Основният компонент на инерционното насочване:Оптичен жироскоп

Въведение в оптичните жироскопи

Инерционните навигационни системи силно разчитат на точността и прецизността на основните си компоненти. Един такъв компонент, който значително е подобрил възможностите на тези системи, е оптичният жироскоп (FOG). FOG е критичен сензор, който играе ключова роля в измерването на ъгловата скорост на носача със забележителна точност.

Работа с оптичен жироскоп

ФОГ работят на принципа на ефекта на Саняк, който включва разделяне на лазерния лъч на два отделни пътя, което му позволява да се движи в противоположни посоки по спираловидна оптична верига. Когато носителят, вграден в ФОГ, се върти, разликата във времето за движение между двата лъча е пропорционална на ъгловата скорост на въртене на носителя. Това времезакъснение, известно като фазово изместване на Саняк, след това се измерва прецизно, което позволява на ФОГ да предостави точни данни относно въртенето на носителя.

Принципът на работа на фиброоптичен жироскоп включва излъчване на светлинен лъч от фотодетектор. Този светлинен лъч преминава през разклонител, влизащ от единия край и излизащ от другия. След това той пътува през оптична верига. Два светлинни лъча, идващи от различни посоки, влизат в веригата и завършват кохерентна суперпозиция, след като обикалят. Върналата се светлина отново влиза в светодиод (LED), който се използва за откриване на нейния интензитет. Въпреки че принципът на работа на фиброоптичен жироскоп може да изглежда ясен, най-същественото предизвикателство се състои в елиминирането на факторите, които влияят на дължината на оптичния път на двата светлинни лъча. Това е един от най-важните проблеми, пред които сме изправени при разработването на фиброоптични жироскопи.

1: свръхлуминесцентен диод           2: фотодетекторен диод

3. съединител на източник на светлина           4.съединител за влакнести пръстени            5. оптичен пръстен

Предимства на оптичните жироскопи

FOG-овете предлагат няколко предимства, които ги правят безценни в инерционните навигационни системи. Те са известни с изключителната си точност, надеждност и издръжливост. За разлика от механичните жироскопи, FOG-овете нямат движещи се части, което намалява риска от износване. Освен това, те са устойчиви на удари и вибрации, което ги прави идеални за взискателни среди, като например аерокосмически и отбранителни приложения.

Интегриране на оптични жироскопи в инерционната навигация

Инерциалните навигационни системи все по-често включват FOG (флотални жироскопи) поради високата им прецизност и надеждност. Тези жироскопи осигуряват ключовите измервания на ъгловата скорост, необходими за точното определяне на ориентацията и позицията. Чрез интегрирането на FOG в съществуващите инерциални навигационни системи, операторите могат да се възползват от подобрена точност на навигацията, особено в ситуации, където е необходима изключителна прецизност.

Приложения на оптични жироскопи в инерционната навигация

Включването на FOG (флот-оборудвани системи) разшири приложенията на инерционните навигационни системи в различни области. В аерокосмическата и авиационната промишленост, системите, оборудвани с FOG, предлагат прецизни навигационни решения за самолети, дронове и космически кораби. Те се използват широко и в морската навигация, геоложките проучвания и усъвършенстваната роботика, което позволява на тези системи да работят с подобрена производителност и надеждност.

Различни структурни варианти на влакнесто-оптични жироскопи

Оптичните жироскопи се предлагат в различни структурни конфигурации, като преобладаващата, която в момента навлиза в сферата на инженерството, е...Фиброоптичен жироскоп със затворен контур, поддържащ поляризациятаВ основата на този жироскоп еподдържаща поляризацията оптична верига, състояща се от влакна, поддържащи поляризацията, и прецизно проектирана рамка. Конструкцията на тази верига включва метод на четирикратно симетрично навиване, допълнен от уникален запечатващ гел, за да се образува твърдотелна влакнеста верига.