سیم‌پیچ ژیروسکوپ‌های فیبر نوری برای سیستم‌های ناوبری اینرسی و حمل و نقل

برای دریافت سریع پست‌ها در شبکه‌های اجتماعی ما عضو شوید

ژیروسکوپ‌های لیزری حلقه‌ای (RLG) از زمان آغاز به کار خود پیشرفت قابل توجهی داشته‌اند و نقش محوری در سیستم‌های ناوبری و حمل و نقل مدرن ایفا می‌کنند. این مقاله به بررسی توسعه، اصول و کاربردهای RLGها می‌پردازد و اهمیت آنها را در سیستم‌های ناوبری اینرسی و کاربرد آنها در مکانیسم‌های مختلف حمل و نقل برجسته می‌کند.

سفر تاریخی ژیروسکوپ‌ها

از مفهوم تا ناوبری مدرن

سفر ژیروسکوپ‌ها با اختراع مشترک اولین قطب‌نمای ژیروسکوپی در سال ۱۹۰۸ توسط المر اسپری، ملقب به "پدر فناوری ناوبری مدرن"، و هرمان آنشوتز-کمپفه آغاز شد. در طول سال‌ها، ژیروسکوپ‌ها پیشرفت‌های قابل توجهی داشته‌اند و کاربرد آنها در ناوبری و حمل و نقل افزایش یافته است. این پیشرفت‌ها ژیروسکوپ‌ها را قادر ساخته است تا راهنمایی‌های مهمی را برای تثبیت پروازهای هواپیما و امکان‌پذیر کردن عملیات خلبان خودکار ارائه دهند. یک نمایش قابل توجه توسط لارنس اسپری در ژوئن ۱۹۱۴، پتانسیل خلبان خودکار ژیروسکوپی را با تثبیت هواپیما در حالی که او در کابین خلبان ایستاده بود، به نمایش گذاشت و جهشی قابل توجه در فناوری خلبان خودکار ایجاد کرد.

گذار به ژیروسکوپ‌های لیزری حلقه‌ای

این تکامل با اختراع اولین ژیروسکوپ لیزری حلقه‌ای در سال ۱۹۶۳ توسط ماک و دیویس ادامه یافت. این نوآوری نشان‌دهنده‌ی تغییر از ژیروسکوپ‌های مکانیکی به ژیروسکوپ‌های لیزری بود که دقت بالاتر، نگهداری کمتر و هزینه کمتر را ارائه می‌دادند. امروزه، ژیروسکوپ‌های لیزری حلقه‌ای، به ویژه در کاربردهای نظامی، به دلیل قابلیت اطمینان و کارایی‌شان در محیط‌هایی که سیگنال‌های GPS در معرض خطر هستند، بر بازار تسلط دارند.

اصل ژیروسکوپ‌های لیزری حلقه‌ای

درک اثر ساگناک

عملکرد اصلی تداخل‌سنج‌های حلقه‌ای (RLG) در توانایی آنها در تعیین جهت یک جسم در فضای اینرسی نهفته است. این امر از طریق اثر ساگناک حاصل می‌شود، جایی که یک تداخل‌سنج حلقه‌ای از پرتوهای لیزر که در جهت‌های مخالف در اطراف یک مسیر بسته حرکت می‌کنند، استفاده می‌کند. الگوی تداخل ایجاد شده توسط این پرتوها به عنوان یک نقطه مرجع ثابت عمل می‌کند. هر حرکتی طول مسیر این پرتوها را تغییر می‌دهد و باعث تغییر در الگوی تداخل متناسب با سرعت زاویه‌ای می‌شود. این روش هوشمندانه به تداخل‌سنج‌های حلقه‌ای اجازه می‌دهد تا جهت‌گیری را با دقت استثنایی و بدون تکیه بر منابع خارجی اندازه‌گیری کنند.

کاربردها در ناوبری و حمل و نقل

انقلابی در سیستم‌های ناوبری اینرسی (INS)

RLGها در توسعه سیستم‌های ناوبری اینرسی (INS) که برای هدایت کشتی‌ها، هواپیماها و موشک‌ها در محیط‌های فاقد GPS بسیار مهم هستند، نقش مهمی دارند. طراحی جمع و جور و بدون اصطکاک آنها، آنها را برای چنین کاربردهایی ایده‌آل می‌کند و به راه‌حل‌های ناوبری قابل اعتمادتر و دقیق‌تر کمک می‌کند.

سیستم تعلیق پایدار در مقابل سیستم تعلیق مهاربندی شده (Strap-Down INS)

فناوری‌های INS تکامل یافته‌اند تا شامل هر دو سیستم پلتفرم پایدار و سیستم‌های تسمه‌ای شوند. INS پلتفرم پایدار، علیرغم پیچیدگی مکانیکی و حساسیت به سایش، از طریق ادغام داده‌های آنالوگ، عملکرد قوی ارائه می‌دهد.از سوی دیگر، سیستم‌های INS تسمه‌ای از ماهیت جمع‌وجور و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری RLGها بهره می‌برند و به دلیل مقرون‌به‌صرفه بودن و دقتشان، آنها را به انتخابی ترجیحی برای هواپیماهای مدرن تبدیل می‌کنند.

تقویت ناوبری موشکی

RLG ها همچنین نقش مهمی در سیستم‌های هدایت مهمات هوشمند ایفا می‌کنند. در محیط‌هایی که GPS غیرقابل اعتماد است، RLG ها جایگزین قابل اعتمادی برای ناوبری ارائه می‌دهند. اندازه کوچک و مقاومت آنها در برابر نیروهای شدید، آنها را برای موشک‌ها و گلوله‌های توپخانه مناسب می‌کند، که نمونه‌هایی از آنها سیستم‌هایی مانند موشک کروز Tomahawk و M982 Excalibur هستند.

نمودار نمونه‌ای از پلتفرم تثبیت‌شده اینرسی با حلقه و پایه

نمودار نمونه‌ای از پلتفرم پایدارسازی شده اینرسی با حلقه و پایه. با تشکر از Engineering 360.

 

سلب مسئولیت:

  • بدینوسیله اعلام می‌کنیم که برخی از تصاویر نمایش داده شده در وب‌سایت ما از اینترنت و ویکی‌پدیا جمع‌آوری شده‌اند و هدف آنها ارتقای آموزش و اشتراک‌گذاری اطلاعات است. ما به حقوق مالکیت معنوی همه خالقان احترام می‌گذاریم. استفاده از این تصاویر برای اهداف تجاری نیست.
  • اگر معتقدید که هر یک از محتوای استفاده شده، حق چاپ شما را نقض می‌کند، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه آماده‌ایم تا اقدامات لازم، از جمله حذف تصاویر یا ارائه منابع مناسب، را برای اطمینان از رعایت قوانین و مقررات مالکیت معنوی انجام دهیم. هدف ما حفظ پلتفرمی غنی از محتوا، منصفانه و با احترام به حقوق مالکیت معنوی دیگران است.
  • لطفا با آدرس ایمیل زیر با ما تماس بگیرید:sales@lumispot.cnما متعهد می‌شویم که به محض دریافت هرگونه اعلان، فوراً اقدام کنیم و همکاری ۱۰۰٪ را در حل هرگونه مشکلی از این دست تضمین می‌کنیم.
اخبار مرتبط
مطالب مرتبط

زمان ارسال: آوریل-01-2024