Penyelesaian navigasi inersia gentian optik udara

Sistem navigasi berketepatan tinggi ialah peralatan teras kawalan navigasi pesawat dan serangan tepat sistem senjatanya.Skim arus perdananya termasuk skim platform dan skim strapdown. Dengan pembangunan teknologi inersia strapdown dan giro optik, strapdown telah digunakan secara meluas dalam medan bawaan udara dengan kelebihan kebolehpercayaan yang tinggi, ringan dan saiz kecil, penggunaan kuasa yang rendah dan kos rendah^[1-4].Pada masa ini, sistem navigasi strapdown bawaan udara ialah gabungan sistem navigasi strapdown gyro laser dan sistem navigasi strapdown gyro gentian optik. Antaranya, LN-100G Northrop Grumman, H-764G laser gyro strapdown sistem navigasi Honeywell dan sistem navigasi strapdown gyro LN-2 Northrop Grumman'1 sistem navigasi strapdown gyro optik telah digunakan secara meluas dalam armada pesawat pejuang Amerika^[1].Syarikat Northrop Grumman membangunkan sistem navigasi LN-251 untuk helikopter dengan simbol penting giro gentian optik berketepatan tinggi, dan kemudian membangunkan LN-260 untuk menyesuaikan diri dengan navigasi pesawat. LN-260 telah dipilih oleh Tentera Udara AS untuk peningkatan avionik bagi armada pejuang multinasional F-16. Sebelum digunakan, sistem LN-260 telah diuji untuk mencapai ketepatan kedudukan 0.49n batu (CEP), ralat halaju arah utara 1.86ft/s (RMS), dan ralat halaju arah timur sebanyak 2.43ft/s (RMS) dalam persekitaran yang sangat dinamik.Oleh itu, sistem navigasi inersia strapdown optik boleh memenuhi sepenuhnya keperluan operasi pesawat dari segi navigasi dan keupayaan bimbingan^[1].

Berbanding dengan sistem navigasi strapdown gyro laser, sistem navigasi strapdown gyro gentian optik mempunyai kelebihan berikut: 1) ia tidak memerlukan jitter mekanikal, memudahkan struktur sistem dan kerumitan reka bentuk pengurangan getaran, mengurangkan berat dan penggunaan kuasa, dan meningkatkan kebolehpercayaan sistem navigasi;2) Spektrum ketepatan giro gentian optik meliputi tahap taktikal hingga tahap strategik, dan sistem navigasi yang sepadan juga boleh membentuk spektrum sistem navigasi yang sepadan, meliputi segala-galanya daripada sistem sikap kepada sistem navigasi untuk jarak jauh jarak jauh. pesawat daya tahan;3) Isipadu giroskop gentian optik secara langsung bergantung kepada saiz gelang gentian.Dengan penggunaan gentian diameter halus yang matang, jumlah giroskop gentian optik dengan ketepatan yang sama semakin kecil dan lebih kecil, dan perkembangan cahaya dan pengecilan adalah trend yang tidak dapat dielakkan.

Skim reka bentuk keseluruhan

Sistem navigasi strapdown gyro gentian optik udara mempertimbangkan sepenuhnya pelesapan haba sistem dan pengasingan fotoelektrik, dan mengguna pakai skema "tiga rongga"^[6,7], termasuk rongga IMU, rongga elektronik dan rongga kuasa sekunder.Rongga IMU terdiri daripada struktur badan IMU, cincin penderia gentian optik dan pecutan fleksibel kuarza (meter kuarza tambah); Rongga elektronik terdiri daripada kotak fotoelektrik giro, papan penukaran meter, komputer navigasi dan papan antara muka, dan panduan sanitasi papan;Rongga kuasa sekunder terdiri daripada modul kuasa sekunder yang dibungkus, penapis EMI, kapasitor nyahcas cas.Kotak fotoelektrik giro dan gelang gentian optik dalam rongga IMU bersama-sama membentuk komponen giro, dan pecutan fleksibel kuarza dan plat penukaran meter bersama-sama membentuk komponen pecutan^[8].

Skim keseluruhan menekankan pengasingan komponen fotoelektrik dan reka bentuk modular setiap komponen, dan reka bentuk berasingan sistem optik dan sistem litar untuk memastikan pelesapan haba keseluruhan dan penindasan gangguan silang. Untuk meningkatkan kebolehpenyahpepijatan dan teknologi pemasangan produk, penyambung digunakan untuk menyambungkan papan litar dalam ruang elektronik, dan gelang gentian optik dan pecutan dalam ruang IMU masing-masing dinyahpepijat.Selepas membentuk IMU, keseluruhan perhimpunan dijalankan.

