中國高精度激光陀螺儀實現量產 精度優于歐洲產品

2017-10-11  來自: 西安聚益光電科技有限責任公司 瀏覽次數:576

   科技部網站消息,中國一家企業完成高精度激光陀螺儀相關的超精密光學元器件批量化生產項目建設,這意味著中國將可以開始批量生產超高精度環形激光陀螺儀(RLG)。此類設備目前主要用于軍事領域,包括洲際的慣性導航和航天、航空、海事領域。

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(資料圖)西安一家企業生產的民用三軸激光陀螺儀

科技部網站報道,某光電科技股份有限公司承擔的《高精度激光陀螺超精密光學元器件組件產業化》成果轉化項目,優化了高精度激光陀螺迫切需要的超精密光學元器件組件的工藝制造技術,形成了年產1200套的生產能力,躋身當今國際上能夠研制生產表面粗糙度小于0.1nm的超精密光學元件僅有的四家企業之一。

通過項目的實施,打破了國外企業對高精度激光陀螺超精密光學元器件的技術壟斷,對促進我國航空航天、國防軍工領域高精度激光陀螺重大關鍵技術的進步和產業發展,具有重要促進作用和特別重大的意義。

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美國MX洲際上的高精度機械陀螺儀(AIRS)球體,球體用400多道工藝制造

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MX洲際的慣性導航艙段,激光陀螺儀出現前,高精度慣性導航元件的體積和重量巨大,成本也高得驚人

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環形激光陀螺儀原理

據悉,環形激光陀螺儀是從60年代研究的一項技術,其主要優點是精度高,同時價格比同等精度的機械式陀螺儀低廉。70年代后出現的光纖陀螺儀的成本比環形激光陀螺儀成本更低,但限于其設計原理,在追求高精度的使用領域仍不如前者。現代的微機電陀螺儀成本非常低廉,精度也可以滿足一般領域的使用需求,而且可集成到微型芯片上,因此成為了當前民用領域的主流陀螺儀。

但在軍用領域,激光陀螺儀和光纖陀螺儀仍是主流產品,尤其在中遠程航空、航海導航、航天等領域激光陀螺儀應用仍十分廣泛。這主要是由于微機電陀螺儀的精度仍不能達到激光陀螺儀的水平,包括衛星制導等武器可以使用微機電陀螺儀進行制導,但必須通過衛星定位進行修正,而遠程武器上由于積累誤差過大,就難以使用微機電陀螺儀了。尤其是在潛艇上,高精度激光陀螺儀意義很大,潛艇長期在水下活動,無法通過衛星定位來修正其慣性導航系統的積累誤差,其慣性測量元件必須具備極高的精度才能滿足使用要求。

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瑞士生產的高精度激光鏡片,可用于陀螺儀

美國80年代研制的MX(和平保衛者)導 彈上搭載的機電陀螺儀是世界上精度最高的機械式陀螺儀,每小時僅偏離1.5*10-5度,可以在完全不依賴外部信息的情況下在14000公里射程上偏差小于100米,然而這一設備成本也極為高昂。因此在研制潛射“三叉戟”彈道時就改為使用環形激光陀螺儀,降低了成本,并大幅度縮減了導航設備的體積。

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2011年俄羅斯莫斯科航展上展示的新型環形激光陀螺儀

目前在激光陀螺儀領域較為的國家有美國、俄羅斯、德國、法國和日本,其中美俄法都將激光陀螺儀用于制造本國的洲際。中國參與歐洲“伽利略”導航時就曾向法德提供過環形激光陀螺儀部分技術。不過由于中國一直沒能實現這一技術的產業化轉化,因此只有在洲際、航天發射等領域使用國產高精度激光陀螺儀。而在一般運用領域尚需購買俄羅斯的高精度光纖陀螺儀。俄羅斯的光纖陀螺儀技術較為先進,印度不久前發射的“烈火4”中遠程上也使用了俄羅斯的光纖陀螺儀,光纖陀螺儀的主要優勢在于成本較低,同時出口門檻不高。相比之下,高精度環形激光陀螺儀仍屬各國的重要機密,輕易不會出口。

軍用激光陀螺的發展取決于戰爭對武器自動化、機動性和準確性的要求。今后幾年激光陀螺技術本身將主要向更高精度、更高可靠性的高要求方向和體積更小、價格更便宜、結構更牢靠的超小型戰術應用發展。前一發展方向的目的在于為航天、航海(特別是潛艇)提供高精度的慣性元件。后一發展方向主要是為戰術、中近程火箭、火炮瞄準線穩定等提供更堅固、廉價的傳感器。

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印度技術人員正在測試國產環形激光陀螺儀,據印度網站稱這一設備用于“烈火5”洲際,不過上周印度試射的“烈火4”仍使用俄制光纖陀螺儀

關鍵詞: 激光陀螺   超精密光學元器件        

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