El sistema de navegació d'alta precisió és l'equip bàsic del control de navegació de l'aeronau i l'atac precís del seu sistema d'armes.Els seus esquemes principals inclouen esquemes de plataformes i esquemes strapdown. Amb el desenvolupament de la tecnologia inercial strapdown i el giroscopi òptic, strapdown s'ha utilitzat àmpliament en el camp aerotransportat amb els seus avantatges d'alta fiabilitat, mida lleugera i petita, baix consum d'energia i baix cost.[1-4].En l'actualitat, el sistema de navegació aerotransportat és una combinació d'un sistema de navegació amb girró làser i un sistema de navegació girós de fibra òptica. Entre ells, el LN-100G de Northrop Grumman, el sistema de navegació amb girró làser H-764G de Honeywell i la fibra LN-251 de Northrop Grumman. Els sistemes de navegació òptics gyro strapdown s'han utilitzat àmpliament a la flota d'avions de caça nord-americans[1].Northrop Grumman Company va desenvolupar el sistema de navegació LN-251 per a helicòpters amb l'important símbol del giroscopi de fibra òptica d'alta precisió, i després va desenvolupar l'LN-260 per adaptar-se a la navegació aèria. L'LN-260 va ser seleccionat per la Força Aèria dels EUA per a la Actualització de l'aviònica de la flota de caces multinacionals F-16. Abans del desplegament, el sistema LN-260 es va provar per aconseguir una precisió de posició de 0,49 n milla (CEP), un error de velocitat en direcció nord de 1,86 peus/s (RMS) i un Error de velocitat cap a l'est de 2,43 peus/s (RMS) en un entorn altament dinàmic. Per tant, el sistema de navegació inercial amb corretja òptica pot complir totalment els requisits operatius de l'aeronau en termes de navegació i capacitat de guia.[1].
En comparació amb el sistema de navegació amb tirants de giroscopi làser, el sistema de navegació amb tirants de fibra òptica té els següents avantatges: 1) no necessita fluctuacions mecàniques, simplifica l'estructura del sistema i la complexitat del disseny de reducció de vibracions, redueix el pes i el consum d'energia i millora la fiabilitat del sistema de navegació; 2) L'espectre de precisió del giroscopi de fibra òptica cobreix el nivell tàctic al nivell estratègic, i el seu sistema de navegació corresponent també pot formar un espectre de sistema de navegació corresponent, que cobreix tot, des del sistema d'actitud fins al sistema de navegació per a llarg abast. avions de resistència; 3) El volum del giroscopi de fibra òptica depèn directament de la mida de l'anell de fibra.Amb l'aplicació madura de la fibra de diàmetre fi, el volum del giroscopi de fibra òptica amb la mateixa precisió és cada cop més petit, i el desenvolupament de la llum i la miniaturització és una tendència inevitable.
Esquema de disseny global
El sistema de navegació de la corretja del giroscopi de fibra òptica aèria té en compte plenament la dissipació de calor del sistema i la separació fotoelèctrica i adopta l'esquema de "tres cavitats".[6,7], inclosa la cavitat IMU, la cavitat electrònica i la cavitat de potència secundària.La cavitat de l'IMU consta de l'estructura del cos de l'IMU, l'anell de detecció de fibra òptica i un acceleròmetre flexible de quars (quars més comptador); la cavitat electrònica consta d'una caixa fotoelèctrica giroscòpica, una placa de conversió de comptador, un ordinador de navegació i una placa d'interfície i una guia de sanejament. La cavitat d'alimentació secundària inclou un mòdul d'alimentació secundària empaquetada, un filtre EMI, un condensador de càrrega i descàrrega. La caixa fotoelèctrica del giroscopi i l'anell de fibra òptica de la cavitat de l'IMU constitueixen el component del giroscopi, i l'acceleròmetre flexible de quars i la placa de conversió del mesurador. conjuntament constitueixen el component acceleròmetre[8].
L'esquema general fa èmfasi en la separació dels components fotoelèctrics i el disseny modular de cada component, i el disseny separat del sistema òptic i el sistema de circuits per garantir la dissipació global de la calor i la supressió de les interferències creuades. Per millorar la tecnologia de depuració i muntatge de el producte, els connectors s'utilitzen per connectar les plaques de circuit a la cambra electrònica, i l'anell de fibra òptica i l'acceleròmetre a la cambra IMU es depuren respectivament.Després de formar l'IMU, es realitza tot el muntatge.
