Vysoce přesný navigační systém je základním vybavením řízení navigace letadla a přesného útoku jeho zbraňového systému.Mezi jeho mainstreamová schémata patří schémata platforem a schémata strapdown. S rozvojem inerciální technologie strapdown a optického gyroskopu se strapdown široce používá v leteckém průmyslu s výhodami vysoké spolehlivosti, lehké a malé velikosti, nízké spotřeby energie a nízkých nákladů.[1-4].V současné době je vzdušný páskový navigační systém kombinací laserového gyroskopického navigačního systému a optického gyroskopického navigačního systému. Mezi ně patří LN-100G Northrop Grumman, laserový gyroskopický navigační systém Honeywell H-764G a vlákno LN-251 společnosti Northrop Grumman optický gyroskopický navigační systém byl široce používán v americké flotile stíhacích letadel[1].Northrop Grumman Company vyvinula navigační systém LN-251 pro vrtulník s důležitým symbolem vysoce přesného gyroskopu z optických vláken a poté vyvinula LN-260 pro přizpůsobení se navigaci letadel. LN-260 byl vybrán americkým letectvem pro modernizace avioniky mnohonárodní stíhací flotily F-16. Před nasazením byl systém LN-260 testován, aby dosáhl přesnosti polohy 0,49 n míle (CEP), chyby severní rychlosti 1,86 stop/s (RMS) a chyba východní rychlosti 2,43 stop/s (RMS) ve vysoce dynamickém prostředí. Optický systém inerciální navigace může proto plně splňovat provozní požadavky letadla, pokud jde o navigační a naváděcí schopnosti.[1].
Ve srovnání s laserovým gyro strapdown navigačním systémem má gyro strapdown navigační systém z optických vláken následující výhody: 1) nepotřebuje mechanické chvění, zjednodušuje strukturu systému a složitost návrhu redukce vibrací, snižuje hmotnost a spotřebu energie a zlepšuje spolehlivost navigačního systému;2) Přesné spektrum gyroskopu z optických vláken pokrývá taktickou úroveň až po strategickou úroveň a jeho odpovídající navigační systém může také tvořit odpovídající spektrum navigačního systému, pokrývající vše od polohového systému až po navigační systém na dlouhé vzdálenosti. vytrvalostní letoun;3) Objem optického gyroskopu přímo závisí na velikosti prstence vlákna.S vyspělou aplikací vlákna s jemným průměrem se objem optického gyroskopu se stejnou přesností zmenšuje a zmenšuje a vývoj světla a miniaturizace je nevyhnutelným trendem.
Celkové schéma návrhu
Palubní gyroskopický navigační systém s optickými vlákny plně zohledňuje rozptyl tepla systému a fotoelektrickou separaci a přijímá „třídutinové“ schéma[6,7], včetně dutiny IMU, elektronické dutiny a sekundární napájecí dutiny.Dutina IMU se skládá ze struktury těla IMU, snímacího kroužku z optických vláken a křemenného flexibilního akcelerometru (quartz plus meter); Elektronická dutina se skládá z gyroskopické fotoelektrické skříně, převodní desky měřiče, navigačního počítače a desky rozhraní a sanitačního průvodce deska;Sekundární napájecí dutina se skládá z přibaleného sekundárního napájecího modulu, EMI filtru, nabíjecího-vybíjecího kondenzátoru.Gyroskopická fotoelektrická skříň a prstenec z optického vlákna v dutině IMU společně tvoří gyroskopickou součást a křemenný flexibilní akcelerometr a převodní desku měřiče dohromady tvoří součást akcelerometru[8].
Celkové schéma klade důraz na oddělení fotoelektrických součástí a modulární konstrukci každé součásti a samostatný návrh optického systému a systému obvodů pro zajištění celkového odvodu tepla a potlačení křížového rušení. Za účelem zlepšení laditelnosti a technologie montáže Pro připojení desek plošných spojů v elektronické komoře se používají konektory produktu a kroužek z optického vlákna a akcelerometr v komoře IMU jsou odladěny.Po zformování IMU se provede celá montáž.
