα IMU αποτελείται από τη δομή του αμαξώματος IMU, τον δακτύλιο ανίχνευσης οπτικών ινών και το εύκαμπτο επιταχυνσιόμετρο χαλαζία (quartz plus meter). Η δευτερεύουσα κοιλότητα ισχύος περιλαμβάνει μια συσκευασμένη δευτερεύουσα μονάδα ισχύος, φίλτρο EMI, πυκνωτή φόρτισης-εκφόρτισης. Το γυροσκοπικό φωτοηλεκτρικό κουτί και ο δακτύλιος οπτικής ίνας στην κοιλότητα IMU αποτελούν μαζί το γυροσκοπικό στοιχείο και το εύκαμπτο επιταχυνσιόμετρο χαλαζία και την πλάκα μετατροπής του μετρητή μαζί αποτελούν το στοιχείο του επιταχυνσιόμετρου^[8].

Το συνολικό σχέδιο δίνει έμφαση στον διαχωρισμό των φωτοηλεκτρικών εξαρτημάτων και στον αρθρωτό σχεδιασμό κάθε εξαρτήματος και στον ξεχωριστό σχεδιασμό του οπτικού συστήματος και του συστήματος κυκλώματος για να εξασφαλιστεί η συνολική απαγωγή θερμότητας και η καταστολή των διασταυρούμενων παρεμβολών. Προκειμένου να βελτιωθεί η δυνατότητα εντοπισμού σφαλμάτων και η τεχνολογία συναρμολόγησης του Το προϊόν, οι σύνδεσμοι χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση των πλακών κυκλωμάτων στον ηλεκτρονικό θάλαμο και ο δακτύλιος οπτικής ίνας και το επιταχυνσιόμετρο στον θάλαμο IMU έχουν εντοπιστεί σφαλμάτων αντίστοιχα.Μετά το σχηματισμό του IMU, πραγματοποιείται ολόκληρη η συναρμολόγηση.

 Η πλακέτα κυκλώματος στην ηλεκτρονική κοιλότητα είναι το γυροσκοπικό φωτοηλεκτρικό κουτί από πάνω προς τα κάτω, συμπεριλαμβανομένης της πηγής φωτός γυροσκοπίου, του ανιχνευτή και του μπροστινού κυκλώματος εκκένωσης. Η πλακέτα μετατροπής πίνακα ολοκληρώνει κυρίως τη μετατροπή του σήματος ρεύματος επιταχυνσιόμετρου σε ψηφιακό σήμα. Το κύκλωμα διασύνδεσης περιλαμβάνει την πλακέτα διασύνδεσης και την πλακέτα λύσης πλοήγησης, η πλακέτα διασύνδεσης ολοκληρώνει κυρίως τη σύγχρονη απόκτηση δεδομένων αδρανειακής συσκευής πολλαπλών καναλιών, την αλληλεπίδραση τροφοδοσίας και την εξωτερική επικοινωνία, η πλακέτα λύσεων πλοήγησης ολοκληρώνει κυρίως την καθαρή αδρανειακή πλοήγηση και την ολοκληρωμένη λύση πλοήγησης. δορυφορική πλοήγηση και στέλνει τις πληροφορίες στην πλακέτα λύσης πλοήγησης και στην πλακέτα διασύνδεσης για να ολοκληρωθεί η ολοκληρωμένη πλοήγηση. Το δευτερεύον τροφοδοτικό και το κύκλωμα διασύνδεσης συνδέονται μέσω της υποδοχής και η πλακέτα κυκλώματος συνδέεται μέσω της υποδοχής.

Βασικές τεχνολογίες

1. Ολοκληρωμένο σχέδιο σχεδίασης

Το αερομεταφερόμενο σύστημα πλοήγησης γυροσκοπίου οπτικών ινών πραγματοποιεί την ανίχνευση κίνησης έξι βαθμών ελευθερίας του αεροσκάφους μέσω της ενσωμάτωσης πολλαπλών αισθητήρων. Το γυροσκόπιο τριών αξόνων και το επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων μπορούν να ληφθούν υπόψη για σχεδιασμό υψηλής ενσωμάτωσης, μείωση κατανάλωσης ενέργειας, όγκου και βάρους. Για τις οπτικές ίνες γυροσκοπικό εξάρτημα, μπορεί να μοιραστεί την πηγή φωτός για να πραγματοποιήσει το σχέδιο ολοκλήρωσης τριών αξόνων. Για το εξάρτημα επιταχυνσιόμετρο, χρησιμοποιείται γενικά το εύκαμπτο επιταχυνσιόμετρο χαλαζία και το κύκλωμα μετατροπής μπορεί να σχεδιαστεί μόνο με τρεις τρόπους. Υπάρχει επίσης το πρόβλημα του χρόνου συγχρονισμός στην απόκτηση δεδομένων πολλαπλών αισθητήρων.Για ενημέρωση υψηλής δυναμικής στάσης, η χρονική συνέπεια μπορεί να εξασφαλίσει την ακρίβεια της ενημέρωσης στάσης.

