Водолазная электроника - стр. 9
2.1.2.4. Бесплатформенные инерциальные системы (БИНС) это новый вид инерциальных приборов, имеющих малые габариты и позволяющих выдавать координаты водолаза или ПСД в трёх плоскостях.
Основа БИНС это блок чувствительных элементов, состоящий из 3-х ортогонально расположенных гироскопов (датчиков угловой скорости) и 3-х ортогонально расположенных акселерометров.
Блок-схема БИНС представлена на рис. 12.
Рис. 12. Блок-схема бесплатформенной инерциальной системы.
В бесплатформенных инерциальных навигационных системах нет подвижных деталей. Сам гироскоп, можно сказать, трансформировался в электровакуумный прибор.
В настоящее время гироскопы есть лазерные, волоконно-оптические, волновые твердотельные, микро-механические. Какой из них самый совершенный – это вопрос удовлетворения требований потребителя к точности формирования навигационной информации. Чем ниже точность и проще технология, тем дешевле БИНС.
Есть и другие типы гироскопов, которые еще не достигли технологического совершенства и не используются индустриально, например, СВЧ, ядерный магнитно-резонансный (рис. 13.), гироскоп на холодных атомах и другие.
Рис. 13. Гироскоп на базе микроядерного магнитного резонанса (рядом монета).
Современный БИНС на лазерных гироскопах и кварцевых акселерометрах является одним из наиболее сложных, дорогих и высокотехнологичных изделий авиакосмической промышленности.
Разработкой БИНС авиационного применения в России занимаются ряд организаций, в том числе и Московский институт электромеханики и автоматики (МИЭА), входящий в КРЭТ. Причем БИНС только этого института принят в серийное производство. Системы навигации на лазерных гироскопах и кварцевых акселерометрах, разработанные в МИЭА входят в состав комплексов бортового оборудования современных и перспективных самолетов гражданского и военного назначения.
Кольцевые лазерные гироскопы и кварцевые акселерометры сегодня – самые точные и наиболее распространенные в мире.
Принцип действия лазерного гироскопа заключается в том, что внутри замкнутого по периметру пространства, образованного системой зеркал и корпусом, изготовленным из специального стекла, возбуждаются два лазерных луча, которые по каналам идут навстречу друг другу. Когда гироскоп находится в состоянии покоя, два луча «бегут» навстречу друг другу с одинаковой частотой, а когда начинает совершать угловое движение, то каждый из лучей изменяет свою частоту в зависимости от направления и скорости этого движения.
Через одно из зеркал выводится часть энергии лучей и формируется интерференционная картина. Наблюдая за этой картиной, с помощью фотоприемника считывают информацию об угловом движении гироскопа, определяют направление вращения по направлению движения интерференционной картины и величину угловой скорости по скорости ее движения. Фотоприемник преобразует оптический сигнал в электрический, а дальше начинаются процессы его усиления, фильтрации и отделения помех.