MEMS陀螺在飛機吊艙穩(wěn)定系統(tǒng)中的應用

飛機要在空中完成對目標的探測和跟蹤任務，需要一個機載的平臺和搭載一個在該平臺上有探測設備組成的集成系統(tǒng)，在硬件表現形式上稱之為“吊艙”，廣泛應用于運動飛機火力控制系統(tǒng)、光電偵查系統(tǒng)中。根據內置設備的功能，機載吊艙可以分為導航吊艙、瞄準吊艙、紅外測量吊艙、電子干擾吊艙及電子情報吊艙等。

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

為了實現在機載環(huán)境下迅速捕獲、跟蹤、瞄準運動的目標，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確地跟蹤目標，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)定平臺方案，結構示意如圖2。其中主體儀器是兩軸支撐的常平架結構，內環(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)的轉動軸正交，外環(huán)可作360°連續(xù)轉動。兩環(huán)上分別安裝一只單自由度陀螺儀，通過鎖定回路構成速率陀螺，用以測量兩環(huán)軸的轉動角速度。光電載荷安裝在穩(wěn)定平臺上，通過陀螺穩(wěn)定平臺隔離載機的振動，獲得相對慣性空間穩(wěn)定的平臺空間，并且在控制指令的驅動下，實現光電載荷對目標的搜索、捕獲、跟蹤和定位。因此機載陀螺穩(wěn)定平臺實現兩大功能：一是空間穩(wěn)定，二是能夠跟蹤目標。