એરબોર્ન ફાઇબર ઓપ્ટિક ઇનર્શિયલ નેવિગેશન સોલ્યુશન

હાઇ પ્રિસિઝન નેવિગેશન સિસ્ટમ એ એરક્રાફ્ટ નેવિગેશન કંટ્રોલ અને તેની વેપન સિસ્ટમના ચોક્કસ હુમલાનું મુખ્ય સાધન છે.તેની મુખ્ય પ્રવાહની યોજનાઓમાં પ્લેટફોર્મ યોજનાઓ અને સ્ટ્રેપડાઉન યોજનાઓનો સમાવેશ થાય છે. સ્ટ્રેપડાઉન ઇનર્શિયલ ટેક્નોલોજી અને ઓપ્ટિકલ ગાયરોના વિકાસ સાથે, ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા, પ્રકાશ અને નાના કદ, ઓછા વીજ વપરાશ અને ઓછી કિંમતના ફાયદા સાથે સ્ટ્રેપડાઉનનો વ્યાપકપણે એરબોર્ન ક્ષેત્રમાં ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.^[1-4].હાલમાં, એરબોર્ન સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમ એ લેસર ગાયરો સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમ અને ફાઈબર ઓપ્ટિક ગાયરો સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમનું મિશ્રણ છે. તેમાંથી, નોર્થ્રોપ ગ્રુમેનનું LN-100G, હનીવેલનું H-764G લેસર ગાયરો સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમ અને નોર્થ્રોપ ગ્રુમેનનું LN-100G. અમેરિકન ફાઇટર એરક્રાફ્ટ ફ્લીટમાં ઓપ્ટિક ગાયરો સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.^[1].નોર્થ્રોપ ગ્રુમેન કંપનીએ હેલિકોપ્ટર માટે LN-251 નેવિગેશન સિસ્ટમ વિકસાવી છે જે ઉચ્ચ ચોકસાઇવાળા ફાઇબર ઓપ્ટિક ગાયરોના મહત્વપૂર્ણ પ્રતીક સાથે છે, અને પછી એરક્રાફ્ટ નેવિગેશનને અનુકૂલિત કરવા માટે LN-260 વિકસાવી છે. LN-260 ને યુએસ એર ફોર્સ દ્વારા પસંદ કરવામાં આવી હતી. F-16 બહુરાષ્ટ્રીય ફાઇટર ફ્લીટનું એવિઓનિક્સ અપગ્રેડ. જમાવટ પહેલાં, LN-260 સિસ્ટમનું 0.49n માઇલ (CEP), ઉત્તર તરફના વેગની 1.86ft/s (RMS) ની ચોકસાઈ પ્રાપ્ત કરવા માટે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને એક અત્યંત ગતિશીલ વાતાવરણમાં 2.43ft/s (RMS) ની પૂર્વ તરફની વેગ ભૂલ. તેથી, ઓપ્ટિકલ સ્ટ્રેપડાઉન ઇનર્શિયલ નેવિગેશન સિસ્ટમ નેવિગેશન અને માર્ગદર્શન ક્ષમતાના સંદર્ભમાં એરક્રાફ્ટની ઓપરેશનલ જરૂરિયાતોને પૂર્ણપણે પૂરી કરી શકે છે.^[1].

