Подпишитесь на наши социальные сети для получения оперативных публикаций
Кольцевые лазерные гироскопы (RLG) значительно продвинулись с момента своего появления, играя ключевую роль в современных навигационных и транспортных системах. В этой статье рассматриваются разработка, принцип и применение RLG, подчеркивая их важность в инерциальных навигационных системах и их использование в различных транспортных механизмах.
Исторический путь гироскопов
От концепции к современной навигации
История гироскопов началась с совместного изобретения первого гирокомпаса в 1908 году Элмером Сперри, которого называют «отцом современной навигационной технологии», и Германом Аншютцем-Кемпфе. За эти годы гироскопы претерпели существенные усовершенствования, повысив их полезность в навигации и транспорте. Эти достижения позволили гироскопам обеспечить важнейшее руководство для стабилизации полетов самолетов и обеспечения работы автопилота. Знаменитая демонстрация Лоуренса Сперри в июне 1914 года продемонстрировала потенциал гироскопического автопилота, стабилизировав самолет, пока он стоял в кабине, что ознаменовало значительный скачок вперед в технологии автопилота.
Переход на кольцевые лазерные гироскопы
Эволюция продолжилась с изобретением первого кольцевого лазерного гироскопа в 1963 году Мацеком и Дэвисом. Это нововведение ознаменовало переход от механических гироскопов к лазерным гироскопам, которые обеспечивали более высокую точность, меньшую потребность в обслуживании и меньшие затраты. Сегодня кольцевые лазерные гироскопы, особенно в военных приложениях, доминируют на рынке благодаря своей надежности и эффективности в условиях, когда сигналы GPS скомпрометированы.
Принцип работы кольцевых лазерных гироскопов
Понимание эффекта Саньяка
Основная функциональность RLG заключается в их способности определять ориентацию объекта в инерциальном пространстве. Это достигается с помощью эффекта Саньяка, когда кольцевой интерферометр использует лазерные лучи, движущиеся в противоположных направлениях по замкнутому пути. Интерференционная картина, создаваемая этими лучами, действует как неподвижная точка отсчета. Любое движение изменяет длины путей этих лучей, вызывая изменение интерференционной картины пропорционально угловой скорости. Этот гениальный метод позволяет RLG измерять ориентацию с исключительной точностью, не полагаясь на внешние ориентиры.
Применение в навигации и транспорте
Революция инерциальных навигационных систем (ИНС)
RLG играют важную роль в разработке инерциальных навигационных систем (INS), которые имеют решающее значение для управления кораблями, самолетами и ракетами в условиях отсутствия GPS. Их компактная конструкция без трения делает их идеальными для таких приложений, способствуя более надежным и точным навигационным решениям.
Стабилизированная платформа против бесплатформенной ИНС
Технологии INS развивались, чтобы включать как стабилизированные платформы, так и системы с креплением. Стабилизированные платформы INS, несмотря на их механическую сложность и подверженность износу, обеспечивают надежную работу за счет аналоговой интеграции данных. НаС другой стороны, бесплатформенные системы ИНС выигрывают от компактности и отсутствия необходимости в обслуживании RLG, что делает их предпочтительным выбором для современных самолетов из-за их экономической эффективности и точности.
Улучшение навигации ракет
RLG также играют важную роль в системах наведения интеллектуальных боеприпасов. В условиях, когда GPS ненадежен, RLG обеспечивают надежную альтернативу для навигации. Их небольшой размер и устойчивость к экстремальным воздействиям делают их пригодными для ракет и артиллерийских снарядов, примером которых являются такие системы, как крылатая ракета Tomahawk и M982 Excalibur.
Схема примера инерционно-стабилизированной платформы с карданным подвесом, использующей крепления. Предоставлено Engineering 360.
Отказ от ответственности:
- Настоящим мы заявляем, что некоторые из изображений, представленных на нашем сайте, собраны из Интернета и Википедии с целью содействия образованию и обмену информацией. Мы уважаем права интеллектуальной собственности всех создателей. Использование этих изображений не предназначено для коммерческой выгоды.
- Если вы считаете, что какой-либо из использованных материалов нарушает ваши авторские права, свяжитесь с нами. Мы более чем готовы принять соответствующие меры, включая удаление изображений или предоставление надлежащей атрибуции, чтобы обеспечить соблюдение законов и правил в области интеллектуальной собственности. Наша цель — поддерживать платформу, богатую контентом, честную и уважающую права интеллектуальной собственности других лиц.
- Пожалуйста, свяжитесь с нами по следующему адресу электронной почты:sales@lumispot.cn. Мы обязуемся немедленно принять меры при получении любого уведомления и гарантируем 100% сотрудничество в решении любых подобных проблем.
Время публикации: 01.04.2024