اشترك في وسائل التواصل الاجتماعي الخاصة بنا للحصول على مشاركة سريعة
تطورت جيروسكوبات الليزر الحلقية (RLGs) بشكل ملحوظ منذ بدايتها، حيث لعبت دورًا محوريًا في أنظمة الملاحة والنقل الحديثة. تتعمق هذه المقالة في تطوير ومبادئ وتطبيقات RLGs، مع تسليط الضوء على أهميتها في أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي واستخدامها في آليات النقل المختلفة.
الرحلة التاريخية للجيروسكوبات
من المفهوم إلى الملاحة الحديثة
بدأت رحلة الجيروسكوبات مع الاختراع المشترك لأول بوصلة جيروسكوبية في عام 1908 من قبل إلمر سبيري، الملقب بـ "أبو تكنولوجيا الملاحة الحديثة"، وهيرمان أنشوتز كيمبفي. على مر السنين، شهدت الجيروسكوبات تحسينات كبيرة، مما عزز فائدتها في الملاحة والنقل. وقد مكنت هذه التطورات الجيروسكوبات من توفير التوجيه الحاسم لتحقيق الاستقرار في رحلات الطائرات وتمكين عمليات الطيار الآلي. أظهر العرض البارز الذي قدمه لورانس سبيري في يونيو 1914 إمكانات الطيار الآلي الجيروسكوبي من خلال تثبيت الطائرة أثناء وقوفه في قمرة القيادة، مما يمثل قفزة كبيرة إلى الأمام في تكنولوجيا الطيار الآلي.
الانتقال إلى الجيروسكوبات الليزرية الحلقية
استمر التطور مع اختراع أول جيروسكوب ليزر حلقي في عام 1963 على يد ماسيك وديفيز. يمثل هذا الابتكار تحولًا من الجيروسكوبات الميكانيكية إلى الجيروسكوبات الليزرية، مما يوفر دقة أعلى وصيانة أقل وتكاليف أقل. اليوم، تهيمن الجيروسكوبات الليزرية الحلقية، خاصة في التطبيقات العسكرية، على السوق نظرًا لموثوقيتها وكفاءتها في البيئات التي تتعرض فيها إشارات GPS للخطر.
مبدأ الجيروسكوبات الليزرية الحلقية
فهم تأثير سانياك
تكمن الوظيفة الأساسية لـ RLGs في قدرتها على تحديد اتجاه الجسم في الفضاء بالقصور الذاتي. يتم تحقيق ذلك من خلال تأثير سانياك، حيث يستخدم مقياس التداخل الحلقي أشعة الليزر التي تنتقل في اتجاهين متعاكسين حول مسار مغلق. يعمل نمط التداخل الناتج عن هذه الحزم كنقطة مرجعية ثابتة. وأي حركة تغير أطوال مسار هذه الحزم، مما يسبب تغييرا في نمط التداخل يتناسب مع السرعة الزاوية. تسمح هذه الطريقة البارعة لـ RLGs بقياس الاتجاه بدقة استثنائية دون الاعتماد على مراجع خارجية.
تطبيقات في الملاحة والنقل
ثورة في أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS)
تلعب RLG دورًا أساسيًا في تطوير أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS)، والتي تعتبر ضرورية لتوجيه السفن والطائرات والصواريخ في البيئات التي لا يتوفر فيها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). إن تصميمها المدمج والخالي من الاحتكاك يجعلها مثالية لمثل هذه التطبيقات، مما يساهم في توفير حلول ملاحة أكثر موثوقية ودقة.
المنصة المستقرة مقابل نظام INS ذو الحزام السفلي
لقد تطورت تقنيات INS لتشمل كلاً من الأنظمة الأساسية المستقرة وأنظمة الحزام. توفر منصة INS المستقرة، على الرغم من تعقيدها الميكانيكي وقابلية التآكل، أداءً قويًا من خلال تكامل البيانات التناظرية. علىمن ناحية أخرى، تستفيد أنظمة INS ذات الحزام من الطبيعة المدمجة والخالية من الصيانة لـ RLGs، مما يجعلها الخيار المفضل للطائرات الحديثة نظرًا لفعاليتها من حيث التكلفة والدقة.
تعزيز الملاحة الصاروخية
تلعب RLGs أيضًا دورًا حاسمًا في أنظمة توجيه الذخائر الذكية. في البيئات التي لا يمكن الاعتماد فيها على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، توفر RLG بديلاً يمكن الاعتماد عليه للملاحة. إن صغر حجمها ومقاومتها للقوى الشديدة يجعلها مناسبة للصواريخ وقذائف المدفعية، والتي تتمثل في أنظمة مثل صاروخ كروز توماهوك وM982 Excalibur.
رسم تخطيطي لمثال منصة مثبتة بالقصور الذاتي باستخدام حوامل. بإذن من الهندسة 360.
تنصل:
- نعلن بموجب هذا أن بعض الصور المعروضة على موقعنا تم جمعها من الإنترنت وويكيبيديا، بهدف تعزيز التعليم وتبادل المعلومات. نحن نحترم حقوق الملكية الفكرية لجميع المبدعين. وليس المقصود من استخدام هذه الصور تحقيق مكاسب تجارية.
- إذا كنت تعتقد أن أيًا من المحتوى المستخدم ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك، فيرجى الاتصال بنا. نحن على أتم استعداد لاتخاذ التدابير المناسبة، بما في ذلك إزالة الصور أو توفير الإسناد المناسب، لضمان الامتثال لقوانين ولوائح الملكية الفكرية. هدفنا هو الحفاظ على منصة غنية بالمحتوى وعادلة وتحترم حقوق الملكية الفكرية للآخرين.
- يرجى الاتصال بنا على عنوان البريد الإلكتروني التالي:sales@lumispot.cn. ونحن نلتزم باتخاذ إجراءات فورية عند تلقي أي إشعار ونضمن التعاون بنسبة 100% في حل أي من هذه المشكلات.
وقت النشر: 01 أبريل 2024