 Papan litar dalam rongga elektronik ialah kotak fotoelektrik giro dari atas ke bawah, termasuk sumber cahaya giro, pengesan dan litar nyahcas hadapan; Papan penukaran meja terutamanya melengkapkan penukaran isyarat arus pecutan kepada isyarat digital; Penyelesaian navigasi dan litar antara muka termasuk papan antara muka dan papan penyelesaian navigasi, papan antara muka terutamanya melengkapkan pemerolehan segerak data peranti inersia berbilang saluran, interaksi bekalan kuasa dan komunikasi luaran, papan penyelesaian navigasi terutamanya melengkapkan navigasi inersia tulen dan penyelesaian navigasi bersepadu; Papan panduan terutamanya melengkapkan navigasi satelit, dan menghantar maklumat ke papan penyelesaian navigasi dan papan antara muka untuk melengkapkan navigasi bersepadu. Bekalan kuasa sekunder dan litar antara muka disambungkan melalui penyambung, dan papan litar disambungkan melalui penyambung.

Teknologi utama

1. Skim reka bentuk bersepadu

Sistem navigasi giro gentian optik udara merealisasikan pengesanan gerakan kebebasan enam darjah pesawat melalui penyepaduan pelbagai sensor. Tiga paksi giro dan tiga paksi pecutan boleh dipertimbangkan untuk reka bentuk penyepaduan tinggi, mengurangkan penggunaan kuasa, volum dan berat. Untuk gentian optik komponen giro, ia boleh berkongsi sumber cahaya untuk menjalankan reka bentuk penyepaduan tiga paksi; Untuk komponen pecutan, pecutan fleksibel kuarza biasanya digunakan, dan litar penukaran hanya boleh direka bentuk dalam tiga cara. Terdapat juga masalah masa penyegerakan dalam pemerolehan data berbilang sensor.Untuk kemas kini sikap dinamik yang tinggi, ketekalan masa boleh memastikan ketepatan kemas kini sikap.

2. Reka bentuk pemisahan fotoelektrik

Giro gentian optik ialah sensor gentian optik berdasarkan kesan Sagnac untuk mengukur kadar sudut. Antaranya, gelang gentian ialah komponen utama kelajuan sudut sensitif giroskop gentian.Ia dililit oleh beberapa ratus meter kepada beberapa ribu meter gentian. Jika medan suhu cincin gentian optik berubah, suhu pada setiap titik cincin gentian optik berubah mengikut masa, dan dua pancaran gelombang cahaya melalui titik itu. pada masa yang berbeza (kecuali titik tengah gegelung gentian optik), mereka mengalami laluan optik yang berbeza, mengakibatkan perbezaan fasa, peralihan fasa bukan timbal balik ini tidak dapat dibezakan daripada peralihan fasa Sagneke yang disebabkan oleh putaran. Untuk meningkatkan suhu prestasi giroskop gentian optik, komponen teras giroskop, gelang gentian, perlu dijauhkan daripada sumber haba.

Untuk giroskop bersepadu fotoelektrik, peranti fotoelektrik dan papan litar giroskop adalah berhampiran dengan gelang gentian optik.Apabila sensor berfungsi, suhu peranti itu sendiri akan meningkat sedikit sebanyak, dan menjejaskan cincin gentian optik melalui sinaran dan pengaliran. Untuk menyelesaikan pengaruh suhu pada cincin gentian optik, sistem menggunakan pemisahan fotoelektrik giroskop gentian optik, termasuk struktur laluan optik dan struktur litar, dua jenis pemisahan bebas struktur, antara gentian dan sambungan talian pandu gelombang. Elakkan haba dari kotak sumber cahaya yang menjejaskan sensitiviti pemindahan haba gentian.

3. Reka bentuk pengesanan kendiri kuasa hidup

Sistem navigasi strapdown gyro gentian optik perlu mempunyai fungsi ujian kendiri prestasi elektrik pada peranti inersia. Oleh kerana sistem navigasi menggunakan pemasangan strapdown tulen tanpa mekanisme transposisi, ujian kendiri peranti inersia diselesaikan dengan pengukuran statik dalam dua bahagian, iaitu , ujian kendiri peringkat peranti dan ujian kendiri peringkat sistem, tanpa pengujaan transposisi luaran.

ERDI TECH LTD Penyelesaian mengikut teknik khusus