വായുവിലൂടെയുള്ള ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഇനേർഷ്യൽ നാവിഗേഷൻ പരിഹാരം

ഹൈ പ്രിസിഷൻ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റം എന്നത് എയർക്രാഫ്റ്റ് നാവിഗേഷൻ കൺട്രോളിന്റെയും അതിന്റെ ആയുധ സംവിധാനത്തിന്റെ കൃത്യമായ ആക്രമണത്തിന്റെയും പ്രധാന ഉപകരണമാണ്.ഇതിന്റെ മുഖ്യധാരാ സ്കീമുകളിൽ പ്ലാറ്റ്ഫോം സ്കീമുകളും സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ സ്കീമുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു. സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ ഇനേർഷ്യൽ ടെക്നോളജിയുടെയും ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗൈറോയുടെയും വികാസത്തോടെ, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത, ഭാരം കുറഞ്ഞതും ചെറുതുമായ വലിപ്പം, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, കുറഞ്ഞ ചെലവ് എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളാൽ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ വായുവിലൂടെയുള്ള മേഖലയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.^[1-4].നിലവിൽ, എയർബോൺ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റം ലേസർ ഗൈറോ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെയും ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെയും സംയോജനമാണ്. അവയിൽ, നോർത്ത്‌റോപ്പ് ഗ്രുമ്മന്റെ എൽഎൻ-100 ജി, ഹണിവെല്ലിന്റെ എച്ച്-764 ജി ലേസർ ഗൈറോ സ്‌ട്രാപ്പ്‌ഡൗൺ, ഫൈബർ-നാവിഗേഷൻ 1 ഫൈബർ-നവിഗേഷൻ 5. ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റം അമേരിക്കൻ ഫൈറ്റർ എയർക്രാഫ്റ്റ് ഫ്ലീറ്റിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.^[1].നോർത്രോപ്പ് ഗ്രുമ്മൻ കമ്പനി ഹെലികോപ്റ്ററിനായി എൽഎൻ-251 നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത് ഹൈ പ്രിസിഷൻ ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോയുടെ പ്രധാന ചിഹ്നമാണ്, തുടർന്ന് വിമാന നാവിഗേഷനുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ എൽഎൻ-260 വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. യുഎസ് വ്യോമസേനയാണ് എൽഎൻ-260 തിരഞ്ഞെടുത്തത് എഫ്-16 മൾട്ടിനാഷണൽ ഫൈറ്റർ ഫ്ലീറ്റിന്റെ ഏവിയോണിക്‌സ് അപ്‌ഗ്രേഡ്. വിന്യാസത്തിന് മുമ്പ്, എൽഎൻ-260 സിസ്റ്റം 0.49n മൈൽ (സിഇപി), നോർത്ത്ബൗണ്ട് പ്രവേഗ പിശക് 1.86 അടി/സെ (ആർഎംഎസ്), കൂടാതെ ഒരു സ്ഥാന കൃത്യത കൈവരിക്കാൻ പരീക്ഷിച്ചു. വളരെ ചലനാത്മകമായ അന്തരീക്ഷത്തിൽ 2.43 അടി/സെക്കൻഡ് (RMS) കിഴക്കോട്ടുള്ള വേഗത പിശക്. അതിനാൽ, നാവിഗേഷൻ, മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശ ശേഷി എന്നിവയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ ഇനേർഷ്യൽ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന് വിമാനത്തിന്റെ പ്രവർത്തന ആവശ്യകതകൾ പൂർണ്ണമായും നിറവേറ്റാൻ കഴിയും.^[1].