લેસર ગાયરો સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમની તુલનામાં, ફાઈબર ઓપ્ટિક ગાયરો સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમમાં નીચેના ફાયદા છે: 1) તેને યાંત્રિક જિટરની જરૂર નથી, સિસ્ટમની રચના અને કંપન ઘટાડવાની ડિઝાઇનની જટિલતાને સરળ બનાવે છે, વજન અને પાવર વપરાશ ઘટાડે છે અને સુધારે છે. નેવિગેશન સિસ્ટમની વિશ્વસનીયતા;2) ફાઈબર ઓપ્ટિક ગાયરોનું ચોકસાઇ સ્પેક્ટ્રમ વ્યૂહાત્મક સ્તરથી વ્યૂહાત્મક સ્તરને આવરી લે છે, અને તેની અનુરૂપ નેવિગેશન સિસ્ટમ અનુરૂપ નેવિગેશન સિસ્ટમ સ્પેક્ટ્રમ પણ બનાવી શકે છે, જે વલણ સિસ્ટમથી નેવિગેશન સિસ્ટમ સુધીની દરેક વસ્તુને લાંબા અંતરની લાંબા અંતર માટે આવરી લે છે. એન્ડ્યુરન્સ એરક્રાફ્ટ;3) ફાઈબર ઓપ્ટિક જાયરોસ્કોપનું પ્રમાણ સીધું ફાઈબર રીંગના કદ પર આધાર રાખે છે.ઝીણા વ્યાસવાળા ફાઈબરના પરિપક્વ ઉપયોગ સાથે, સમાન ચોકસાઈ સાથે ફાઈબર ઓપ્ટિક જાયરોસ્કોપનું પ્રમાણ નાનું અને નાનું થઈ રહ્યું છે, અને પ્રકાશ અને લઘુકરણનો વિકાસ એ અનિવાર્ય વલણ છે.

એકંદર ડિઝાઇન યોજના

એરબોર્ન ફાઇબર ઓપ્ટિક ગાયરો સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમ સંપૂર્ણપણે સિસ્ટમ હીટ ડિસીપેશન અને ફોટોઇલેક્ટ્રિક વિભાજનને ધ્યાનમાં લે છે અને "થ્રી-કેવિટી" સ્કીમ અપનાવે છે.^[6,7], IMU પોલાણ, ઇલેક્ટ્રોનિક કેવિટી અને સેકન્ડરી પાવર કેવિટી સહિત.IMU પોલાણમાં IMU બોડી સ્ટ્રક્ચર, ઓપ્ટિકલ ફાઈબર સેન્સિંગ રિંગ અને ક્વાર્ટઝ ફ્લેક્સિબલ એક્સીલેરોમીટર (ક્વાર્ટઝ પ્લસ મીટર); ઈલેક્ટ્રોનિક કેવિટીમાં ગાયરો ફોટોઈલેક્ટ્રિક બોક્સ, મીટર કન્વર્ઝન બોર્ડ, નેવિગેશન કમ્પ્યુટર અને ઈન્ટરફેસ બોર્ડ અને સેનિટેશન ગાઈડનો સમાવેશ થાય છે. બોર્ડ;સેકન્ડરી પાવર કેવિટીમાં પેકેજ્ડ સેકન્ડરી પાવર મોડ્યુલ, EMI ફિલ્ટર, ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ કેપેસિટરનો સમાવેશ થાય છે. આઇએમયુ પોલાણમાં ગાયરો ફોટોઇલેક્ટ્રિક બોક્સ અને ઓપ્ટિકલ ફાઇબર રિંગ મળીને ગાયરો ઘટક અને ક્વાર્ટઝ ફ્લેક્સિબલ એક્સીલેરોમીટર અને મીટર કન્વર્ઝન પ્લેટ બનાવે છે. એકસાથે એક્સીલેરોમીટર ઘટક બનાવે છે^[8].

સમગ્ર યોજના ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઘટકોના વિભાજન અને દરેક ઘટકની મોડ્યુલર ડિઝાઇન પર ભાર મૂકે છે, અને એકંદર ગરમીના વિસર્જન અને ક્રોસ હસ્તક્ષેપના દમનને સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ અને સર્કિટ સિસ્ટમની અલગ ડિઝાઇન પર ભાર મૂકે છે. ડીબગબિલિટી અને એસેમ્બલી તકનીકને સુધારવા માટે ઉત્પાદન, કનેક્ટર્સનો ઉપયોગ ઈલેક્ટ્રોનિક ચેમ્બરમાં સર્કિટ બોર્ડને જોડવા માટે થાય છે અને IMU ચેમ્બરમાં ઓપ્ટિકલ ફાઈબર રિંગ અને એક્સીલેરોમીટર અનુક્રમે ડીબગ કરવામાં આવે છે.IMU ની રચના કર્યા પછી, સમગ્ર એસેમ્બલી હાથ ધરવામાં આવે છે.

