MEMS陀螺在飛機(jī)吊艙穩(wěn)定系統(tǒng)中的應(yīng)用

飛機(jī)要在空中完成對(duì)目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤任務(wù)，需要一個(gè)機(jī)載的平臺(tái)和搭載一個(gè)在該平臺(tái)上有探測(cè)設(shè)備組成的集成系統(tǒng)，在硬件表現(xiàn)形式上稱之為“吊艙”，廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)飛機(jī)火力控制系統(tǒng)、光電偵查系統(tǒng)中。根據(jù)內(nèi)置設(shè)備的功能，機(jī)載吊艙可以分為導(dǎo)航吊艙、瞄準(zhǔn)吊艙、紅外測(cè)量吊艙、電子干擾吊艙及電子情報(bào)吊艙等。

機(jī)載光電吊艙近10年來在國外發(fā)展很快，特別是在偵察告警、目標(biāo)指示、控制瞄準(zhǔn)和導(dǎo)航跟蹤等方面得到廣泛地重視。目前機(jī)載吊艙除用于武裝偵察直升機(jī)、無人偵察機(jī)外，還可用于目標(biāo)特性測(cè)量、光電制導(dǎo)武器模擬等方面，在電力巡線、海上緝私、環(huán)保監(jiān)測(cè)等民用方面也有廣泛的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)在機(jī)載環(huán)境下迅速捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，這就必須建立陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)。吊艙陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的作用就是快速而準(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)，隔離載體的搖擺。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

吊艙陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)通常采用雙軸陀螺穩(wěn)定平臺(tái)方案，結(jié)構(gòu)示意如圖2。其中主體儀器是兩軸支撐的常平架結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)（俯仰環(huán)）用于安裝光電載荷，外環(huán)（方位環(huán)）垂直安裝在基座上。兩環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸正交，外環(huán)可作360°連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。兩環(huán)上分別安裝一只單自由度陀螺儀，通過鎖定回路構(gòu)成速率陀螺，用以測(cè)量兩環(huán)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。光電載荷安裝在穩(wěn)定平臺(tái)上，通過陀螺穩(wěn)定平臺(tái)隔離載機(jī)的振動(dòng)，獲得相對(duì)慣性空間穩(wěn)定的平臺(tái)空間，并且在控制指令的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)光電載荷對(duì)目標(biāo)的搜索、捕獲、跟蹤和定位。因此機(jī)載陀螺穩(wěn)定平臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩大功能：一是空間穩(wěn)定，二是能夠跟蹤目標(biāo)。