В 2017 году гиперзвуковая ракетная тест в США стоимостью 32 миллиона долларов не удалось, когда во время запуска сломалась его инерционная единица измерения (IMU). Такие инциденты показывают критическую уязвимость: обычные MEMS IMUS не может противостоять стрессам артиллерийского уровня , рискуя критически важным руководством.
Такие инциденты подчеркивают суровую реальность: стандартные MEMS IMUS не предназначены для обстановки артиллерийского уровня. Последствия - направленные боеприпасы, дестабилизированные платформы и неудачи миссий - ужасны. Вот почему команда Guidenav начала разрабатывать Gun-Hard Mems IMU , спроектированную, чтобы выдержать эти экстремальные условия с надежностью военного уровня.
Gun-Hard MEMS IMU спроектирован, чтобы пережить более 10 000 г шоков, сохраняя при этом стабильность высокой смещения, что делает их идеальными для точного руководства в ракетах, скользящих бомбах и артиллерийских снарядах. Эти датчики сочетают в себе усовершенствованные материалы для сжигания ударов, термическую компенсацию, управляемую AI и массивы с тройным восстановлением акселерометров, чтобы превзойти традиционные MEMS IMUS.
Давайте углубимся в технические проблемы, которые обращаются с оружием инерционным измерением, и рассмотрим, как эти инновации революционизируют системы обороны.
Оглавление
Проблемы в средах высокого G: дилемма MEMS IMU
Среда High-G создает значительные проблемы для MEMS IMUS. Интенсивные силы могут вызвать структурные переломы в кремниевых микроструктурах, что приводит к катастрофическим сбоям. Эти неудачи не просто теоретические; Они были задокументированы в различных исследованиях, где коммерческие датчики MEMS не удались при артиллерийских стрессах. Мы суммировали, что основные проблемы многогранны:
- Структурные переломы: внезапное ускорение создает концентрации стресса, которые разрушают компоненты MEMS.
- Дрейф гироскопии: индуцированные шоковыми ошибками смещения предоставляют данные навигации непригодны в течение нескольких секунд.
- Термический гистерезис: быстрое изменение температуры искажает калибровку датчиков, дальнейшая уборка точности.
Чтобы преодолеть эти проблемы, нам пришлось переосмыслить дизайн MEMS с нуля, включая материалы и геометрию, которые равномерно распределяют силы и поддерживают стабильность в экстремальных условиях.
Gun-Hard Mems IMU. Технологические достижения
За последнее десятилетие Guidenav сосредоточился на разработке IMUS с оружием, который может пережить самую жесткую среду. Развитие Gun-Hard Mems IMUS отражает более широкие достижения отрасли в области навигации High-G. За последнее десятилетие были достигнуты значительные прорывы:
Мы начали с перепроектирования структурной геометрии MEMS для создания симметричных кремниевых «островов», которые равномерно распределяют ударные силы, что устраняет концентрации стресса. Этот подход, вдохновленный устойчивой к землетрясениям, оказался эффективным в снижении рисков перелома на 83%.
Затем мы интегрировали фазовые материалы для поглощения тепловых пиков во время транзита ствола. Эта система теплового управления гарантирует, что наш IMUS остается точным и надежным в экстремальных средах.
Наконец, мы разработали самовосстанавливающиеся ASIC, которые используют алгоритмы машинного обучения для прогнозирования и исправления ошибок, вызванных шоком в режиме реального времени. Эти прогнозирующие модели, обученные тысячам испытательных последовательностей в прямом эфире, позволяют нашему IMU поддерживать точность, даже когда они подвергались силам, которые нанесли бы вред традиционным датчикам.
Эти инновации преобразовали ландшафт навигации High-G, обеспечивая точное руководство в средах, где обычные IMUS потерпит неудачу.
Применение тематические исследования: управляемые боеприпасы и артиллерия
Ракеты с гидом и ракеты
Gun-Hard Mems IMU имеют решающее значение в ракетах и ракетах с гидом, где точность имеет первостепенное значение. Эти датчики должны пережить ударные шоки, предоставляя данные непрерывной навигации. Например, в управляемых ракетных системах, Gun-Hard IMUS была интегрирована для поддержания ≤0,3 МРП после запуска, значительно повышая точность нацеливания.
Артиллерийские системы руководства
В артиллерийских приложениях Gun-Hard IMUS обеспечивает точное руководство даже в средах, вызванных GPS. Объединив данные IMU с алгоритмами соответствия контуров местности, системы могут достичь ≤5M точности CEP в течение длинных диапазонов, повышая эффективность артиллерийских операций.
Гиперзвуковые транспортные средства
Для гиперзвуковых транспортных средств, которые работают на скорости MACH 5+, оружие-жард имеет важное значение для поддержания стабильности навигации, несмотря на экстремальные температуры и вибрации. Эти датчики гарантируют, что транспортные средства остаются на курсе, даже когда сигналы GPS нарушаются.
Guidenav Guide600G Gun-Hard Mems Imu
В сфере средней среды High-G, где обычные меморандумы часто терпят катастрофически, Guidenav Guide600G является маяком надежности. Этот Gun-Hard Mems IMU спроектирован, чтобы противостоять удивительному 20 000 г шока, что делает его незаменимым компонентом для критически важных применений в обороне и аэрокосмической промышленности.
Guide600G является свидетельством приверженности Guidenav расширить границы технологии MEMS. Вот некоторые из его ключевых функций:
- Проект Gun Hard: Guide600G спроектирован для выдержания 20 000 г шоков, что значительно превышает возможности стандартных MEMS IMUS. Это достигается за счет передовых материалов и симметричных кремниевых геометрий, которые равномерно распределяют силы, минимизируя концентрации напряжений.
- Модульная конструкция: его модульная архитектура позволяет легко интегрировать в различные системы, что делает его универсальным для различных приложений.
- Высокая скорость выходных данных: с частотой выходной сигнала 1200 Гц Guide600G предоставляет данные в реальном времени, необходимые для точной навигации и управления.
- Экстремальная надежность окружающей среды: он эффективно работает при температурах в диапазоне от -40 ° C до +80 ° C, обеспечивая стабильность в различных условиях окружающей среды.
- Без итара
Эти функции делают Guide600G привлекательным выбором для управляемых боеприпасов следующего поколения, гиперзвуковых транспортных средств и других критических аэрокосмических приложений, где надежность при крайних условиях имеет первостепенное значение.