La placa de circuit de la cavitat electrònica és la caixa fotoelèctrica del giroscopi de dalt a baix, inclosa la font de llum del giroscopi, el detector i el circuit de descàrrega frontal; La placa de conversió de taula completa principalment la conversió del senyal actual de l'acceleròmetre al senyal digital; Solució de navegació i El circuit d'interfície inclou una placa d'interfície i una placa de solucions de navegació, la placa d'interfície completa principalment l'adquisició sincrònica de dades del dispositiu inercial multicanal, la interacció de la font d'alimentació i la comunicació externa, la placa de solució de navegació completa principalment la navegació inercial pura i la solució de navegació integrada; La placa guia completa principalment la navegació per satèl·lit i envia la informació a la placa de solució de navegació i la placa d'interfície per completar la navegació integrada. La font d'alimentació secundària i el circuit d'interfície estan connectats a través del connector i la placa de circuits està connectada a través del connector.
Tecnologies clau
1. Esquema de disseny integrat
El sistema de navegació giroscópica de fibra òptica aerotransportada realitza els sis graus de llibertat de detecció de moviment de l'aeronau mitjançant la integració de múltiples sensors. Es poden considerar un giroscopi de tres eixos i un acceleròmetre de tres eixos per a un disseny d'alta integració, reduir el consum d'energia, el volum i el pes. Per a la fibra òptica component de giroscopi, pot compartir la font de llum per dur a terme el disseny d'integració de tres eixos; Per al component de l'acceleròmetre, generalment s'utilitza un acceleròmetre flexible de quars i el circuit de conversió només es pot dissenyar de tres maneres. També hi ha el problema del temps sincronització en l'adquisició de dades multisensor.Per a una actualització d'actituds altament dinàmica, la coherència del temps pot garantir la precisió de l'actualització de l'actitud.
2. Disseny de separació fotoelèctrica
El giroscopi de fibra òptica és un sensor de fibra òptica basat en l'efecte Sagnac per mesurar la velocitat angular. Entre ells, l'anell de fibra és el component clau de la velocitat angular sensible del giroscopi de fibra.Està enrotllat per diversos centenars de metres a diversos milers de metres de fibra. Si el camp de temperatura de l'anell de fibra òptica canvia, la temperatura a cada punt de l'anell de fibra òptica canvia amb el temps i els dos feixos d'ona de llum passen pel punt. en diferents moments (excepte el punt mitjà de la bobina de fibra òptica), experimenten diferents camins òptics, donant lloc a una diferència de fase, aquest canvi de fase no recíproc no es distingeix del canvi de fase de Sagneke causat per la rotació. Per millorar la temperatura El rendiment del giroscopi de fibra òptica, el component bàsic del giroscopi, l'anell de fibra, s'ha de mantenir allunyat de la font de calor.
Per al giroscopi fotoelèctric integrat, els dispositius fotoelèctrics i les plaques de circuit del giroscopi estan a prop de l'anell de fibra òptica.Quan el sensor funciona, la temperatura del propi dispositiu augmentarà fins a cert punt i afectarà l'anell de fibra òptica a través de la radiació i la conducció. Per tal de resoldre la influència de la temperatura sobre l'anell de fibra òptica, el sistema utilitza una separació fotoelèctrica de el giroscopi de fibra òptica, inclosa l'estructura del camí òptic i l'estructura del circuit, dos tipus de separació independent de l'estructura, entre la fibra i la connexió de la línia de guia d'ones. Eviteu que la calor de la caixa de la font de llum afecti la sensibilitat de transferència de calor de la fibra.
3. Disseny d'autodetecció d'encesa
El sistema de navegació amb corretja giroscópica de fibra òptica ha de tenir la funció d'autoprova de rendiment elèctric al dispositiu inercial. Com que el sistema de navegació adopta una instal·lació de corretja pura sense mecanisme de transposició, l'autoprova dels dispositius inercials es completa mitjançant la mesura estàtica en dues parts, és a dir , autoprova a nivell de dispositiu i autoprova a nivell de sistema, sense excitació de transposició externa.
ERDI TECH LTD Solucions per a les tècniques específiques
| Número | Model de producte | Pes | Volum | 10 min INS pur | 30 min INS pur | ||||
| Posició | Encapçalament | Actitud | Posició | Encapçalament | Actitud | ||||
| 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 |
Hora d'actualització: 28-mai-2023
