Zgjidhje navigimi inercial me fibra optike ajrore

Sistemi i navigimit me precizion të lartë është pajisja kryesore e kontrollit të navigimit të avionit dhe sulmit të saktë të sistemit të tij të armëve.Skemat e tij kryesore përfshijnë skemat e platformës dhe skemat e izolimit. Me zhvillimin e teknologjisë inerciale dhe xhiros optike, strapdown është përdorur gjerësisht në fushën ajrore me avantazhet e tij të besueshmërisë së lartë, madhësisë së lehtë dhe të vogël, konsumit të ulët të energjisë dhe kostos së ulët.^[1-4]Aktualisht, sistemi i navigimit me strapdown në ajër është një kombinim i sistemit të navigimit me xhiro me lazer dhe sistemit të navigimit me fibra optike. Midis tyre, LN-100G i Northrop Grumman, sistemi i navigimit me xhiro lazer H-764G i Honeywell-it H-764G dhe sistemi i navigimit G251 Grumbers Sistemi i navigimit me xhiro optike është përdorur gjerësisht në flotën amerikane të avionëve luftarakë^[1].Northrop Grumman Company zhvilloi sistemin e navigimit LN-251 për helikopterin me simbolin e rëndësishëm të xhiros së fibrës optike me precizion të lartë dhe më pas zhvilloi LN-260 për t'u përshtatur me navigimin e avionëve. LN-260 u zgjodh nga Forcat Ajrore të SHBA për Përmirësimi i avionikës i flotës luftarake shumëkombëshe F-16. Përpara vendosjes, sistemi LN-260 u testua për të arritur një saktësi pozicioni prej 0,49 n milje (CEP), një gabim në shpejtësinë drejt veriut prej 1,86 ft/s (RMS) dhe një Gabim i shpejtësisë së drejtimit lindor prej 2,43 ft/s (RMS) në një mjedis shumë dinamik. Prandaj, sistemi optik i navigimit inercial me shtrirje mund të përmbushë plotësisht kërkesat operacionale të avionit në drejtim të lundrimit dhe aftësisë udhëzuese^[1].

Krahasuar me sistemin e lundrimit me xhiro me lazer, sistemi i navigimit me fibra optike ka këto avantazhe: 1) nuk ka nevojë për nervozizëm mekanik, thjeshton strukturën e sistemit dhe kompleksitetin e dizajnit të reduktimit të dridhjeve, zvogëlon peshën dhe konsumin e energjisë dhe përmirëson besueshmëria e sistemit të navigimit; 2) Spektri i saktësisë së xhiros së fibrave optike mbulon nivelin taktik deri në nivelin strategjik dhe sistemi i tij korrespondues i navigimit mund të formojë gjithashtu një spektër korrespondues të sistemit të navigimit, duke mbuluar gjithçka nga sistemi i qëndrimit deri tek sistemi i lundrimit për distanca të gjata. avioni i qëndrueshmërisë; 3) Vëllimi i xhiroskopit me fibra optike varet drejtpërdrejt nga madhësia e unazës së fibrës.Me aplikimin e pjekur të fibrës me diametër të imët, vëllimi i xhiroskopit me fibra optike me të njëjtën saktësi po bëhet gjithnjë e më i vogël dhe zhvillimi i dritës dhe miniaturizimit është një prirje e pashmangshme.

Skema e përgjithshme e projektimit

Sistemi i lundrimit me xhiro me fibra optike me fibra optike në ajër merr në konsideratë plotësisht shpërndarjen e nxehtësisë së sistemit dhe ndarjen fotoelektrike, dhe miraton skemën "tre zgavra".^[6,7], duke përfshirë zgavrën e IMU, zgavrën elektronike dhe zgavrën e fuqisë dytësore.Zgavra e IMU përbëhet nga struktura e trupit IMU, unaza e sensorit të fibrave optike dhe akselerometri fleksibël kuarci (metër kuarc plus); Zgavra elektronike përbëhet nga një kuti fotoelektrike xhiro, një tabelë konvertimi njehsori, një kompjuter navigimi dhe tabelë ndërfaqeje, dhe një udhëzues higjienë. Pllaka;Zgavra e fuqisë dytësore përfshin një modul të paketuar të energjisë dytësore, filtër EMI, kondensator ngarkimi-shkarkues. Kutia fotoelektrike xhiro dhe unaza e fibrës optike në zgavrën e IMU së bashku përbëjnë komponentin xhiro, dhe përshpejtuesin fleksibël kuarci dhe pllakën e konvertimit të njehsorit së bashku përbëjnë komponentin e akselerometrit^[8].

Skema e përgjithshme thekson ndarjen e komponentëve fotoelektrikë dhe dizajnin modular të secilit komponent, dhe dizajnin e veçantë të sistemit optik dhe sistemit të qarkut për të siguruar shpërndarjen e përgjithshme të nxehtësisë dhe shtypjen e ndërhyrjeve të kryqëzuara. Në mënyrë që të përmirësohet korrigjimi dhe teknologjia e montimit të produkti, lidhësit përdoren për të lidhur bordet e qarkut në dhomën elektronike dhe unaza e fibrës optike dhe akselerometri në dhomën IMU janë korrigjuar përkatësisht.Pas formimit të IMU, kryhet i gjithë montimi.

