Havadan fiber optik ataletsel navigasyon çözümü

Yüksek hassasiyetli navigasyon sistemi, uçak navigasyon kontrolünün ve silah sisteminin hassas saldırısının temel ekipmanıdır.Ana akım şemaları, platform şemalarını ve bağlama şemalarını içerir. Askılı atalet teknolojisi ve optik jiroskopun geliştirilmesiyle, askılama, yüksek güvenilirlik, hafif ve küçük boyut, düşük güç tüketimi ve düşük maliyet avantajları ile hava alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.^[1-4].Şu anda havadan askılı navigasyon sistemi, lazer cayro askılı navigasyon sistemi ve fiber optik cayro askılı navigasyon sisteminin bir kombinasyonudur. Bunlar arasında, Northrop Grumman'ın LN-100G'si, Honeywell'in H-764G lazer cayro askılı navigasyon sistemi ve Northrop Grumman'ın LN-251 fiberi vardır. optik cayro askılı navigasyon sistemi, Amerikan savaş uçağı filosunda yaygın olarak kullanılmaktadır.^[1].Northrop Grumman Company, yüksek hassasiyetli fiber optik jiroskopun önemli sembolü olan helikopter için LN-251 navigasyon sistemini geliştirdi ve ardından uçak navigasyonuna uyum sağlamak için LN-260'ı geliştirdi. LN-260, ABD Hava Kuvvetleri tarafından seçildi. F-16 çokuluslu savaş filosunun aviyonik yükseltmesi. Konuşlandırmadan önce, LN-260 sistemi, 0,49n mil (CEP) konum doğruluğu, 1,86 ft/s (RMS) kuzeye doğru hız hatası ve Son derece dinamik bir ortamda 2,43 ft/s (RMS) doğuya doğru hız hatası. Bu nedenle, optik kayışlı ataletsel navigasyon sistemi, navigasyon ve yönlendirme kabiliyeti açısından uçağın operasyonel gereksinimlerini tam olarak karşılayabilir.^[1].

Lazer cayro askılı navigasyon sistemi ile karşılaştırıldığında, fiber optik cayro askılı navigasyon sistemi aşağıdaki avantajlara sahiptir: 1) mekanik titreşime ihtiyaç duymaz, sistem yapısını ve titreşim azaltma tasarımının karmaşıklığını basitleştirir, ağırlığı ve güç tüketimini azaltır ve geliştirir navigasyon sisteminin güvenilirliği;2) Fiber optik jiroskopun hassas spektrumu, taktik seviyeden stratejik seviyeye kadar uzanır ve karşılık gelen navigasyon sistemi, tutum sisteminden uzun menzilli navigasyon sistemine kadar her şeyi kapsayan karşılık gelen bir navigasyon sistemi spektrumu oluşturabilir. dayanıklılık uçağı;3) Fiber optik jiroskopun hacmi doğrudan fiber halkanın boyutuna bağlıdır.İnce çaplı fiberin olgun uygulamasıyla, aynı hassasiyete sahip fiber optik jiroskopun hacmi gittikçe küçülüyor ve ışığın ve minyatürleşmenin gelişimi kaçınılmaz bir trend.

Genel tasarım şeması

Havadaki fiber optik gyro strapdown navigasyon sistemi, sistem ısı dağılımını ve fotoelektrik ayrımı tamamen dikkate alır ve "üç boşluklu" düzeni benimser^[6,7]IMU boşluğu, elektronik boşluk ve ikincil güç boşluğu dahil.IMU boşluğu, IMU gövde yapısı, fiber optik algılama halkası ve kuvars esnek ivmeölçerden (kuvars artı metre) oluşur; Elektronik boşluk, bir cayro fotoelektrik kutusu, bir sayaç dönüştürme kartı, bir navigasyon bilgisayarı ve arayüz kartı ve bir sanitasyon kılavuzundan oluşur kart;İkincil güç boşluğu, paketlenmiş bir ikincil güç modülü, EMI filtresi, şarj-deşarj kapasitörü içerir. IMU boşluğundaki cayro fotoelektrik kutusu ve fiber optik halka birlikte cayro bileşenini ve kuvars esnek ivmeölçeri ve sayaç dönüştürme plakasını oluşturur birlikte ivmeölçer bileşenini oluşturur^[8].

Genel şema, fotoelektrik bileşenlerin ayrılmasını ve her bileşenin modüler tasarımını ve genel ısı dağılımını ve çapraz girişimin bastırılmasını sağlamak için optik sistem ve devre sisteminin ayrı tasarımını vurgular. Hata ayıklama ve montaj teknolojisini geliştirmek için üründe, elektronik bölmedeki devre kartlarını bağlamak için konektörler kullanılır ve IMU bölmesindeki optik fiber halka ve ivmeölçer sırasıyla hata ayıklanır.IMU oluşturulduktan sonra tüm montaj gerçekleştirilir.

