Бартавое валаконна-аптычнае інерцыяльнае навігацыйнае рашэнне

Высокадакладная навігацыйная сістэма з'яўляецца асноўным абсталяваннем навігацыйнага кантролю самалёта і дакладнай атакі яго сістэмы ўзбраення.Яе асноўныя схемы ўключаюць у сябе платформенныя схемы і схемы бесцяжкіх. З распрацоўкай інерцыяльнай тэхналогіі бесцяжкіх і аптычных гіраскопаў бесцяжкі шырока выкарыстоўваецца ў бартавым паліве з такімі перавагамі, як высокая надзейнасць, лёгкі і малы памер, нізкае энергаспажыванне і нізкі кошт.^[1-4].У цяперашні час бартавая бесцяжная навігацыйная сістэма ўяўляе сабой камбінацыю навігацыйнай сістэмы лазернага гіраскопа і валаконна-аптычнай гіраскопа. Сярод іх LN-100G Northrop Grumman, бесцяжная навігацыйная сістэма лазернага гіраскопа Honeywell H-764G і валакно LN-251 Northrop Grumman. аптычныя гіраскопы безрамачнай навігацыйнай сістэмы атрымалі шырокае прымяненне ў амерыканскім знішчальным авіяпарку^[1]Кампанія Northrop Grumman распрацавала навігацыйную сістэму LN-251 для верталёта з важным сімвалам высокадакладнага валаконна-аптычнага гіраскопа, а затым распрацавала LN-260 для адаптацыі да навігацыі самалёта. LN-260 быў абраны ВПС ЗША для мадэрнізацыя авіёнікі парку шматнацыянальных знішчальнікаў F-16. Перад разгортваннем сістэма LN-260 была пратэставана на дасягненне дакладнасці вызначэння месцазнаходжання 0,49 мілі (CEP), хібнасці паўночнай хуткасці 1,86 фута/с (RMS) і памылка хуткасці ва ўсходнім кірунку складае 2,43 фута/с (RMS) у вельмі дынамічным асяроддзі. Такім чынам, аптычная інерцыяльная навігацыйная сістэма можа цалкам адпавядаць эксплуатацыйным патрабаванням самалёта з пункту гледжання магчымасці навігацыі і навядзення^[1].

У параўнанні з навігацыйнай сістэмай з лазерным гіраскопам, валаконна-аптычная навігацыйная сістэма з гіраскопам мае наступныя перавагі: 1) яна не мае патрэбы ў механічным дрыгаценні, спрашчае структуру сістэмы і ўскладняе канструкцыю памяншэння вібрацыі, зніжае вагу і энергаспажыванне і паляпшае надзейнасць навігацыйнай сістэмы; 2) Спектр дакладнасці валаконна-аптычнага гіраскопа ахоплівае тактычны ўзровень да стратэгічнага ўзроўню, і яго адпаведная сістэма навігацыі можа таксама сфарміраваць адпаведны спектр навігацыйнай сістэмы, ахопліваючы ўсё: ад сістэмы арыентацыі да сістэмы навігацыі для далёкага дзеяння. цягавіты самалёт; 3) Аб'ём валаконна-аптычнага гіраскопа напрамую залежыць ад памеру валаконнага кольца.Са сталым прымяненнем валакна тонкага дыяметра аб'ём валаконна-аптычнага гіраскопа з такой жа дакладнасцю становіцца ўсё менш і менш, а развіццё святла і мініяцюрызацыі з'яўляюцца непазбежнай тэндэнцыяй.

Агульная схема афармлення

Бартавая валаконна-аптычная навігацыйная сістэма гіраскопа ў поўнай меры ўлічвае рассейванне цяпла сістэмы і фотаэлектрычнае аддзяленне і прымае схему «трох паражнін».^[6,7], уключаючы паражніну IMU, электронную паражніну і другасную сілавую паражніну.Паражніна IMU складаецца з структуры корпуса IMU, датчычнага кольца з аптычнага валакна і гнуткага кварцавага акселерометра (кварцавы плюс-метр); Электронная паражніна складаецца з фотаэлектрычнай скрынкі гіраскопа, платы пераўтварэння лічыльнікаў, навігацыйнага камп'ютэра і інтэрфейснай платы, а таксама кіраўніцтва па санітарыі плата; Другасная энергетычная паражніна складаецца з упакаванага другаснага сілавога модуля, фільтра электрамагнітных пашкоджанняў, зарадна-разраднага кандэнсатара. Фотаэлектрычная скрынка гіраскопа і кольца з аптычнага валакна ў паражніне IMU разам складаюць кампанент гіраскопа, а таксама кварцавы гнуткі акселерометр і пераўтваральную пласціну лічыльніка разам складаюць кампанент акселерометра^[8].

Агульная схема падкрэслівае падзел фотаэлектрычных кампанентаў і модульную канструкцыю кожнага кампанента, а таксама асобную канструкцыю аптычнай сістэмы і сістэмы ланцугоў для забеспячэння агульнага рассейвання цяпла і падаўлення перакрыжаваных перашкод. У мэтах паляпшэння магчымасці адладкі і тэхналогіі зборкі прадукт, раздымы выкарыстоўваюцца для падлучэння друкаваных поплаткаў у электроннай камеры, а кольца з аптычнага валакна і акселерометр у камеры IMU адладжаныя адпаведна.Пасля фарміравання IMU праводзіцца ўся зборка.

