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美法激光陀螺仪发展状况

2014-08-20 16:56
kumsing
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        美国斯佩里公司于1963年首次做出了激光陀螺仪的实验装置。1966年美国霍尼威尔公司开始使用石英作腔体,并研究出交变机械抖动偏频法,使这项技术有了使用的可能。1972年,霍尼威尔公司研制出GG-1300型激光陀螺仪。1974年美国国防部下令海军和空军联合制定研究计划,1975年在战术飞机上试飞成功,1976年在战术导弹上试验成功。

  进入80年代以来,美国空军表示要坚定地把激光陀螺应用到空军系统中去,并与麦克唐纳·道格拉斯公司签定了两项合同,以实施一项名为“综合惯性基准组件”的研制计划,其内容是研制一种采用激光陀螺的双盒组件式传感器系统。海军也计划在80年代内将激光陀螺惯导系统用到舰载飞机中,这种系统称为CA1NS1。陆军准备将激光陀螺用于陆军飞机的定位/导航、监视/侦察、火控以及飞行控制系统。

  1985年美国提出了战略防御计划(SDI)后,激光技术在军事系统和空间武器上的应用倍受重视。根据SDI预算,1985财年在这方面投资10.4亿美元,大部分用于开展激光实验,其中包括激光陀螺的研制。

  90年代,根据先进巡航导弹和战术飞机导航的要求,美国进行了激光陀螺捷联性能的研究(SPS)。麦克唐纳·道格拉斯公司被选为SPS的主承包商,其次还有霍尼威尔、利顿、洛克威尔、辛格·基尔福特等公司参加。

  国外激光陀螺仪的研制单位很多,其中,美国和法国研制的水平较高,此外还有俄罗斯、德国等国家。

  1.美国

  美国研制激光陀螺仪的厂家有霍尼威尔、利顿、斯佩里等公司。

  (1)霍尼威尔公司

  理想的战术惯性器件必须同时具有低成本、体积小、重量轻、坚固等几个特点,霍尼威尔公司的GG1308和GG1320就是为此研制的最新产品。

  该公司采用的关键技术如下:

  ①在提高精度方面

  输出信号的细分技术,在小型化的RLG中,保持所需的分辨率。提高抖动偏频的频率,以提高RLG的采样频率。小型化RLG的惯性小,谐振频率高,在抖动偏频装置的设计上,可以提高频率。由此,可以提高RLG的采样频率和捷联惯性导航系统SINS的计算频率,有利于保证捷联惯性导航系统SINS的精度。

  ②在降低成本方面

  利用玻璃熔结工艺来实现反射镜和电极等的密封。采用BK-7光学玻璃取代Zerodur等零膨胀系数材料,为此需要建立光波在谐振器中谐振的条件,并对温度误差采取补偿。采用GG1308组成的一种惯导系统型号为HGl500一IMU。采用GG1320组成的惯导系统型号为H-764C。

  (2)基尔福特公司

  在单轴RLG的基础上,为满足小型卫星和航天器的需要,该公司研制了微型三轴激光陀螺仪MRLG。该公司采用力反馈式加速度计和MRLG组成惯性测量组合IMU。这种惯性导航系统也可用于战术武器,包括鱼雷。

  2.法国

  法国的激光陀螺仪和系统技术具有很强的实力。法国SWXTANT公司和SAGEM公司均从70年代开始研究激光陀螺技术,已经形成不同尺寸和精度的激光陀螺仪。

  (1)SEXTANT公司

  SEXTANT公司1972年开始研究激光陀螺仪,1979年SEXTANT型激光陀螺仪首先用于“美洲虎”直升机飞行。1981年33cm型激光陀螺仪在ANS超音速导弹项目中标,1987年首次把激光陀螺仪用在“阿里安”4火箭的飞行,1990年SEXTANT公司在法国未来战略导弹项目上中标。

  (2)SAGEM公司

  SAGEM公司从1977年开始研究环行激光陀螺仪。1987年组装了第一个样机GLS32型。在工艺成熟后,主要生产用于航空及潜水艇的捷联惯导系统。1987年组装了GLC16型样机,主要用于直升机和小型运载火

 

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