 Elektronik boşluktaki devre kartı, cayro ışık kaynağı, dedektör ve ön deşarj devresi dahil olmak üzere yukarıdan aşağıya cayro fotoelektrik kutusudur; Tablo dönüştürme kartı esas olarak ivmeölçer akım sinyalinin dijital sinyale dönüştürülmesini tamamlar; Navigasyon çözümü ve arayüz devresi, arayüz kartı ve navigasyon çözüm kartını içerir, arayüz kartı esas olarak çok kanallı ataletsel cihaz verilerinin, güç kaynağı etkileşiminin ve harici iletişimin senkronize edinimini tamamlar, navigasyon çözüm kartı esas olarak saf eylemsiz navigasyonu ve entegre navigasyon çözümünü tamamlar; Kılavuz kartı esas olarak tamamlar uydu navigasyonu ve entegre navigasyonu tamamlamak için bilgileri navigasyon çözüm kartına ve arayüz kartına gönderir. İkincil güç kaynağı ve arayüz devresi konektör aracılığıyla bağlanır ve devre kartı konektör aracılığıyla bağlanır.

Anahtar teknolojiler

1. Entegre tasarım şeması

Havadaki fiber optik cayro navigasyon sistemi, birden fazla sensörün entegrasyonu yoluyla uçağın altı serbestlik dereceli hareket algılamasını gerçekleştirir. Yüksek entegrasyon tasarımı, güç tüketimini, hacmi ve ağırlığı azaltmak için üç eksenli cayro ve üç eksenli ivmeölçer düşünülebilir. Fiber optik için cayro bileşeni, üç eksenli entegrasyon tasarımını gerçekleştirmek için ışık kaynağını paylaşabilir; İvmeölçer bileşeni için genellikle kuvars esnek ivmeölçer kullanılır ve dönüşüm devresi yalnızca üç şekilde tasarlanabilir. Zaman sorunu da var çok sensörlü veri toplamada senkronizasyon.Yüksek dinamik tutum güncellemesi için zaman tutarlılığı, tutum güncellemesinin doğruluğunu sağlayabilir.

2. Fotoelektrik ayırma tasarımı

Fiber optik cayro, açısal hızı ölçmek için Sagnac etkisine dayalı bir fiber optik sensördür. Bunların arasında fiber halka, fiber jiroskopun hassas açısal hızının temel bileşenidir.Birkaç yüz metreden birkaç bin metreye kadar fiber sarılır. Optik fiber halkanın sıcaklık alanı değişirse, optik fiber halkanın her noktasındaki sıcaklık zamanla değişir ve iki ışık dalgası ışını noktadan geçer. farklı zamanlarda (fiber optik bobinin orta noktası hariç), farklı optik yollar yaşarlar ve bu da bir faz farkına neden olur; bu karşılıklı olmayan faz kayması, dönmenin neden olduğu Sagneke faz kaymasından ayırt edilemez. Sıcaklığı iyileştirmek için Jiroskopun çekirdek bileşeni olan fiber optik jiroskopun performansının, fiber halkanın ısı kaynağından uzak tutulması gerekir.

Fotoelektrik entegre jiroskop için, jiroskopun fotoelektrik cihazları ve devre kartları fiber optik halkaya yakındır.Sensör çalışırken, cihazın sıcaklığı bir dereceye kadar yükselecek ve optik fiber halkayı radyasyon ve iletim yoluyla etkileyecektir. Optik fiber halka üzerindeki sıcaklığın etkisini çözmek için, sistem bir fotoelektrik ayırma kullanır. fiber optik jiroskop, optik yol yapısı ve devre yapısı, fiber ve dalga kılavuzu hattı bağlantısı arasında iki tür yapıdan bağımsız ayırma. Fiber ısı transfer hassasiyetini etkileyen ışık kaynağı kutusundan gelen ısıdan kaçının.

3. Açılışta kendi kendini algılama tasarımı

Fiber optik cayro askılı navigasyon sisteminin atalet cihazında elektriksel performans kendi kendine test işlevine sahip olması gerekir. Navigasyon sistemi, aktarım mekanizması olmadan saf kayış kurulumunu benimsediğinden, atalet cihazlarının kendi kendine testi statik ölçümle iki kısımda tamamlanır, yani , cihaz seviyesinde kendi kendine test ve sistem seviyesinde kendi kendine test, harici transpozisyon uyarımı olmadan.

ERDI TECH LTD Özel teknik için çözümler