एअरबोर्न फायबर ऑप्टिक इनर्शियल नेव्हिगेशन सोल्यूशन

उच्च अचूक नेव्हिगेशन सिस्टम हे विमान नेव्हिगेशन नियंत्रण आणि त्याच्या शस्त्र प्रणालीच्या अचूक हल्ल्याचे मुख्य उपकरण आहे.त्याच्या मुख्य प्रवाहातील योजनांमध्ये प्लॅटफॉर्म योजना आणि स्ट्रॅपडाउन योजनांचा समावेश आहे. स्ट्रॅपडाउन इनरशियल टेक्नॉलॉजी आणि ऑप्टिकल गायरोच्या विकासासह, उच्च विश्वासार्हता, प्रकाश आणि लहान आकार, कमी वीज वापर आणि कमी खर्चाच्या फायद्यांसह स्ट्रॅपडाउनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला आहे.^[१-४].सध्या, एअरबोर्न स्ट्रॅपडाउन नॅव्हिगेशन सिस्टीम ही लेझर गायरो स्ट्रॅपडाउन नेव्हिगेशन सिस्टीम आणि फायबर ऑप्टिक गायरो स्ट्रॅपडाउन नेव्हिगेशन सिस्टीमचे संयोजन आहे. त्यापैकी नॉर्थरोप ग्रुमनची LN-100G, हनीवेलची H-764G लेसर गायरो स्ट्रॅपडाउन नॅव्हिगेशन सिस्टीम आणि नॉर्थरोप ग्रुमनची LN-100G लेझर स्ट्रॅपडाउन सिस्टीम आणि नॉर्थरोप ग्रुमनची LN-100G. अमेरिकन फायटर एअरक्राफ्ट फ्लीटमध्ये ऑप्टिक गायरो स्ट्रॅपडाउन नेव्हिगेशन सिस्टमचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.^[१].नॉर्थ्रोप ग्रुमन कंपनीने हेलिकॉप्टरसाठी LN-251 नेव्हिगेशन सिस्टीम विकसित केली ज्यामध्ये हाय प्रिसिजन फायबर ऑप्टिक गायरोचे महत्त्वाचे चिन्ह आहे आणि त्यानंतर विमान नेव्हिगेशनशी जुळवून घेण्यासाठी LN-260 विकसित केले आहे. LN-260 ची निवड यूएस एअर फोर्सने केली होती. F-16 बहुराष्ट्रीय फायटर फ्लीटचे एव्हियोनिक्स अपग्रेड. तैनातीपूर्वी, LN-260 सिस्टीमची 0.49n मैल (CEP), उत्तरेकडील वेगातील त्रुटी 1.86ft/s (RMS) ची स्थिती अचूकता प्राप्त करण्यासाठी चाचणी करण्यात आली आणि एक अत्यंत गतिमान वातावरणात 2.43ft/s (RMS) ची पूर्वेकडील वेग त्रुटी. त्यामुळे, ऑप्टिकल स्ट्रॅपडाउन इनरशियल नेव्हिगेशन सिस्टीम नेव्हिगेशन आणि मार्गदर्शन क्षमतेच्या दृष्टीने विमानाच्या ऑपरेशनल आवश्यकता पूर्ण करू शकते.^[१].

लेझर गायरो स्ट्रॅपडाउन नेव्हिगेशन सिस्टमच्या तुलनेत, फायबर ऑप्टिक गायरो स्ट्रॅपडाउन नेव्हिगेशन सिस्टीमचे खालील फायदे आहेत: 1) त्याला यांत्रिक जिटरची आवश्यकता नाही, सिस्टम संरचना आणि कंपन कमी करण्याच्या डिझाइनची जटिलता सुलभ करते, वजन आणि वीज वापर कमी करते आणि सुधारित करते. नेव्हिगेशन सिस्टमची विश्वासार्हता;२) फायबर ऑप्टिक गायरोचा अचूक स्पेक्ट्रम रणनीतिक स्तरापासून धोरणात्मक स्तरापर्यंत कव्हर करतो आणि त्याच्याशी संबंधित नेव्हिगेशन सिस्टीम एक संबंधित नेव्हिगेशन सिस्टम स्पेक्ट्रम देखील बनवू शकते, ज्यामध्ये दृष्टीकोन प्रणालीपासून नेव्हिगेशन सिस्टमपर्यंत सर्व गोष्टींचा समावेश होतो. एन्ड्युरन्स एअरक्राफ्ट;3) फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपची मात्रा थेट फायबर रिंगच्या आकारावर अवलंबून असते.सूक्ष्म व्यासाच्या फायबरच्या परिपक्व वापरामुळे, त्याच अचूकतेसह फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपची मात्रा कमी होत चालली आहे आणि प्रकाश आणि सूक्ष्मीकरणाचा विकास हा एक अपरिहार्य प्रवृत्ती आहे.