ലേസർ ഗൈറോ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന് ഇനിപ്പറയുന്ന ഗുണങ്ങളുണ്ട്: 1) ഇതിന് മെക്കാനിക്കൽ ജിറ്റർ ആവശ്യമില്ല, സിസ്റ്റം ഘടനയും വൈബ്രേഷൻ കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള സങ്കീർണ്ണതയും ലളിതമാക്കുന്നു, ഭാരം കുറയ്ക്കുകയും വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെ വിശ്വാസ്യത;2) ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോയുടെ കൃത്യമായ സ്പെക്‌ട്രം തന്ത്രപരമായ തലം മുതൽ തന്ത്രപരമായ തലം വരെ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, കൂടാതെ അതിന്റെ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന് അനുബന്ധ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റം സ്പെക്ട്രം രൂപീകരിക്കാനും കഴിയും, ആറ്റിറ്റ്യൂഡ് സിസ്റ്റം മുതൽ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റം വരെ ദീർഘദൂര ദീർഘദൂരത്തേക്ക് എല്ലാം ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. എൻഡുറൻസ് എയർക്രാഫ്റ്റ്; 3) ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോസ്കോപ്പിന്റെ അളവ് നേരിട്ട് ഫൈബർ വളയത്തിന്റെ വലുപ്പത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.ഫൈൻ വ്യാസമുള്ള ഫൈബറിന്റെ മുതിർന്ന പ്രയോഗത്തിലൂടെ, അതേ കൃത്യതയോടെ ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോസ്‌കോപ്പിന്റെ അളവ് ചെറുതും വലുതുമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, കൂടാതെ പ്രകാശത്തിന്റെയും മിനിയേച്ചറൈസേഷന്റെയും വികസനം അനിവാര്യമായ ഒരു പ്രവണതയാണ്.

മൊത്തത്തിലുള്ള ഡിസൈൻ സ്കീം

വായുവിലൂടെയുള്ള ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റം താപ വിസർജ്ജനവും ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് വേർതിരിവും പൂർണ്ണമായും പരിഗണിക്കുകയും "ത്രീ-കാവിറ്റി" സ്കീം സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.^[6,7], IMU അറ, ഇലക്ട്രോണിക് അറ, ദ്വിതീയ പവർ കാവിറ്റി എന്നിവയുൾപ്പെടെ.IMU അറയിൽ IMU ബോഡി ഘടന, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ സെൻസിംഗ് റിംഗ്, ക്വാർട്സ് ഫ്ലെക്സിബിൾ ആക്സിലറോമീറ്റർ (ക്വാർട്സ് പ്ലസ് മീറ്റർ) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു; ഇലക്ട്രോണിക് അറയിൽ ഒരു ഗൈറോ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ബോക്സ്, ഒരു മീറ്റർ കൺവേർഷൻ ബോർഡ്, ഒരു നാവിഗേഷൻ കമ്പ്യൂട്ടർ, ഇന്റർഫേസ് ബോർഡ്, ഒരു സാനിറ്റേഷൻ ഗൈഡ് എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ബോർഡ്;സെക്കൻഡറി പവർ കാവിറ്റിയിൽ പാക്കേജുചെയ്ത ദ്വിതീയ പവർ മൊഡ്യൂൾ, ഇഎംഐ ഫിൽട്ടർ, ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് കപ്പാസിറ്റർ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഗൈറോ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ബോക്സും ഐഎംയു അറയിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ റിംഗും ചേർന്ന് ഗൈറോ ഘടകവും ക്വാർട്സ് ഫ്ലെക്സിബിൾ ആക്‌സിലറോമീറ്ററും മീറ്റർ കൺവേർഷൻ പ്ലേറ്റും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഒരുമിച്ച് ആക്സിലറോമീറ്റർ ഘടകം ഉണ്ടാക്കുന്നു^[8].

മൊത്തത്തിലുള്ള സ്കീം ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഘടകങ്ങളെ വേർതിരിക്കുന്നതിനും ഓരോ ഘടകങ്ങളുടെയും മോഡുലാർ രൂപകൽപ്പനയ്ക്കും ഊന്നൽ നൽകുന്നു. ഉൽപ്പന്നം, ഇലക്ട്രോണിക് ചേമ്പറിലെ സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കണക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ IMU ചേമ്പറിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ റിംഗ്, ആക്സിലറോമീറ്റർ എന്നിവ യഥാക്രമം ഡീബഗ്ഗ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.IMU രൂപീകരിച്ച ശേഷം, മുഴുവൻ അസംബ്ലിയും നടപ്പിലാക്കുന്നു.