 Pllaka e qarkut në zgavrën elektronike është kutia fotoelektrike xhiro nga lart poshtë, duke përfshirë burimin e dritës xhiro, detektorin dhe qarkun e shkarkimit të përparmë; Pllaka e konvertimit të tabelës përfundon kryesisht konvertimin e sinjalit të rrymës së përshpejtuesit në sinjal dixhital; Zgjidhja e navigimit dhe qarku i ndërfaqes përfshin bordin e ndërfaqes dhe bordin e zgjidhjes së navigimit, bordi i ndërfaqes kryesisht përfundon marrjen sinkron të të dhënave të pajisjes inerciale me shumë kanale, ndërveprimin e furnizimit me energji elektrike dhe komunikimin e jashtëm, bordi i zgjidhjes së navigimit plotëson kryesisht lundrimin inercial të pastër dhe zgjidhjen e integruar të navigimit; Bordi udhëzues kryesisht plotëson navigimi satelitor dhe dërgon informacionin te bordi i zgjidhjes së navigimit dhe bordi i ndërfaqes për të përfunduar navigimin e integruar. Furnizimi dytësor me energji elektrike dhe qarku i ndërfaqes lidhen përmes lidhësit dhe bordi i qarkut lidhet përmes lidhësit.

Teknologjitë kryesore

1. Skema e integruar e projektimit

Sistemi i xhiros i navigimit me fibra optike ajrore realizon zbulimin e lëvizjes me gjashtë shkallë lirie të avionit përmes integrimit të sensorëve të shumtë. Xhiro me tre boshte dhe akselerometri me tre akse mund të merren parasysh për dizajn të integruar të lartë, reduktojnë konsumin e energjisë, vëllimin dhe peshën. Për fibër optike komponenti xhiro, ai mund të ndajë burimin e dritës për të kryer dizajnin e integrimit me tre boshte; Për komponentin e akselerometrit, zakonisht përdoret përshpejtuesi fleksibël kuarci dhe qarku i konvertimit mund të projektohet vetëm në tre mënyra. Ekziston gjithashtu problemi i kohës sinkronizimi në marrjen e të dhënave me shumë sensorë.Për përditësimin e lartë dinamik të qëndrimit, konsistenca kohore mund të sigurojë saktësinë e përditësimit të qëndrimit.

2. Dizajni i ndarjes fotoelektrike

Xhiro fibra optike është një sensor i fibrave optike i bazuar në efektin Sagnac për të matur shkallën këndore. Midis tyre, unaza e fibrës është komponenti kryesor i shpejtësisë këndore të ndjeshme të xhiroskopit me fibra.Ajo është e mbështjellë nga disa qindra metra në disa mijëra metra fibër. Nëse fusha e temperaturës së unazës së fibrës optike ndryshon, temperatura në secilën pikë të unazës së fibrës optike ndryshon me kalimin e kohës dhe dy rrezet e valës së dritës kalojnë nëpër pikë. në kohë të ndryshme (përveç pikës së mesme të bobinës së fibrës optike), ata përjetojnë shtigje të ndryshme optike, duke rezultuar në një ndryshim fazor, ky zhvendosje fazore jo reciproke është e padallueshme nga zhvendosja e fazës Sagneke e shkaktuar nga rrotullimi. Për të përmirësuar temperaturën performanca e xhiroskopit me fibra optike, përbërësi kryesor i xhiroskopit, unaza e fibrës, duhet të mbahet larg burimit të nxehtësisë.

Për xhiroskopin e integruar fotoelektrik, pajisjet fotoelektrike dhe bordet e qarkut të xhiroskopit janë afër unazës së fibrës optike.Kur sensori është duke punuar, temperatura e vetë pajisjes do të rritet deri në një farë mase dhe do të ndikojë në unazën e fibrës optike përmes rrezatimit dhe përcjelljes. Për të zgjidhur ndikimin e temperaturës në unazën e fibrës optike, sistemi përdor një ndarje fotoelektrike të xhiroskopi me fibër optike, duke përfshirë strukturën e rrugës optike dhe strukturën e qarkut, dy lloje të ndarjes së strukturës së pavarur, midis fibrës dhe lidhjes së linjës së valëve. Shmangni nxehtësinë nga kutia e burimit të dritës që ndikon në ndjeshmërinë e transferimit të nxehtësisë së fibrave.

3. Dizajni i vetë-zbulimit me ndezje

Sistemi i navigimit me xhiro me fibra optike duhet të ketë funksionin e vetë-testimit të performancës elektrike në pajisjen inerciale. Për shkak se sistemi i navigimit miraton instalimin e pastër të rrymës pa mekanizëm transpozimi, vetë-testimi i pajisjeve inerciale plotësohet me matje statike në dy pjesë, përkatësisht , vetë-test në nivel pajisjeje dhe vetë-test në nivel sistemi, pa ngacmim të jashtëm të transpozimit.

ERDI TECH LTD Zgjidhje për një teknikë specifike