Thành phần cốt lõi của dẫn hướng quán tính:Con quay hồi chuyển sợi quang

Giới thiệu về con quay hồi chuyển sợi quang

Hệ thống dẫn đường quán tính phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác và độ chính xác của các thành phần cốt lõi của chúng. Một thành phần như vậy đã nâng cao đáng kể khả năng của các hệ thống này là Con quay hồi chuyển sợi quang (FOG). FOG là một cảm biến quan trọng đóng vai trò then chốt trong việc đo vận tốc góc của tàu sân bay với độ chính xác vượt trội.

Hoạt động của con quay hồi chuyển sợi quang

FOG hoạt động dựa trên nguyên tắc hiệu ứng Sagnac, bao gồm việc tách chùm tia laser thành hai đường riêng biệt, cho phép nó truyền theo các hướng ngược nhau dọc theo một vòng sợi quang cuộn. Khi sóng mang, được gắn FOG, quay, độ chênh lệch về thời gian di chuyển giữa hai chùm tia tỷ lệ thuận với vận tốc góc quay của sóng mang. Độ trễ thời gian này, được gọi là độ dịch pha Sagnac, sau đó được đo chính xác, cho phép FOG cung cấp dữ liệu chính xác về chuyển động quay của sóng mang.

Nguyên lý của con quay hồi chuyển sợi quang liên quan đến việc phát ra một chùm ánh sáng từ bộ tách sóng quang. Chùm ánh sáng này đi qua một bộ ghép, đi vào từ đầu này và thoát ra từ đầu kia. Sau đó nó đi qua một vòng quang học. Hai chùm ánh sáng, đến từ các hướng khác nhau, đi vào vòng lặp và hoàn thành sự chồng chất mạch lạc sau khi quay vòng quanh. Ánh sáng quay trở lại đi vào một điốt phát sáng (LED), được sử dụng để phát hiện cường độ của nó. Trong khi nguyên lý của con quay hồi chuyển sợi quang có vẻ đơn giản, thách thức quan trọng nhất nằm ở việc loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến độ dài đường quang của hai chùm ánh sáng. Đây là một trong những vấn đề quan trọng nhất phải đối mặt trong quá trình phát triển con quay hồi chuyển sợi quang.

1: diode siêu phát quang           2: diode tách sóng quang

3. Bộ ghép nguồn ánh sáng           4.khớp nối vòng sợi            5. vòng sợi quang

Ưu điểm của con quay hồi chuyển sợi quang

FOG có một số ưu điểm khiến chúng trở nên vô giá trong các hệ thống dẫn đường quán tính. Chúng nổi tiếng về độ chính xác, độ tin cậy và độ bền đặc biệt. Không giống như con quay hồi chuyển cơ học, FOG không có bộ phận chuyển động, giảm nguy cơ hao mòn. Ngoài ra, chúng có khả năng chống sốc và rung, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các môi trường đòi hỏi khắt khe như ứng dụng hàng không vũ trụ và quốc phòng.

Tích hợp con quay hồi chuyển sợi quang trong điều hướng quán tính

Các hệ thống dẫn đường quán tính ngày càng kết hợp FOG do độ chính xác và độ tin cậy cao. Những con quay hồi chuyển này cung cấp các phép đo vận tốc góc quan trọng cần thiết để xác định chính xác hướng và vị trí. Bằng cách tích hợp FOG vào các hệ thống dẫn đường quán tính hiện có, người vận hành có thể hưởng lợi từ việc cải thiện độ chính xác của việc điều hướng, đặc biệt trong các tình huống cần độ chính xác cực cao.

Ứng dụng của con quay hồi chuyển sợi quang trong điều hướng quán tính

Việc đưa vào FOG đã mở rộng ứng dụng của hệ thống dẫn đường quán tính trên nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong ngành hàng không vũ trụ và hàng không, các hệ thống được trang bị FOG cung cấp các giải pháp điều hướng chính xác cho máy bay, máy bay không người lái và tàu vũ trụ. Chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong điều hướng hàng hải, khảo sát địa chất và robot tiên tiến, cho phép các hệ thống này hoạt động với hiệu suất và độ tin cậy được nâng cao.

Các biến thể cấu trúc khác nhau của con quay hồi chuyển sợi quang

Con quay hồi chuyển sợi quang có nhiều cấu hình cấu trúc khác nhau, trong đó cấu hình chiếm ưu thế hiện nay đang bước vào lĩnh vực kỹ thuật làCon quay hồi chuyển sợi quang duy trì phân cực vòng kín. Cốt lõi của con quay hồi chuyển này làvòng sợi duy trì phân cực, bao gồm các sợi duy trì phân cực và khung được thiết kế chính xác. Việc xây dựng vòng lặp này bao gồm phương pháp cuộn dây đối xứng gấp bốn lần, được bổ sung bằng gel bịt kín độc đáo để tạo thành cuộn dây vòng sợi ở trạng thái rắn.