인공 우주선과 우주 왕복선은 우주에서 방향 안정기로 팽이가 더 필요합니까? 코프 800 자 정도

소개

현대 광섬유 팽이는 간섭형 팽이와 공진형 팽이를 포함한다. 이 두 팽이는 모두 세그닉의 이론에 근거하여 발전한 것이다. 세그닉 이론의 요점은 빔이 링 채널을 통해 전파될 때 링 채널 자체에 회전 속도가 있는 경우 채널 회전 방향의 빔 전파 시간이 반대 방향의 전파 시간보다 길다는 것입니다. 즉, 광학 회로가 회전할 때 광학 회로의 광로는 정지 시 회로의 광로를 기준으로 다른 방향으로 변경됩니다. 이런 광로의 변화를 이용하여 서로 다른 방향으로 전진하는 빛 사이의 간섭을 통해 루프의 회전 속도를 측정하면 간섭형 광섬유 팽이를 만들 수 있다. 광섬유 루프에서 빛의 공명 주파수를 조정한 다음 루프의 회전 속도를 측정하여 루프에서 순환광 사이의 간섭을 실현하는 등 이 빛의 변화를 이용하여 공명식 광섬유 팽이를 만들 수 있습니다. 이 간단한 소개에서 알 수 있듯이, 간섭형 팽이의 광거리 차이가 작기 때문에 필요한 광원은 스펙트럼 폭이 더 크고 공진형 팽이의 광거리 차이가 크기 때문에 필요한 광원은 단색성이 좋아야 합니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 1970 년대 이후 현대 팽이의 발전은 새로운 단계에 들어섰다. 1976 등은 현대 광섬유 팽이의 기본 사상을 제시했다. 1980 년대 이후 현대 광섬유 팽이가 급속히 발전하면서 레이저 공명 팽이도 크게 발전했다. 광섬유 팽이는 콤팩트, 감도, 조작이 간편하다는 장점이 있기 때문에 기계식 전통 팽이를 완전히 교체하여 현대 항법 기기의 핵심 부품이 되었습니다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 광섬유 팽이의 발전과 함께 고리형 레이저 팽이도 있을 뿐만 아니라 현대 통합 진동 팽이도 있어 통합도가 높고 부피도 작으며 현대 팽이의 중요한 발전 방향이다.

이 섹션 범주 편집

이 단락의 원칙을 편집하다

팽이는 기본적으로 물체를 이용하여 고속으로 회전할 때 각운동량이 매우 크며, 회전축은 항상 한 방향을 가리키는 성질로 만든 방향기구이다. 그러나 충분히 빠르게 회전하거나 관성이 충분히 커야 합니다 (즉, 각운동량이 충분히 커야 함). 그렇지 않으면 작은 토크만 있으면 안정성에 심각한 영향을 줄 수 있습니다. 4 페이지의 활동과 마찬가지로 회전 축의 방향을 쉽게 변경할 수 있습니다. 그래서 비행기와 미사일에 설치된 팽이는 고속 회전을 유지하는 내적 동력이다.

이 섹션의 목적을 편집합니다

팽이는 일반적으로 항공기, 우주선, 미사일, 위성, 잠수함 등과 같은 차량이나 차량에 장착됩니다. , 동서남북 방향을 결정할 수 있습니다. 그것은 항공, 항해, 우주 항법 시스템에서 방위를 판단하는 주요 근거이다. 고속 회전 하에서 팽이의 힌지가 고정된 방향을 안정적으로 가리키기 때문이다. 이 방향을 비행기의 축과 비교해 보면 비행기의 정확한 방향을 정확하게 알 수 있다. 나침반은 팽이를 대체할 수 없습니다. 나침반은 평면의 방향만 결정할 수 있기 때문입니다. 반면에 팽이는 전통적인 나침반보다 편리합니다. 전통적인 나침반은 지구의 자기장에 의해 방향이 정해져 있기 때문에 비행기 동체나 선체에 들어 있는 철분 물질과 같은 광물 분포에 방해가 될 수 있습니다. 한편, 지리북극과 지자기 북극은 극점에서 큰 편차가 있을 수 있기 때문에 현재 항공과 항해에서 팽이와 위성 항법 시스템을 방향의 주요 기기로 삼고 있다.

