Subskrybuj nasze media społecznościowe, aby otrzymywać szybkie posty
Żyroskopy laserowe pierścieniowe (RLG) znacznie się rozwinęły od czasu ich powstania, odgrywając kluczową rolę w nowoczesnych systemach nawigacji i transportu. W artykule omówiono rozwój, zasadę działania i zastosowania RLG, podkreślając ich znaczenie w systemach nawigacji inercyjnej i wykorzystanie w różnych mechanizmach transportowych.
Historyczna podróż żyroskopów
Od koncepcji do nowoczesnej nawigacji
Podróż żyroskopów rozpoczęła się wraz z wynalezieniem pierwszego żyrokompasu w 1908 roku przez Elmera Sperry'ego, zwanego „ojcem nowoczesnej technologii nawigacji”, i Hermana Anschütza-Kaempfe. Z biegiem lat żyroskopy uległy znacznemu udoskonaleniu, zwiększając ich użyteczność w nawigacji i transporcie. Udoskonalenia te umożliwiły żyroskopom zapewnienie kluczowych wskazówek dotyczących stabilizacji lotów samolotów i umożliwienia obsługi autopilota. Godna uwagi demonstracja przeprowadzona przez Lawrence'a Sperry'ego w czerwcu 1914 r. pokazała potencjał żyroskopowego autopilota poprzez stabilizację samolotu, gdy stał on w kokpicie, co oznaczało znaczący krok naprzód w technologii autopilota.
Przejście na żyroskopy laserowe pierścieniowe
Ewolucja była kontynuowana wraz z wynalezieniem pierwszego pierścieniowego żyroskopu laserowego w 1963 roku przez Macka i Davisa. Ta innowacja oznaczała przejście od żyroskopów mechanicznych na rzecz żyroskopów laserowych, które zapewniały większą dokładność, mniejszą konserwację i obniżone koszty. Obecnie na rynku dominują pierścieniowe żyroskopy laserowe, zwłaszcza do zastosowań wojskowych, ze względu na ich niezawodność i wydajność w środowiskach, w których sygnały GPS są zagrożone.
Zasada działania żyroskopów laserowych pierścieniowych
Zrozumienie efektu Sagnaca
Podstawowa funkcjonalność RLG polega na ich zdolności do określenia orientacji obiektu w przestrzeni inercyjnej. Osiąga się to poprzez efekt Sagnaca, w którym interferometr pierścieniowy wykorzystuje wiązki laserowe poruszające się w przeciwnych kierunkach po zamkniętej ścieżce. Wzór interferencyjny utworzony przez te wiązki działa jak stacjonarny punkt odniesienia. Każdy ruch zmienia długość ścieżki tych wiązek, powodując zmianę wzoru interferencji proporcjonalną do prędkości kątowej. Ta genialna metoda pozwala RLG mierzyć orientację z wyjątkową precyzją, bez polegania na zewnętrznych odniesieniach.
Zastosowania w nawigacji i transporcie
Rewolucyjne inercyjne systemy nawigacji (INS)
RLG odgrywają kluczową rolę w rozwoju inercyjnych systemów nawigacji (INS), które mają kluczowe znaczenie dla naprowadzania statków, samolotów i rakiet w środowiskach pozbawionych sygnału GPS. Ich kompaktowa, pozbawiona tarcia konstrukcja sprawia, że idealnie nadają się do takich zastosowań, przyczyniając się do tworzenia bardziej niezawodnych i dokładnych rozwiązań nawigacyjnych.
Stabilizowana platforma w porównaniu z systemem INS z paskiem
Technologie INS ewoluowały i obejmują zarówno stabilizowaną platformę, jak i systemy taśmowe. Stabilizowana platforma INS, pomimo swojej złożoności mechanicznej i podatności na zużycie, oferuje solidną wydajność dzięki integracji danych analogowych. Naz drugiej strony systemy INS z paskiem korzystają z kompaktowej i bezobsługowej natury RLG, co czyni je preferowanym wyborem dla nowoczesnych samolotów ze względu na ich opłacalność i precyzję.
Ulepszanie nawigacji rakietowej
RLG odgrywają również kluczową rolę w systemach naprowadzania inteligentnej amunicji. W środowiskach, w których GPS jest zawodny, RLG stanowią niezawodną alternatywę dla nawigacji. Ich niewielkie rozmiary i odporność na ekstremalne siły sprawiają, że nadają się do rakiet i pocisków artyleryjskich, czego przykładem są systemy takie jak pocisk manewrujący Tomahawk i M982 Excalibur.
Schemat przykładowej platformy stabilizowanej inercyjnie z przegubem Cardana i wykorzystaniem uchwytów. Dzięki uprzejmości Inżynierii 360.
Zastrzeżenie:
- Oświadczamy, że niektóre obrazy prezentowane na naszej stronie pochodzą z Internetu i Wikipedii, w celu promowania edukacji i wymiany informacji. Szanujemy prawa własności intelektualnej wszystkich twórców. Wykorzystanie tych obrazów nie ma na celu osiągnięcia zysku komercyjnego.
- Jeśli uważasz, że jakakolwiek wykorzystana treść narusza Twoje prawa autorskie, skontaktuj się z nami. Jesteśmy więcej niż chętni do podjęcia odpowiednich działań, w tym usunięcia obrazów lub zapewnienia odpowiedniego przypisania, aby zapewnić zgodność z przepisami i regulacjami dotyczącymi własności intelektualnej. Naszym celem jest utrzymanie platformy bogatej w treści, uczciwej i szanującej prawa własności intelektualnej innych osób.
- Prosimy o kontakt pod następującym adresem e-mail:sales@lumispot.cn. Zobowiązujemy się do podjęcia natychmiastowych działań po otrzymaniu powiadomienia i gwarantujemy 100% współpracę w rozwiązywaniu takich problemów.
Czas publikacji: 01 kwietnia 2024 r