एकूणच डिझाइन योजना

एअरबोर्न फायबर ऑप्टिक गायरो स्ट्रॅपडाउन नेव्हिगेशन सिस्टीम सिस्टम उष्णतेचा अपव्यय आणि फोटोइलेक्ट्रिक पृथक्करण यांचा पूर्णपणे विचार करते आणि "थ्री-कॅव्हीटी" योजना स्वीकारते.^[६,७], IMU पोकळी, इलेक्ट्रॉनिक पोकळी आणि दुय्यम पॉवर पोकळी यासह.IMU पोकळीमध्ये IMU बॉडी स्ट्रक्चर, ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंग रिंग आणि क्वार्ट्ज लवचिक एक्सीलरोमीटर (क्वार्ट्ज प्लस मीटर); इलेक्ट्रॉनिक पोकळीमध्ये एक गायरो फोटोइलेक्ट्रिक बॉक्स, मीटर रूपांतरण बोर्ड, नेव्हिगेशन संगणक आणि इंटरफेस बोर्ड आणि स्वच्छता मार्गदर्शक असतात. बोर्ड;दुय्यम पॉवर कॅव्हिटीमध्ये पॅकेज केलेले दुय्यम पॉवर मॉड्यूल, EMI फिल्टर, चार्ज-डिस्चार्ज कॅपेसिटर यांचा समावेश आहे. IMU पोकळीतील गायरो फोटोइलेक्ट्रिक बॉक्स आणि ऑप्टिकल फायबर रिंग मिळून गायरो घटक आणि क्वार्ट्ज लवचिक एक्सीलरोमीटर आणि मीटर रूपांतरण प्लेट तयार करतात. एकत्रितपणे एक्सेलेरोमीटर घटक बनतात^[८].

एकूणच योजना फोटोइलेक्ट्रिक घटकांचे पृथक्करण आणि प्रत्येक घटकाच्या मॉड्यूलर डिझाइनवर भर देते, आणि संपूर्ण उष्णता नष्ट करणे आणि क्रॉस हस्तक्षेपाचे दडपशाही सुनिश्चित करण्यासाठी ऑप्टिकल सिस्टम आणि सर्किट सिस्टमच्या स्वतंत्र डिझाइनवर जोर देते. डीबगबिलिटी आणि असेंबली तंत्रज्ञान सुधारण्यासाठी इलेक्ट्रॉनिक चेंबरमधील सर्किट बोर्ड जोडण्यासाठी उत्पादन, कनेक्टर वापरले जातात आणि IMU चेंबरमधील ऑप्टिकल फायबर रिंग आणि एक्सेलेरोमीटर अनुक्रमे डीबग केले जातात.IMU तयार केल्यानंतर, संपूर्ण विधानसभा चालते.

 इलेक्ट्रॉनिक पोकळीतील सर्किट बोर्ड हा गायरो प्रकाश स्रोत, डिटेक्टर आणि फ्रंट डिस्चार्ज सर्किटसह वरपासून खालपर्यंत जाइरो फोटोइलेक्ट्रिक बॉक्स आहे; टेबल रूपांतरण बोर्ड प्रामुख्याने एक्सेलेरोमीटर करंट सिग्नलचे डिजिटल सिग्नलमध्ये रूपांतर पूर्ण करतो; नेव्हिगेशन सोल्यूशन आणि इंटरफेस सर्किटमध्ये इंटरफेस बोर्ड आणि नेव्हिगेशन सोल्यूशन बोर्ड समाविष्ट आहे, इंटरफेस बोर्ड मुख्यत्वे मल्टी-चॅनल इनर्शिअल डिव्हाइस डेटा, पॉवर सप्लाय इंटरअॅक्शन आणि एक्सटर्नल कम्युनिकेशनचे सिंक्रोनस अधिग्रहण पूर्ण करतो, नेव्हिगेशन सोल्यूशन बोर्ड मुख्यतः शुद्ध इनर्शियल नेव्हिगेशन आणि इंटिग्रेटेड नेव्हिगेशन सोल्यूशन पूर्ण करतो; मार्गदर्शक बोर्ड मुख्यतः पूर्ण करतो सॅटेलाइट नेव्हिगेशन, आणि एकात्मिक नेव्हिगेशन पूर्ण करण्यासाठी नेव्हिगेशन सोल्यूशन बोर्ड आणि इंटरफेस बोर्डला माहिती पाठवते. दुय्यम वीज पुरवठा आणि इंटरफेस सर्किट कनेक्टरद्वारे जोडलेले आहेत आणि सर्किट बोर्ड कनेक्टरद्वारे जोडलेले आहेत.