2. Σχεδιασμός φωτοηλεκτρικού διαχωρισμού

Το γυροσκόπιο οπτικών ινών είναι ένας αισθητήρας οπτικών ινών που βασίζεται στο φαινόμενο Sagnac για τη μέτρηση του γωνιακού ρυθμού. Μεταξύ αυτών, ο δακτύλιος ινών είναι το βασικό στοιχείο της ευαίσθητης γωνιακής ταχύτητας του γυροσκόπιου ινών.Είναι τυλιγμένο κατά αρκετές εκατοντάδες μέτρα σε αρκετές χιλιάδες μέτρα ίνας. Εάν το πεδίο θερμοκρασίας του δακτυλίου οπτικής ίνας αλλάξει, η θερμοκρασία σε κάθε σημείο του δακτυλίου οπτικής ίνας αλλάζει με το χρόνο και οι δύο δέσμες του φωτεινού κύματος περνούν από το σημείο σε διαφορετικούς χρόνους (εκτός από το μεσαίο σημείο του πηνίου οπτικής ίνας), αντιμετωπίζουν διαφορετικές οπτικές διαδρομές, με αποτέλεσμα διαφορά φάσης, αυτή η μη αμοιβαία μετατόπιση φάσης δεν διακρίνεται από τη μετατόπιση φάσης Sagneke που προκαλείται από την περιστροφή. Προκειμένου να βελτιωθεί η θερμοκρασία Η απόδοση του γυροσκόπιου οπτικών ινών, το βασικό εξάρτημα του γυροσκοπίου, ο δακτύλιος ινών, πρέπει να διατηρείται μακριά από την πηγή θερμότητας.

Για το φωτοηλεκτρικό ενσωματωμένο γυροσκόπιο, οι φωτοηλεκτρικές συσκευές και οι πλακέτες κυκλωμάτων του γυροσκόπιου βρίσκονται κοντά στον δακτύλιο οπτικής ίνας.Όταν ο αισθητήρας λειτουργεί, η θερμοκρασία της ίδιας της συσκευής θα αυξηθεί σε κάποιο βαθμό και θα επηρεάσει τον δακτύλιο οπτικής ίνας μέσω ακτινοβολίας και αγωγιμότητας. Για να λυθεί η επίδραση της θερμοκρασίας στον δακτύλιο οπτικής ίνας, το σύστημα χρησιμοποιεί έναν φωτοηλεκτρικό διαχωρισμό το γυροσκόπιο οπτικών ινών, συμπεριλαμβανομένης της δομής οπτικής διαδρομής και της δομής κυκλώματος, δύο ειδών ανεξάρτητος διαχωρισμός δομής, μεταξύ της σύνδεσης ίνας και γραμμής κυματοδηγού. Αποφύγετε τη θερμότητα από το κουτί της πηγής φωτός που επηρεάζει την ευαισθησία μεταφοράς θερμότητας ινών.

3. Σχέδιο αυτοανίχνευσης με ενεργοποίηση

Το σύστημα πλοήγησης strapdown γυροσκοπίου οπτικών ινών πρέπει να έχει τη λειτουργία αυτοδιαγνωστικού ελέγχου ηλεκτρικής απόδοσης στην αδρανειακή συσκευή. Επειδή το σύστημα πλοήγησης υιοθετεί καθαρή εγκατάσταση strapdown χωρίς μηχανισμό μεταφοράς, ο αυτοέλεγχος των αδρανειακών συσκευών ολοκληρώνεται με στατική μέτρηση σε δύο μέρη, συγκεκριμένα , αυτοέλεγχος σε επίπεδο συσκευής και αυτοέλεγχος σε επίπεδο συστήματος, χωρίς διέγερση εξωτερικής μεταφοράς.

ERDI TECH LTD Λύση ανά συγκεκριμένη τεχνική