 Друкаваная плата ў электронным рэзонеры ўяўляе сабой фотаэлектрычную скрынку гіраскопа зверху ўніз, уключаючы крыніцу святла гіраскопа, дэтэктар і ланцуг пярэдняга разраду; таблічная плата пераўтварэння ў асноўным завяршае пераўтварэнне бягучага сігналу акселерометра ў лічбавы сігнал; навігацыйнае рашэнне і схема інтэрфейсу ўключае ў сябе інтэрфейсную плату і плату навігацыйнага рашэння, інтэрфейсная плата ў асноўным завяршае сінхронны збор даных шматканальнай інерцыяльнай прылады, узаемадзеянне крыніцы харчавання і знешнюю сувязь, плата навігацыйнага рашэння ў асноўным завяршае чыстую інерцыяльную навігацыю і інтэграванае навігацыйнае рашэнне; Кіраўнічая плата ў асноўным завяршае спадарожнікавай навігацыі і адпраўляе інфармацыю на плату навігацыйнага рашэння і інтэрфейсную плату для завяршэння інтэграванай навігацыі. Другаснае сілкаванне і схема інтэрфейсу падключаюцца праз раз'ём, а друкаваная плата падключаецца праз раз'ём.

Ключавыя тэхналогіі

1. Комплексная схема праектавання

Бартавая валаконна-аптычная сістэма навігацыі гіраскопа рэалізуе шэсць ступеняў свабоды выяўлення руху самалёта праз інтэграцыю некалькіх датчыкаў. Трохвосевы гіраскоп і трохвосевы акселерометр могуць быць разгледжаны для высокага ўзроўню інтэграцыі, зніжэння энергаспажывання, аб'ёму і вагі. Для валаконна-аптычнага кампанент гіраскопа, ён можа выкарыстоўваць крыніцу святла для трохвосевай інтэграцыі; для кампанента акселерометра звычайна выкарыстоўваецца гнуткі кварцавы акселерометр, а схема пераўтварэння можа быць распрацавана толькі трыма спосабамі. Існуе таксама праблема часу сінхранізацыя пры зборы даных з некалькіх датчыкаў.Для высокага дынамічнага абнаўлення стаўлення ўзгодненасць у часе можа забяспечыць дакладнасць абнаўлення стаўлення.

2. Канструкцыя фотаэлектрычнага падзелу

Валаконна-аптычны гіраскоп - гэта валаконна-аптычны датчык, заснаваны на эфекце Саньяка для вымярэння вуглавой хуткасці. Сярод іх валаконна-аптычны гіраскоп з'яўляецца ключавым кампанентам адчувальнай вуглавой хуткасці валаконнага гіраскопа.Яно наматана на некалькі сотняў метраў да некалькіх тысяч метраў валакна. Калі тэмпературнае поле кольца з аптычнага валакна змяняецца, тэмпература ў кожнай кропцы кольца з аптычнага валакна змяняецца з часам, і два пучкі светлавой хвалі праходзяць праз кропку. у розны час (за выключэннем сярэдняй кропкі шпулькі аптычнага валакна) яны адчуваюць розныя аптычныя шляхі, што прыводзіць да розніцы фаз, гэты неўзаемны зрух фазы неадрозны ад зруху фазы Сагнеке, выкліканага кручэннем. Каб палепшыць тэмпературу Прадукцыйнасць валаконна-аптычнага гіраскопа, асноўны кампанент гіраскопа, валаконнае кольца, трэба трымаць далей ад крыніцы цяпла.

Для фотаэлектрычнага інтэграванага гіраскопа фотаэлектрычныя прылады і друкаваныя платы гіраскопа знаходзяцца побач з кольцам з аптычнага валакна.Калі датчык працуе, тэмпература самой прылады ў некаторай ступені павышаецца і ўплывае на кольца з аптычнага валакна праз выпраменьванне і праводнасць. Для таго, каб вырашыць уплыў тэмпературы на кольца з аптычнага валакна, сістэма выкарыстоўвае фотаэлектрычнае аддзяленне гіраскоп з аптычнага валакна, уключаючы структуру аптычнага шляху і структуру схемы, два віды структурнага незалежнага падзелу паміж валакном і хваляводнай лініяй. Пазбягайце цяпла ад крыніцы святла, якое ўплывае на адчувальнасць цеплааддачы валакна.

3. Дызайн самавыяўлення пры ўключэнні

Валаконна-аптычная гіраскопная бесцяжкая навігацыйная сістэма павінна мець функцыю саматэставання электрычных характарыстык на інерцыяльнай прыладзе. Паколькі навігацыйная сістэма прымае чыстую беталонную ўстаноўку без механізму транспазіцыі, саматэсціраванне інерцыяльных прылад завяршаецца статычным вымярэннем у дзвюх частках, а менавіта , саматэставанне на ўзроўні прылады і саматэставанне на сістэмным узроўні, без знешняга ўзбуджэння транспазіцыі.

ERDI TECH LTD Рашэнні для канкрэтнай тэхнікі