中國成為世界上第四個可獨立研制激光陀螺的國家

作者: 來源: 日期:2014/8/30 15:01:53 人氣:44 加入收藏 評論:0 標簽:

   國防科技大學激光陀螺創新團隊矢志不渝,三代人攻關43載,終于使我國成為繼美法俄后,世界上第四個具備獨立研制激光陀螺能力的國家,為我國打破國際壟斷,在精確打擊武器的導航定位、姿態測量與控制、精確制導、平臺穩定等方面全面趕超世界強國奠定了重要基礎。不過,小陀螺如何與國防科技聯系在了一起,激光陀螺是什么,許多人未必了解。

  “陀螺原理”及傳統陀螺

  先從陀螺說起。許多人小時候一定玩過一種玩具陀螺“冰猴”。腳尖身圓的“冰猴”放在地上,用一根繩子做的鞭子猛抽“冰猴”,“猴身”就能轉起來,用鞭子抽得越狠,它就轉得越飛快,不會倒下。在日常生活中,我們也發現:如果一個物體旋轉時速度很快,它就會穩定地立在一個地點不動,轉速足夠快的時候,即使平板傾斜一些,它仍然不會倒,并且轉軸始終指向一個固定方向。這就是物體的“定軸特性”。

  科學家利用“定軸特性”制造出能定向和定位的陀螺儀,通過將陀螺定軸方向與運載體的軸心相比對,就能得出運載體的正確方向和瞬時位置。而以陀螺儀為核心部件,進而組裝出慣性導航系統或制導系統。因此,陀螺是航天、航空、航海裝備及很多武器裝備在作戰中不可缺少的定位和導航裝置。

  傳統的慣性陀螺主要是指機電陀螺,但其穩定性以及定向與定位精度不夠,不能滿足現代武器精確打擊的要求。科研人員一直希望能找到更好的陀螺儀,幫助運載體精確定位與定向、穩定運行,更好地發揮武器的效能,激光陀螺無疑是一種很好的替代品。

  何為激光陀螺?

  科技名詞定義:激光陀螺,學名“環形激光器”。實際上是一種無質量的光學陀螺儀,利用環形激光器在慣性空間轉動時正反兩束光隨轉動而產生頻率差的效應,測定敏感物體相對于慣性空間的角速度或轉角,進而測定物體方向等。

  原理:一束光經分光器被分成完全相同的兩束光后,進入同一環形光回路,分別沿順時針方向和逆時針方向相向傳播。如果讓光回路繞垂直于自身的軸旋轉起來,這兩束光之間會產生相位差,利用光的干涉性能測出相位差,進而得出光回路旋轉的角速度。如果光回路被制成一個環形激光器,其中傳播的光就是方向性好、聚束性強、相干性優的激光,因此就形成了一個能通過敏感角速度來測定方向與姿態并具有快速尋北與穩定作用的激光陀螺。

  主要作用:主要用于精確打擊武器的導航定位、姿態測量與控制、平臺穩定,為它們有效完成作戰任務提供更好的保障。

在軍事上的主要應用

  首先,激光陀螺用于為各類戰機和精確打擊武器提供導航和制導所需要的實時航向、速度、高度、姿態等空間位置信息。使戰機能可靠飛行和靈活進行高速戰術機動,并使精確打擊武器的射程和命中精度得到很大提升。同時,它還為機動發射的彈道導彈、巡航導彈尋北提供方位基準,使它們能實現快速定向定位,準確地命中目標。

  其次,為艦艇、潛艇和制導魚雷提供航向、航深、航速和位置等基準數據。使它們不依賴于任何外部信息,就能獨立地進行實時導航。

  第三,作為穩定調節系統的重要組成部分。使坦克、裝甲車等陸地戰車在行進中,實時感知車體上仰和下俯等動作,自動將火炮和機槍等武器穩定在原定方向和位置,保證武器瞄準和射擊時不受車體行進過程的影響。

  第四,作為航天器姿態和軌道控制系統的重要組成部分,協助衛星保持正確姿態,使其天線波束始終能對準地球覆蓋區,準確完成對地面轉發和傳播信號以及對地面目標的探測。

  第五,用于運載火箭的慣性制導系統中。簡化導引和控制系統結構,減小火箭的控制難度,增強火箭的飛行穩定性,同時降低火箭的發射重量,增大火箭的運載能力,提高航天器的入軌精度以及機動性和變軌能力。

  結束語

  激光陀螺具有很多重要的軍事應用,隨著技術進步,它的性能將會越來越好,完全替代傳統的機電陀螺,在慣性導航定位、制導系統以及姿態控制和穩定系統中更好地體現和發揮核心作用,增強它們的導航定位、姿態控制、精確制導等能力,大幅提升以導彈為代表的精確打擊武器的戰斗力。

本文網址:http://www.hljhld.com/show.asp?id=774
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