Deska plošných spojů v elektronické dutině je gyroskopická fotoelektrická skříň od shora dolů, včetně gyroskopického světelného zdroje, detektoru a obvodu předního výboje;Tabulová konverzní deska dokončuje především převod signálu z akcelerometru na digitální signál;Navigační řešení a obvod rozhraní zahrnuje desku rozhraní a desku navigačního řešení, deska rozhraní hlavně dokončuje synchronní získávání dat vícekanálového inerciálního zařízení, interakci napájecího zdroje a externí komunikaci, deska navigačního řešení doplňuje především čistou inerciální navigaci a integrované navigační řešení; vodicí deska doplňuje hlavně satelitní navigaci a odešle informace na desku navigačního řešení a desku rozhraní k dokončení integrované navigace. Sekundární napájecí zdroj a obvod rozhraní jsou připojeny přes konektor a deska s obvody je připojena přes konektor.
Klíčové technologie
1. Integrované schéma návrhu
Palubní gyroskopický navigační systém s optickými vlákny realizuje detekci pohybu letadla v šesti stupních volnosti prostřednictvím integrace více senzorů. Tříosý gyroskop a tříosý akcelerometr lze považovat za vysoce integrační design, snižuje spotřebu energie, objem a hmotnost. Pro optické vlákno gyroskopická komponenta, může sdílet světelný zdroj pro provedení tříosého integračního návrhu;Pro komponentu akcelerometru se obecně používá křemenný flexibilní akcelerometr a konverzní obvod může být navržen pouze třemi způsoby. Existuje také problém času synchronizace při multisenzorovém sběru dat.Pro vysoce dynamickou aktualizaci polohy může časová konzistence zajistit přesnost aktualizace polohy.
2. Návrh fotoelektrické separace
Vláknový gyroskop je optický senzor založený na Sagnacově efektu pro měření úhlové rychlosti. Mezi nimi je vláknový prstenec klíčovou součástí citlivé úhlové rychlosti vláknového gyroskopu.Je navinuto několik set metrů až několik tisíc metrů vlákna. Pokud se teplotní pole prstence optického vlákna mění, teplota v každém bodě prstence optického vlákna se mění s časem a dva paprsky světelných vln procházejí bodem. v různých časech (kromě středního bodu cívky optického vlákna) zažívají různé optické dráhy, což má za následek fázový rozdíl, tento nereciproký fázový posun je nerozeznatelný od Sagnekeho fázového posunu způsobeného rotací. Za účelem zlepšení teploty výkon gyroskopu s optickými vlákny, hlavní součást gyroskopu, prstenec s vlákny, je třeba udržovat mimo zdroj tepla.
U fotoelektrického integrovaného gyroskopu jsou fotoelektrická zařízení a obvodové desky gyroskopu blízko prstence z optického vlákna.Když senzor pracuje, teplota samotného zařízení do určité míry stoupne a ovlivní prstenec optického vlákna zářením a vedením. K vyřešení vlivu teploty na prstenec optického vlákna systém využívá fotoelektrické oddělení gyroskop z optických vláken, včetně struktury optické dráhy a struktury obvodu, dva druhy nezávislého oddělení struktury mezi vláknem a spojením vlnovodu.vyhněte se teplu ze zdroje světla, které ovlivňuje citlivost přenosu tepla vlákna.
3. Návrh samodetekce při zapnutí
Gyroskopický navigační systém s optickým vláknem musí mít na inerciálním zařízení funkci samočinného testu elektrického výkonu. Protože navigační systém využívá čistě páskovou instalaci bez transpozičního mechanismu, je autotest inerciálních zařízení dokončen statickým měřením ve dvou částech, a to , autotest na úrovni zařízení a autotest na úrovni systému, bez externího transpozičního buzení.
ERDI TECH LTD Řešení pro konkrétní techniku
| Číslo | Model produktu | Hmotnost | Hlasitost | 10 minut čistého INS | 30 minut čistého INS | ||||
| Pozice | Nadpis | přístup | Pozice | Nadpis | přístup | ||||
| 1 | F300F | < 1 kg | 92 * 92 * 90 | 500 m | 0,06 | 0,02 | 1,8 nm | 0,2 | 0,2 |
| 2 | F300A | < 2,7 kg | 138,5 * 136,5 * 102 | 300 m | 0,05 | 0,02 | 1,5 nm | 0,2 | 0,2 |
| 3 | F300D | < 5 kg | 176,8 * 188,8 * 117 | 200 m | 0,03 | 0,01 | 0,5 nm | 0,07 | 0,02 |
Čas aktualizace: 28. května 2023