이 레이저 팽이를 편집하다

원칙

레이저 팽이의 원리는 광거리 차이를 이용하여 회전 각속도 (Sagnac 효과) 를 측정하는 것이다. 닫힌 광학 경로에서 동일한 광원에서 나오는 시계 방향 및 시계 반대 방향의 두 광선이 서로 간섭하며, 위상차 또는 간섭 줄무늬의 변화를 감지하여 닫힌 광로의 회전 각속도를 측정할 수 있습니다. 레이저 자이로의 기본 요소는 링 레이저입니다. 링 레이저는 삼각형이나 정사각형으로 만든 닫힌 광로로 이루어져 있으며, 혼합 가스 (헬륨가스) 로 가득 찬 하나 이상의 튜브, 불투명한 반사경 두 개, 반투명 반사경 한 개가 있습니다. 혼합 가스는 고주파 전원 공급 장치 또는 DC 전원 공급 장치에 의해 발생되어 단색 레이저를 생성합니다. 링의 공진을 유지하기 위해서는 링의 둘레가 광파 파장의 정수 배수여야 한다. 반투반반사경을 이용하여 레이저를 루프에서 내보내고, 반대 방향으로 전송되는 두 개의 레이저는 반사경을 통해 서로 간섭하며, 광전 탐지기와 회로를 통해 출력 각도와 비슷한 각도를 가진 디지털 신호를 입력합니다. 오른쪽을 통과하다

도식은 이해하기 쉽다. 레이저 팽이가 돌파해야 하는 주요 기술 원리는 표류, 소음 및 잠금 임계값이다.

레이저 자이로 드리프트

레이저 팽이의 표류는 0 편향의 불안정성으로 나타납니다. 주요 오차원은 공진 광로의 굴절 인덱스 비등방성, 레이저 튜브의 He-Ne 플라즈마 흐름, 미디어 확산의 비등방성 등입니다.

레이저 자이로 소음

레이저 팽이의 소음은 각속도 측정에 나타난다. 소음은 주로 두 가지 측면에서 비롯됩니다. 하나는 레이저 매체의 자발적 복사입니다. 이것은 레이저 팽이 소음의 양자 한계입니다. 둘째, 기계적 떨림은 현재 대부분의 레이저 팽이가 사용하는 편파 기술이다. 디더링 모션이 방향을 변경하면 디더링 각도 속도가 낮고 짧은 시간 동안 잠금 임계값보다 낮으면 입력 신호의 누출과 출력 신호 위상 각도의 임의 변경이 발생할 수 있습니다.

레이저 자이로 잠금 임계 값

임계값 잠금은 레이저 팽이 스케일 계수의 선형성과 안정성에 영향을 줍니다. 잠금 임계값은 공진 광로의 손실, 주로 반사경의 손실에 따라 달라집니다. 레이저 팽이는 광학 간섭 원리를 바탕으로 개발된 신형 항법기구로, 차세대 스트랩 다운 관성 항법 시스템의 이상적인 주요 구성 요소로, 구상된 물체를 정확하게 위치시키는 데 쓰인다. 유연한 스윙 가속도계는 용융이 반응할 때 만들어진 민감한 컴포넌트입니다. 유연성 있는 스윙 구조에는 캐리어 축을 따라 선형 가속도를 측정하는 피드백 증폭기와 온도 센서가 장착되어 있습니다. 광섬유 팽이 3 축 관성 측정 단위는 3 개의 광섬유 팽이와 3 개의 유연한 스윙 가속도계로 구성되며, 실시간으로 캐리어의 각속도, 선 가속도 및 선 속도 데이터를 출력하며 정렬, 탐색, 항행 자세 참조 등 다양한 작동 모드를 제공합니다. 모션 캐리어의 통합 탐색 위치 지정을 위해 안테나를 따르는 기계 제어 장치에 정확한 데이터를 제공합니다. 주요 성능: 가산 테이블 정밀도는1×10-4G 입니다. 광섬유 자이로 스코프 정확도 (드리프트 안정성) ≤1/h; 눈금이 고정된 선형도 ≤5× 10-4 입니다. 1960 년 세계 최초로 레이저가 나타났다. 65438 년부터 0962 년까지 미국, 영국, 프랑스, 구소련은 거의 동시에 레이저 자이로라는 측광기로 레이저를 개발하기 시작했다. 레이저 팽이의 원리는 광거리 차를 이용하여 회전 각속도 (Sagnac 효과) 를 측정하는 것이다. 닫힌 광학 경로에서 동일한 광원에서 나오는 시계 방향 및 시계 반대 방향의 두 광선이 서로 간섭하며, 위상차 또는 간섭 줄무늬의 변화를 감지하여 닫힌 광로의 회전 각속도를 측정할 수 있습니다. 레이저 팽이의 기본 요소는 원형 레이저로, 삼각형 또는 정사각형으로 구성된 닫힌 광로, 혼합 가스 (He-Ne 가스) 로 채워진 하나 이상의 튜브, 두 개의 불투명 반사경 및 반투명 반사경으로 구성됩니다. 혼합 가스는 고주파 전원 공급 장치 또는 DC 전원 공급 장치에 의해 발생되어 단색 레이저를 생성합니다. 링의 공진을 유지하기 위해서는 링의 둘레가 광파 파장의 정수 배수여야 합니다. 반투반반사경을 이용하여 레이저를 루프에서 내보내고, 두 개의 역전송 레이저 빔은 반사경을 통해 간섭하며, 광전기 탐지기와 회로 입력을 통해 출력 각도에 비례하는 디지털 신호를 입력한다. [관련 기술] 제어 기술; 측정 기술 반도체 기술 마이크로 일렉트로닉스 기술 컴퓨터 기술

