侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

普京专机盲降:导航系统立奇功!

2019-12-03 17:24
简易行
关注

这两天,普京专机在大雾天气成功“盲降”机场的消息备受外界关注。据俄罗斯《消息报》12月2日报道,完成这波“高难度”操作的飞行员透露,当时,飞机在没有任何风险的情况下正常着陆。他还提到,在整个过程中重要的是,飞行人员需要表现出专业素质,同时机上的相关设备也要好。

这名飞行员提到,在这一过程中,需要飞行人员表现出专业素质,同时,机上的设备也要好。 他补充说,“幸运的是,管制员称机场的能见度为350(米),符合(在)机场(降落)的最低标准。”

“今日俄罗斯”(RT)此前援引资深专家奥列格斯米尔诺夫的话说,这名机长做出“盲降”的决定并没有危及到普京等人的人身安全。“俄罗斯总统的专机配备了最先进的导航设备,可以在自动模式下进行盲降”,奥列格补充说,飞行员们也都接受了相关的专业训练。

由此可见,对于本次“盲降”,导航设备可谓是最大功臣!

自主导航系统

陀螺罗经、平台罗经、惯性导航系统均属于自主导航设备,都是基于陀螺的定向性和进动性原理工作的。在舰艇航行中,自主导航设备不依赖外部信息,引导舰船航行到目的区域,并为武器系统提供舰船位置、速度、姿态等信息。

陀螺罗经、平台罗经、惯性导航系统均属于自主导航设备,都是基于陀螺的定向性和进动性原理工作的,但它们在应用模型上却有较大区别。

1、陀螺罗经

陀螺罗经(以阿玛-勃朗系列罗经为例)由陀螺仪、电磁摆、碗形齿轮、修正回路和跟踪回路组成;若陀螺球偏离子午面,在地球自转水平分量的作用下,陀螺主轴将偏离水平面,于是随动球与陀螺球之间出现水平失调角,随动球水平信号器敏感此失调角后,产生失调信号,水平随动系统工作,使随动球转过一角度以跟踪主轴的运动。此时,固定在随动球上的电磁摆也跟着倾斜一角度,输出比例于倾斜角的摆信号,此信号经控制系统放大,输出到水平力矩器及方位力矩器。方位力矩器给陀螺施加方位控制力矩(找北力矩),水平力矩器施加水平阻尼力矩,从而使陀螺主轴进行阻尼振荡而稳定在当地子午面内。在结构上, 随动陀螺在垂直方向和北水平上是受控的,在驱动电机和碗型齿轮的驱动下工作,而东水平仅仅靠重力(配重)保持基本水平,不受电气回路控制。

2、平台罗经

平台罗经一般包含陀螺仪和加速度计等敏感部件,它们相互正交安装在常平架上,陀螺仪敏感垂直、东水平和北水平三个方向的角速度,加速度计敏感北水平和东水平方向的加速度;电气部分包含修正回路和稳定回路。以国内主要二自由度陀螺仪平台罗经为例,台体可绕内环轴旋转,为方位轴;绕中环旋转,为纵摇轴;绕外环旋转,为横摇轴。在每根旋转轴上都安装有力矩电机和多极旋转变压器,在方位轴上,并设有座标转换器。北向陀螺(GN)和北向加速度计(AN)组成回路,实现指北和保持南北水平; 东向陀螺(GE) 和东向加速度计(AE)组成回路,实现东西水平;根据北陀螺、东陀螺的讯号器信号,通过稳定回路、力矩电机使平台在三轴方向跟踪陀螺,从而实现了台体的指北和保持水平。具体来说,和陀螺罗经指北原理相似,如果北陀螺的主轴偏离水平面,主轴就会抬头或低头使台体倾斜,修正回路工作,加速度计和加速度计控制回路组合起来,送出台体倾斜角度讯号,这个讯号经过电气回路放大产生一个电流送给北陀螺的方位力矩器,也送到水平力矩器,从而产生力矩使陀螺主轴向反方向进动,恢复指北,并实现北水平。东水平实现原理也是一样的。

3、惯性导航系统

惯性导航系统分为平台惯性导航系统和捷联惯性导航系统。平台惯导系统物理结构上与平台罗经相同,初始对准模型与平台罗经相似,但在导航状态则有大的不同;它的陀螺稳定系统使三轴平台跟踪地理坐标系,保持台体上的加速度计保持水平,并分别稳定指东指北。加速度计测量载体对东、北方向的分量,高速计算机将它对时间进行积分,得到在导航坐标系中的速度、位置。要使平台跟踪地理坐标系,需使平台也以同样的角速度相对惯性空间旋转,并给陀螺施加控制电流,使三个陀螺分别产生进动角速度。

捷联惯导系统(SINS)是在平台惯导系统基础上发展而来的,它是一种无框架系统。平台惯导系统和捷联惯导系统的主要区别是:前者有实体的物理平台,陀螺仪和加速度计置于稳定的平台上,与载体物理隔离,平台跟踪导航坐标系,以实现速度和位置解算,姿态信息直接取自于平台环架上的旋转变压器;后者的陀螺和加速度计直接固连在载体上作为测量基准,它不再采用机电平台,惯性平台的功能由高速计算机完成,即在计算机内建立一个数学平台取代物理平台,载体导航信息通过计算机计算得到,这是捷联惯导系统区别于平台惯导系统的根本点。

与传统的平台惯导系统相比,捷联惯导系统有如下优点:(1)捷联惯导系统敏感元件便于安装、维修和更换;(2)捷联惯导系统敏感元件易于重复布置,在惯性敏感元件级易于实现冗余技术, 可提高性能和可靠性;(3)捷联惯导系统无常平架平台,减小了系统体积。

设备未来发展展望

随着现代战争对武器载体隐蔽性的要求越来越高,舰艇自主导航设备的需求量也越来越大;舰艇武器系统作战性能不断改善,对舰艇自主导航设备的要求也不断提高。固态陀螺(光纤陀螺、激光陀螺、微机械陀螺等)动态性能好、可靠性高、启动时间短的特点,决定了对传统自主导航技术带来极大的冲击。陀螺罗经作为舰艇普航设备,主要用于保障舰船的航行安全,因此,它的地位将不可动摇;但传统机械陀螺具有罗经启动时间较长、可靠性一般的弱点,必然会被固态陀螺航向姿态系统所取代。传统平台罗经的地位比较尴尬,它的弱点跟陀螺罗经相似,其提供的信息与固态陀螺航向姿态系统相同,其精度也并无多大优势,这些特点决定了它也必然会被固态陀螺航向姿态系统取代。惯性导航系统作为提供信息最全的自主导航设备,广泛应用于大中水面舰艇及潜艇,这些都是GPS、北斗、罗兰C 等无法替代的;随着计算机技术的飞速发展以及大动态范围固态陀螺仪的日益成熟,传统中等精度惯导系统必然会被固态陀螺捷联惯性导航系统取代,尤其是激光陀螺捷联惯导系统。美国MK49 型系列捷联惯性导航系统自上世纪90 年代以来开始装备美国和北约各式潜艇和水面舰艇, 环形激光陀螺捷联惯性导航系统AN/WSN-7B 型则于21 世纪开始大规模生产并装备美国海军舰艇, 代表了惯性导航技术发展的最新水平。现在,国内激光、光纤陀螺技术已达到一定水平,捷联系统集成技术早已成熟,相信用不了多久,光纤陀螺航向姿态系统、激光陀螺捷联惯性导航系统将陆续装备我海军各型水面舰艇及潜艇,促成我海军自主导航装备发展的又一次飞跃。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号