 ઇલેક્ટ્રોનિક પોલાણમાં સર્કિટ બોર્ડ એ ગાયરો પ્રકાશ સ્રોત, ડિટેક્ટર અને ફ્રન્ટ ડિસ્ચાર્જ સર્કિટ સહિત ઉપરથી નીચે સુધી ગાયરો ફોટોઇલેક્ટ્રિક બોક્સ છે; ટેબલ કન્વર્ઝન બોર્ડ મુખ્યત્વે એક્સીલેરોમીટર વર્તમાન સિગ્નલને ડિજિટલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે; નેવિગેશન સોલ્યુશન અને ઈન્ટરફેસ સર્કિટમાં ઈન્ટરફેસ બોર્ડ અને નેવિગેશન સોલ્યુશન બોર્ડનો સમાવેશ થાય છે, ઈન્ટરફેસ બોર્ડ મુખ્યત્વે મલ્ટી-ચેનલ ઈન્ર્શિયલ ડિવાઈસ ડેટા, પાવર સપ્લાય ઈન્ટરએક્શન અને એક્સટર્નલ કમ્યુનિકેશનનું સિંક્રનસ એક્વિઝિશન પૂર્ણ કરે છે, નેવિગેશન સોલ્યુશન બોર્ડ મુખ્યત્વે શુદ્ધ ઈન્ર્શિયલ નેવિગેશન અને ઈન્ટિગ્રેટેડ નેવિગેશન સોલ્યુશન પૂર્ણ કરે છે; માર્ગદર્શિકા બોર્ડ મુખ્યત્વે પૂર્ણ કરે છે. સેટેલાઇટ નેવિગેશન, અને સંકલિત નેવિગેશન પૂર્ણ કરવા માટે નેવિગેશન સોલ્યુશન બોર્ડ અને ઇન્ટરફેસ બોર્ડને માહિતી મોકલે છે. સેકન્ડરી પાવર સપ્લાય અને ઇન્ટરફેસ સર્કિટ કનેક્ટર દ્વારા જોડાયેલા છે, અને સર્કિટ બોર્ડ કનેક્ટર દ્વારા જોડાયેલ છે.

કી ટેક્નોલોજીઓ

1. સંકલિત ડિઝાઇન યોજના

એરબોર્ન ફાઇબર ઓપ્ટિક ગાયરો નેવિગેશન સિસ્ટમ મલ્ટિપલ સેન્સરના એકીકરણ દ્વારા એરક્રાફ્ટની છ ડિગ્રી સ્વતંત્રતા ગતિ શોધને અનુભવે છે. ત્રણ એક્સિસ ગાયરો અને ત્રણ એક્સિસ એક્સિલરોમીટરને ઉચ્ચ એકીકરણ ડિઝાઇન, પાવર વપરાશ, વોલ્યુમ અને વજન ઘટાડવા માટે ધ્યાનમાં લઈ શકાય છે. ફાઇબર ઓપ્ટિક માટે gyro ઘટક, તે ત્રણ-અક્ષ સંકલન ડિઝાઇનને હાથ ધરવા માટે પ્રકાશ સ્ત્રોતને શેર કરી શકે છે; એક્સેલરોમીટર ઘટક માટે, ક્વાર્ટઝ ફ્લેક્સિબલ એક્સીલેરોમીટરનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે, અને રૂપાંતર સર્કિટ માત્ર ત્રણ રીતે ડિઝાઇન કરી શકાય છે. સમયની સમસ્યા પણ છે. મલ્ટિ-સેન્સર ડેટા એક્વિઝિશનમાં સિંક્રનાઇઝેશન.ઉચ્ચ ગતિશીલ વલણ અપડેટ માટે, સમય સુસંગતતા વલણ અપડેટની ચોકસાઈની ખાતરી કરી શકે છે.