이 단락의 기술적 어려움을 편집하다

레이저 팽이가 돌파해야 하는 주요 기술은 표류, 소음, 잠금 임계값이다.

레이저 자이로 드리프트

레이저 자이로 소음

레이저 팽이의 소음은 각속도 측정에 나타난다. 소음은 주로 두 가지 측면에서 비롯됩니다. 하나는 레이저 매체의 자발적 복사이며, 이것은 레이저 팽이 소음의 양자 한계입니다. 둘째, 기계적 떨림은 현재 대부분의 레이저 팽이가 사용하는 편파 기술이다. 디더링 모션이 방향을 변경하면 디더링 각도 속도가 낮고 짧은 시간 동안 잠금 임계값보다 낮으면 입력 신호의 누출과 출력 신호 위상 각도의 임의 변경이 발생할 수 있습니다.

레이저 자이로 잠금 임계 값

임계값 잠금은 레이저 팽이 스케일 계수의 선형성과 안정성에 영향을 줍니다. 잠금 임계값은 공진 광로의 손실, 주로 반사경의 손실에 따라 달라집니다.

이 외국 개요를 편집하다.

1963 년 sperry 는 처음으로 레이저 팽이 실험 장치를 제작했다. 65438 년부터 0966 년까지 미국 호니웰은 적시를 공진기로 사용하기 시작했고, 교변 기계 떨림의 주파수 이동 방법을 개발해 이 기술을 사용할 수 있게 했다. 1972 년 호니웰은 GG- 1300 레이저 팽이를 개발했다. 1974 년 미 국방부는 해군과 공군에게 1975 년 전술항공기와 1976 년 전술미사일에 대한 연구 계획을 공동으로 제정하라고 명령했다. 1980 년대 이후 미 공군은 레이저 팽이를 공군 시스템에 확고히 적용하고 맥도널드 더글라스와 두 건의 계약을 체결하여' 통합 관성 참조 모듈' 이라는 연구 프로그램을 실시하겠다고 밝혔다. 그 내용은 레이저 팽이를 이용하여 2 박스 모듈 센서 시스템을 개발하는 것이다. 해군은 또한 80 년대 함재기에서 CA 1NS 1 이라는 레이저 팽이 관성 항법 시스템을 사용할 계획이다. 육군은 육군 비행기의 위치/항법, 감시/정찰, 화력 제어 및 비행 제어 시스템에 레이저 팽이를 사용할 예정이다. 미국이 1985 년 전략방어계획 (SDI) 을 제안한 이후 군사시스템과 우주무기에 레이저 기술을 적용한 것에 관심이 쏠리고 있다. SDI 예산에 따르면 1985 회계연도에 104 억 달러를 투자했으며, 그 중 대부분은 레이저 팽이 개발을 포함한 레이저 실험에 사용되었습니다. 1990 년대에 미국은 선진 순항 미사일과 전술항공기 항법의 요구에 따라 레이저 팽이 (SPS) 의 스트랩 다운 성능을 연구했다. 맥도널드 더글라스는 SPS 의 주계약자로 선정됐고, 이어 호니웰, 리튼, 록웰, 싱거 킬포드 등이 뒤를 이었다. 외국 레이저 팽이의 연구단위는 매우 많은데, 그중에서도 미국과 프랑스의 발전 수준이 높고 러시아 독일 등도 있다. 1. 미국 레이저 팽이의 제조사는 호니웰, 리튼, 스페리입니다. (1) 호니웰의 이상적인 전술 관성 장치는 비용이 낮고, 부피가 작고, 무게가 가벼우며, 견고해야 합니다. 호니웰의 GG 1308 과 GG 1320 이 이를 위해 개발된 최신 제품입니다. 