【猎云网北京】11月30日报道,
近日,边长2.5米的大型激光陀螺样机在湖南成功建造并实现闭环运行。这是国际上投入实用的最先进技术方案首次在中国自主试制。据悉,该样机由湖南208先进技术有限公司技术团队研制,填补了国内大型激光陀螺建造领域空的空白,为该领域的进一步研究奠定了良好的基础。
激光陀螺是航天空的关键部件,长期被国外“卡住”。
激光陀螺是一种高精度惯性传感器,主要用于感知物体的角运动。它的核心是一个四边形或三角形的环形激光器。当惯性导航系统与加速度传感器结合后,可以在不依赖GPS的情况下,在空内精确计算出运动车辆的位置,是导航空、航空航天、航海等领域的关键器件之一。由于在导航、制导等军事领域的巨大价值,激光陀螺仪一直被列在各国的出口管制清单上。
目前国际上研究的激光陀螺主要分为两类,一类是小型激光陀螺,广泛应用于导航领域;一个是具有科学仪器特性的大型激光陀螺仪。
一般小型激光陀螺仪的边长在几厘米到十几厘米的量级。激光陀螺仪在许多陆海空武器和相关民用领域中被用作核心导航部件。最著名的有美军的F-35,F-22战斗机,波音,空客机等民航空飞机等。目前小型激光陀螺的研究和生产已经比较成熟,我国在2010年左右成为世界上第四个能够自主生产小型激光陀螺的国家。
大型激光陀螺仪是指边长超过100米的陀螺仪.其巨大的面积优势赋予了其极高的测量灵敏度和精度,测量精度远超小型激光陀螺,使其在通用时间测量、地球物理、大地测量、地震学等领域有了全新的应用。但随着其体积的增大,其开发难度大大提高,开发过程也需要在小型激光陀螺仪的基础上花费五到十年甚至更长的时间,同时需要大量的资金支持。目前只有新西兰、德国、美国和中国的一些科研机构进行研究,这是一种精密的基础科学装置。我国一直未能在大型激光陀螺技术方案上取得突破,相关领域面临“卡脖子”的窘境。
有望实现高精度通用时间测量,我国大型激光陀螺取得重大突破。
近年来,随着卫星导航、航海空航天等科学领域的不断发展,在一些应用中通常需要高时间分辨率甚至实时的UT1参数。但UT1具有实时变化的特点,是地球定向参数中最难准确预测的参数。需要通过连续观测来获得,其解决的关键在于地球自转角速度瞬时值的高精度测量。大型激光陀螺作为高精度测量世界的重要技术,可以提供更加简洁、独立、实时的方法,广泛应用于科学技术和经济建设领域,在国防和航空航天领域也具有重要的战略意义。
208所RD团队接到国内某单位大型激光陀螺样机的研制需求后,创造性地提出了基于模块化组装的大型激光陀螺建设方案和基于长变焦成像的精密谐振腔准直系统,克服了超大尺寸材料加工和超长光路准直的难题。在资金有限的情况下,自主搭建超净隔振平台,尽可能在狭小的实验室内完成边长1m、1.5m、2m、2.5m的大型激光陀螺样机的搭建。我们实现了发光阈值小于1mA、地速自锁、短期精度保持等初步目标。,积累了大型激光陀螺结构参数设置和激光模式选择的重要数据。
实验结果表明,基于模块化组装的大型激光陀螺构建方案完全可以在短时间内实现各种边长的大型激光陀螺谐振腔的构建,且制造成本远低于国外现有方案,属于原始创新。该方案及相关技术已申请专利。
目前208公司的技术方案可以支持边长3m以上的大型激光陀螺的建设。
构建研究-技术-产品完整链条,布局新一代惯性器件。
总的来说,目前大型激光陀螺的研究还需要克服很多困难。在过去的30年里,欧洲、美国和其他国家的研究团队花了几十年的时间来建造这个装置。由于体积庞大、灵敏度高,大型激光陀螺的制造方法和误差机理与传统小型激光陀螺有很大不同,进一步提高系统性能任重道远,意义重大。
在“导航战”的概念已经提出数年,美国国防部提出2021年开发一种新的PNT技术作为GPS的补充的背景下,作为重要配套设备之一的高端惯性器件显得尤为重要。同时,高精度惯性器件也是未来无人驾驶汽车、无人机、室内导航、物联网等领域的基础器件。很多场景创新都将取决于其在性价比和生产力上的进一步提升。
在此背景下,原国防科技大学激光陀螺团队成员陆和王飞依托国防科技大学团队40年的拼搏精神和先进的经验,创办了湖南208先进科技有限公司。高性能惯性器件技术壁垒高,国内很少有企业专门从事这方面的研发。208所依托国内顶尖的惯性器件团队和材料科学领域的科学家,通过基础研究和工程实践的融合,实现新一代陀螺仪和加速度计跨前沿学科的技术研发、工程化和批量生产技术研究,构建国内RD水平最高、产品系列最全的通用惯性器件技术平台,立志成为行业领导者。
目前,208公司已联合国内一流大学相关团队成立联合实验室,构建了从前沿基础研究到工程实施的技术RD和产品制造完整链条,积极投入新一代惯性器件的研发,努力以科技创新为国家富强贡献力量!