 ഇലക്‌ട്രോണിക് അറയിലെ സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് ഗൈറോ ലൈറ്റ് സോഴ്‌സ്, ഡിറ്റക്ടർ, ഫ്രണ്ട് ഡിസ്‌ചാർജ് സർക്യൂട്ട് എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്കുള്ള ഗൈറോ ഫോട്ടോഇലക്‌ട്രിക് ബോക്‌സാണ്; ടേബിൾ കൺവേർഷൻ ബോർഡ് പ്രധാനമായും ആക്‌സിലറോമീറ്റർ കറന്റ് സിഗ്നലിനെ ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലിലേക്ക് മാറ്റുന്നത് പൂർത്തിയാക്കുന്നു; നാവിഗേഷൻ സൊല്യൂഷനും ഇന്റർഫേസ് സർക്യൂട്ടിൽ ഇന്റർഫേസ് ബോർഡും നാവിഗേഷൻ സൊല്യൂഷൻ ബോർഡും ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇന്റർഫേസ് ബോർഡ് പ്രധാനമായും മൾട്ടി-ചാനൽ ഇനർഷ്യൽ ഉപകരണ ഡാറ്റ, പവർ സപ്ലൈ ഇന്ററാക്ഷനും ബാഹ്യ ആശയവിനിമയവും സിൻക്രണസ് ഏറ്റെടുക്കൽ പൂർത്തിയാക്കുന്നു, നാവിഗേഷൻ സൊല്യൂഷൻ ബോർഡ് പ്രധാനമായും ശുദ്ധമായ നിഷ്ക്രിയ നാവിഗേഷനും സംയോജിത നാവിഗേഷൻ സൊല്യൂഷനും പൂർത്തിയാക്കുന്നു; സാറ്റലൈറ്റ് നാവിഗേഷൻ, സംയോജിത നാവിഗേഷൻ പൂർത്തിയാക്കാൻ നാവിഗേഷൻ സൊല്യൂഷൻ ബോർഡിലേക്കും ഇന്റർഫേസ് ബോർഡിലേക്കും വിവരങ്ങൾ അയയ്‌ക്കുന്നു. ദ്വിതീയ പവർ സപ്ലൈയും ഇന്റർഫേസ് സർക്യൂട്ടും കണക്റ്റർ വഴി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് കണക്റ്റർ വഴി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ

1. ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ഡിസൈൻ സ്കീം

വായുവിലൂടെയുള്ള ഫൈബർ ഒപ്‌റ്റിക് ഗൈറോ നാവിഗേഷൻ സംവിധാനം, ഒന്നിലധികം സെൻസറുകളുടെ സംയോജനത്തിലൂടെ വിമാനത്തിന്റെ ആറ് ഡിഗ്രി ഫ്രീഡം മോഷൻ കണ്ടെത്തൽ തിരിച്ചറിയുന്നു. ഉയർന്ന ഏകീകരണ രൂപകൽപ്പനയ്‌ക്കായി മൂന്ന് ആക്‌സിസ് ഗൈറോയും മൂന്ന് ആക്‌സിസ് ആക്‌സിലറോമീറ്ററും പരിഗണിക്കാം, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, അളവ്, ഭാരം എന്നിവ കുറയ്ക്കുക. ഗൈറോ ഘടകം, ഇതിന് ത്രീ-ആക്സിസ് ഇന്റഗ്രേഷൻ ഡിസൈൻ നടപ്പിലാക്കാൻ പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് പങ്കിടാൻ കഴിയും;ആക്സിലറോമീറ്റർ ഘടകത്തിന്, ക്വാർട്സ് ഫ്ലെക്സിബിൾ ആക്‌സിലറോമീറ്റർ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ കൺവേർഷൻ സർക്യൂട്ട് മൂന്ന് തരത്തിൽ മാത്രമേ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കഴിയൂ. സമയത്തിന്റെ പ്രശ്നവുമുണ്ട്. മൾട്ടി-സെൻസർ ഡാറ്റ അക്വിസിഷനിൽ സിൻക്രൊണൈസേഷൻ.ഉയർന്ന ചലനാത്മക മനോഭാവ അപ്‌ഡേറ്റിന്, സമയ സ്ഥിരതയ്ക്ക് ആറ്റിറ്റ്യൂഡ് അപ്‌ഡേറ്റിന്റെ കൃത്യത ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും.

2. ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് വേർതിരിക്കൽ ഡിസൈൻ

കോണീയ നിരക്ക് അളക്കുന്നതിനുള്ള സാഗ്നാക് ഇഫക്റ്റിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് സെൻസറാണ് ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോ. അവയിൽ, ഫൈബർ ഗൈറോസ്കോപ്പിന്റെ സെൻസിറ്റീവ് കോണീയ വേഗതയുടെ പ്രധാന ഘടകമാണ് ഫൈബർ റിംഗ്.ഇത് നൂറുകണക്കിന് മീറ്റർ മുതൽ ആയിരക്കണക്കിന് മീറ്റർ വരെ ഫൈബറാണ്. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ വളയത്തിന്റെ താപനില ഫീൽഡ് മാറുകയാണെങ്കിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ വളയത്തിന്റെ ഓരോ പോയിന്റിലെയും താപനില കാലത്തിനനുസരിച്ച് മാറുന്നു, കൂടാതെ രണ്ട് പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾ പോയിന്റിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. വ്യത്യസ്ത സമയങ്ങളിൽ (ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ കോയിലിന്റെ മധ്യഭാഗം ഒഴികെ), അവർക്ക് വ്യത്യസ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ പാതകൾ അനുഭവപ്പെടുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി ഒരു ഘട്ട വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകുന്നു, ഈ നോൺ-റെസിപ്രോക്കൽ ഫേസ് ഷിഫ്റ്റ് ഭ്രമണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന സാഗ്നെകെ ഫേസ് ഷിഫ്റ്റിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചറിയാൻ കഴിയില്ല. താപനില മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഫൈബർ ഓപ്‌റ്റിക് ഗൈറോസ്‌കോപ്പിന്റെ പ്രവർത്തനക്ഷമത, ഗൈറോസ്‌കോപ്പിന്റെ പ്രധാന ഘടകമായ ഫൈബർ റിംഗ്, താപ സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് അകറ്റി നിർത്തേണ്ടതുണ്ട്.

ഫോട്ടോഇലക്‌ട്രിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ഗൈറോസ്‌കോപ്പിന്, ഗൈറോസ്‌കോപ്പിന്റെ ഫോട്ടോഇലക്‌ട്രിക് ഉപകരണങ്ങളും സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളും ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ വളയത്തോട് അടുത്താണ്.സെൻസർ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ഉപകരണത്തിന്റെ താപനില തന്നെ ഒരു പരിധി വരെ ഉയരും, കൂടാതെ റേഡിയേഷനിലൂടെയും ചാലകതയിലൂടെയും ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ റിംഗിനെ ബാധിക്കും. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ റിംഗിലെ താപനിലയുടെ സ്വാധീനം പരിഹരിക്കുന്നതിന്, സിസ്റ്റം ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് വേർതിരിക്കൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത്ത് ഘടനയും സർക്യൂട്ട് ഘടനയും ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ഗൈറോസ്കോപ്പ്, ഫൈബറിനും വേവ്ഗൈഡ് ലൈൻ കണക്ഷനും ഇടയിലുള്ള രണ്ട് തരത്തിലുള്ള ഘടന സ്വതന്ത്രമായ വേർതിരിവ്. ഫൈബർ ഹീറ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ സെൻസിറ്റിവിറ്റിയെ ബാധിക്കുന്ന ലൈറ്റ് സോഴ്സ് ബോക്സിൽ നിന്നുള്ള ചൂട് ഒഴിവാക്കുക.

3. പവർ-ഓൺ സെൽഫ് ഡിറ്റക്ഷൻ ഡിസൈൻ

ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഗൈറോ സ്ട്രാപ്പ്ഡൗൺ നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന് ഇനർഷ്യൽ ഉപകരണത്തിൽ ഇലക്ട്രിക്കൽ പെർഫോമൻസ് സെൽഫ്-ടെസ്റ്റ് ഫംഗ്‌ഷൻ ആവശ്യമാണ്. നാവിഗേഷൻ സിസ്റ്റം ട്രാൻസ്‌പോസിഷൻ മെക്കാനിസമില്ലാതെ പ്യുവർ സ്‌ട്രാപ്പ്‌ഡൗൺ ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ സ്വീകരിക്കുന്നതിനാൽ, രണ്ട് ഭാഗങ്ങളായി സ്റ്റാറ്റിക് മെഷർമെന്റ് വഴി ഇനേർഷ്യൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ സ്വയം പരിശോധന പൂർത്തിയാക്കുന്നു. , ബാഹ്യ ട്രാൻസ്‌പോസിഷൻ എക്‌സൈറ്റേഷൻ ഇല്ലാതെ ഉപകരണ തലത്തിലുള്ള സ്വയം പരിശോധനയും സിസ്റ്റം ലെവൽ സെൽഫ് ടെസ്റ്റും.

ERDI TECH LTD Soluzioni per le specifiche techniche