회사에서 사용하는 핵심 기술은 다음과 같습니다. 1) 출력 신호 세분화 기술은 정확도를 높이고 소형화 RLG 에서 필요한 해상도를 유지합니다. 지터 편파의 빈도를 높여 RLG 의 샘플링 빈도를 높입니다. 소형화 RLG 관성은 작고 공진 주파수가 높으며 지터 편광기 설계에서 주파수를 높일 수 있습니다. 따라서 RLG 의 샘플링 빈도와 스트랩 다운 관성 항법 시스템의 계산 빈도를 높여 스트랩 다운 관성 항법 시스템의 정확성을 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 2) 비용 절감을 위해 유리 소결 공정을 사용하여 반사경과 전극을 밀봉합니다. BK-7 광학 유리는 제로 팽창 계수 (Zerodur) 와 같은 재질을 대체하는 데 사용됩니다. 따라서 광파가 공진기에서 공명하는 조건을 설정하고 온도 오차를 보정해야 합니다. GG 1308 로 구성된 관성 탐색 시스템은 HGl500-IMU 입니다. GG 1320 으로 구성된 관성 탐색 시스템은 H-764C 입니다. (2) 일축 RLG 를 바탕으로 Kilford 는 소형 위성과 우주선의 요구를 충족하기 위해 소형 3 축 레이저 팽이 MRLG 를 개발했다. 이 회사는 힘 피드백 가속도계와 MRLG 를 사용하여 관성 측정 단위 IMU 를 구성합니다. 이 관성 항법 시스템은 어뢰를 포함한 전술 무기에도 사용될 수 있다. 2. 프랑스의 레이저 팽이와 시스템 기술력이 풍부하다. 프랑스 SWXTANT 와 SAGEM 은 모두 1970 년대에 레이저 팽이 기술을 연구하기 시작했으며, 현재는 크기와 정확도가 다른 레이저 팽이를 형성하고 있다. (1) 육분의회사 육분의회사는 1972 년부터 레이저 팽이를 연구하기 시작했다. 육분계 레이저 자이로스코프가 재규어 헬리콥터 비행에 처음 사용된 것은 1979 년이었다. 198 1 년 33cm 레이저 자이로가 ANS 초음속 미사일 프로젝트에서 낙찰됐고, 1987 년 아리안 4 로켓 비행에 처음 사용되었고, 1990 년 6 분의회사가 프랑스의 미래 전략 미사일에 사용되었습니다. (2) 사킴사 사킴은 1977 부터 링 레이저 팽이를 연구하기 시작했다. 1987 은 첫 시제품 GLS32 를 조립했다. 기술이 성숙된 후 주로 항공병과 잠수함용 스트랩 다운 관성 항법 시스템을 생산한다. GLC 16 원형은 1987 에 조립되어 주로 헬리콥터와 소형 발사체의 스트랩 다운 관성 항법 시스템에 사용됩니다.

이 부분의 영향을 편집하다.

관성 장치는 항공기 관성 항법 시스템의 핵심으로서 국방 과학과 국민 경제의 많은 분야에서 매우 중요한 역할을 한다. 레이저 팽이는 잠금 문제를 해결하는 데 오랜 시간과 막대한 투자가 걸렸다. 1980 년대 초까지만 해도 항공기 항법기구가 개발되었고, 뒤이어 비행기와 헬리콥터에 빠르게 적용되어 동력 조정 팽이를 교체하고 기계 팽이를 통합했다. 현재 내비게이션, 레이더, 유도 등의 분야에 광범위하게 적용되었다.