प्रमुख तंत्रज्ञान

1. एकात्मिक डिझाइन योजना

एअरबोर्न फायबर ऑप्टिक गायरो नेव्हिगेशन सिस्टीम एकाधिक सेन्सर्सच्या एकत्रीकरणाद्वारे विमानाच्या सहा अंश स्वातंत्र्य गती शोधते. तीन अक्ष गायरो आणि तीन अक्ष एक्सीलरोमीटर उच्च एकत्रीकरण डिझाइनसाठी विचारात घेतले जाऊ शकतात, वीज वापर, आवाज आणि वजन कमी करतात. फायबर ऑप्टिकसाठी gyro घटक, ते तीन-अक्ष एकत्रीकरण डिझाइन पार पाडण्यासाठी प्रकाश स्रोत सामायिक करू शकतो; एक्सीलरोमीटर घटकासाठी, क्वार्ट्ज लवचिक एक्सीलरोमीटर सामान्यतः वापरला जातो, आणि रूपांतरण सर्किट फक्त तीन प्रकारे डिझाइन केले जाऊ शकते. वेळेची समस्या देखील आहे मल्टी-सेन्सर डेटा संपादन मध्ये सिंक्रोनाइझेशन.उच्च गतिमान वृत्ती अद्यतनासाठी, वेळेची सुसंगतता वृत्ती अद्यतनाची अचूकता सुनिश्चित करू शकते.

2. फोटोइलेक्ट्रिक पृथक्करण डिझाइन

फायबर ऑप्टिक गायरो हे कोनीय दर मोजण्यासाठी सॅग्नाक इफेक्टवर आधारित फायबर ऑप्टिक सेन्सर आहे. त्यापैकी, फायबर रिंग हा फायबर जायरोस्कोपच्या संवेदनशील कोनीय गतीचा मुख्य घटक आहे.हे अनेक शंभर मीटर ते हजारो मीटर फायबरपर्यंत घायाळ झाले आहे. ऑप्टिकल फायबर रिंगचे तापमान क्षेत्र बदलल्यास, ऑप्टिकल फायबर रिंगच्या प्रत्येक बिंदूचे तापमान वेळेनुसार बदलते आणि प्रकाश लहरीचे दोन किरण बिंदूमधून जातात. वेगवेगळ्या वेळी (ऑप्टिकल फायबर कॉइलचा मधला बिंदू वगळता), त्यांना वेगवेगळ्या ऑप्टिकल मार्गांचा अनुभव येतो, परिणामी फेज फरक पडतो, हे नॉन-रिप्रोकल फेज शिफ्ट रोटेशनमुळे होणाऱ्या साग्नेके फेज शिफ्टपासून वेगळे करता येत नाही. तापमान सुधारण्यासाठी फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपची कार्यक्षमता, जायरोस्कोपचा मुख्य घटक, फायबर रिंग, उष्णता स्त्रोतापासून दूर ठेवणे आवश्यक आहे.

फोटोइलेक्ट्रिक इंटिग्रेटेड जायरोस्कोपसाठी, जायरोस्कोपचे फोटोइलेक्ट्रिक उपकरण आणि सर्किट बोर्ड ऑप्टिकल फायबर रिंगच्या जवळ आहेत.सेन्सर काम करत असताना, उपकरणाचे तापमान स्वतःच काही प्रमाणात वाढेल आणि किरणोत्सर्ग आणि वहन द्वारे ऑप्टिकल फायबर रिंगवर परिणाम करेल. ऑप्टिकल फायबर रिंगवरील तापमानाचा प्रभाव सोडवण्यासाठी, सिस्टम फोटोइलेक्ट्रिक पृथक्करण वापरते. ऑप्टिकल फायबर जायरोस्कोप, ऑप्टिकल पाथ स्ट्रक्चर आणि सर्किट स्ट्रक्चर, फायबर आणि वेव्हगाइड लाइन कनेक्शन दरम्यान स्वतंत्र पृथक्करण दोन प्रकारची रचना. फायबर उष्णता हस्तांतरण संवेदनशीलता प्रभावित करणार्‍या प्रकाश स्रोत बॉक्समधून उष्णता टाळा.

3. पॉवर-ऑन सेल्फ-डिटेक्शन डिझाइन

फायबर ऑप्टिक गायरो स्ट्रॅपडाउन नेव्हिगेशन सिस्टीममध्ये जडत्व उपकरणावर इलेक्ट्रिकल परफॉर्मन्स स्व-चाचणी कार्य असणे आवश्यक आहे. कारण नेव्हिगेशन सिस्टम ट्रान्सपोझिशन मेकॅनिझमशिवाय शुद्ध स्ट्रॅपडाउन इंस्टॉलेशनचा अवलंब करते, इनर्शियल उपकरणांची स्व-चाचणी दोन भागांमध्ये स्थिर मापनाद्वारे पूर्ण केली जाते, म्हणजे , उपकरण-स्तरीय स्वयं-चाचणी आणि सिस्टम-स्तरीय स्वयं-चाचणी, बाह्य स्थानांतर उत्तेजनाशिवाय.

ERDI TECH LTD सोलुझिओनी प्रति विशिष्ट तंत्रज्ञान