2. ફોટોઇલેક્ટ્રિક વિભાજન ડિઝાઇન

ફાઈબર ઓપ્ટિક ગાયરો એ કોણીય દરને માપવા માટે સાગ્નેક ઈફેક્ટ પર આધારિત ફાઈબર ઓપ્ટિક સેન્સર છે. તેમાંથી, ફાઈબર રિંગ એ ફાઈબર ગાયરોસ્કોપની સંવેદનશીલ કોણીય ગતિનું મુખ્ય ઘટક છે.તે કેટલાક સો મીટરથી લઈને હજારો મીટર ફાઈબર સુધી ઘા છે. જો ઓપ્ટિકલ ફાઈબર રિંગનું તાપમાન ક્ષેત્ર બદલાય છે, તો ઓપ્ટિકલ ફાઈબર રિંગના દરેક બિંદુ પરનું તાપમાન સમય સાથે બદલાય છે, અને પ્રકાશ તરંગના બે બીમ બિંદુમાંથી પસાર થાય છે. જુદા જુદા સમયે (ઓપ્ટિકલ ફાઇબર કોઇલના મધ્ય બિંદુ સિવાય), તેઓ જુદા જુદા ઓપ્ટિકલ પાથનો અનુભવ કરે છે, પરિણામે તબક્કામાં તફાવત આવે છે, આ બિન-પારસ્પરિક તબક્કાની પાળી પરિભ્રમણને કારણે થતી સાગ્નેકે તબક્કાની પાળીથી અસ્પષ્ટ છે. તાપમાનમાં સુધારો કરવા માટે ફાઈબર ઓપ્ટિક જાયરોસ્કોપની કામગીરી, ગાયરોસ્કોપના મુખ્ય ઘટક, ફાઈબર રીંગને ગરમીના સ્ત્રોતથી દૂર રાખવાની જરૂર છે.

ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઇન્ટિગ્રેટેડ જાયરોસ્કોપ માટે, ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણો અને ગાયરોસ્કોપના સર્કિટ બોર્ડ ઓપ્ટિકલ ફાઇબર રિંગની નજીક છે.જ્યારે સેન્સર કામ કરે છે, ત્યારે ઉપકરણનું તાપમાન પોતે અમુક અંશે વધશે, અને રેડિયેશન અને વહન દ્વારા ઓપ્ટિકલ ફાઈબર રિંગને અસર કરશે. ઓપ્ટિકલ ફાઈબર રિંગ પર તાપમાનના પ્રભાવને ઉકેલવા માટે, સિસ્ટમ ફોટોઈલેક્ટ્રિક વિભાજનનો ઉપયોગ કરે છે. ઓપ્ટિકલ ફાઈબર જાયરોસ્કોપ, જેમાં ઓપ્ટિકલ પાથ સ્ટ્રક્ચર અને સર્કિટ સ્ટ્રક્ચર, ફાઈબર અને વેવગાઈડ લાઈન કનેક્શન વચ્ચે બે પ્રકારના સ્ટ્રક્ચર સ્વતંત્ર અલગતાનો સમાવેશ થાય છે. ફાઈબર હીટ ટ્રાન્સફર સંવેદનશીલતાને અસર કરતા પ્રકાશ સ્ત્રોત બૉક્સમાંથી ગરમી ટાળો.

3. પાવર-ઓન સ્વ-શોધ ડિઝાઇન

ફાઈબર ઓપ્ટિક ગાયરો સ્ટ્રેપડાઉન નેવિગેશન સિસ્ટમમાં જડતા ઉપકરણ પર ઇલેક્ટ્રિકલ પર્ફોર્મન્સ સ્વ-પરીક્ષણ કાર્ય હોવું જરૂરી છે. કારણ કે નેવિગેશન સિસ્ટમ ટ્રાન્સપોઝિશન મિકેનિઝમ વિના શુદ્ધ સ્ટ્રેપડાઉન ઇન્સ્ટોલેશન અપનાવે છે, જડતા ઉપકરણોની સ્વ-પરીક્ષણ બે ભાગોમાં સ્થિર માપ દ્વારા પૂર્ણ થાય છે, એટલે કે , બાહ્ય ટ્રાન્સપોઝિશન ઉત્તેજના વિના, ઉપકરણ-સ્તરની સ્વ-પરીક્ષણ અને સિસ્ટમ-સ્તરની સ્વ-પરીક્ષણ.

ERDI TECH LTD સોલ્યુઝીની per le specifiche tecniche