Kritik sistemlerde yanlış yönlendirme, kaçırılan hedefler, navigasyon hataları veya ekipman arızası olsun, büyük aksaklıklara yol açabilir. Bu yüzden güvenilir, hassas yönelim verilerine sahip olmak çok önemlidir. Ve yüksek hassasiyetli sistemler söz konusu olduğunda, fiber optik jiroskop (FOG) en güvenilir araçlardan biridir.
Bir fiber optik jiroskop (sis), sarmal fiber optiklere ışık parazitini kullanarak bir nesnenin dönüşünü ölçer. Sonuç, oryantasyon hakkında son derece doğru verilerdir, havacılık, savunma ve deniz operasyonları gibi alanlarda navigasyon ve stabilizasyon için çok önemlidir. Sistemlerde başarısız olmayı göze alamayacağınız bir teknoloji parçası.
Ama her şey nasıl çalışıyor? Hadi parçalayalım.
İçindekiler
Fiber optik jiroskop nasıl çalışır?
İlk bakışta, fiber optik jiroskop doğrudan bilim kurgudan bir şey gibi geliyor: rotasyonu ölçmek için ışığı kullanmak. Ama girdikten sonra şaşırtıcı derecede basit. Sagnac etkisi adı verilen bir şeyden yararlanıyor . Bu, ışığın rotasyon yönüne veya rotasyon yönüne karşı hareket edip etmediğine bağlı olarak farklı davrandığı yerdir.
Bir sisin içinde, uzun fiber optik kablo bobinleri vardır. Bir lazer ışını ikiye bölünür ve bobin boyunca zıt yönlere gönderilir. Sistem dönüyorsa, dönme ile hareket eden ışın, döngüsünü tamamlamak için ona karşı hareket eden ışından biraz daha uzun sürecektir. Jiroskop, zamandaki bu küçük farkı ölçer. Oradan, kesin rotasyon oranını hesaplar.
Fiber optik jiroskoplar neden hassasiyetle mükemmelleşiyor?
Farklı tür jiroskoplarla çalıştım ve fiber optik jiroskop hassasiyeti için öne çıkıyor. Havacılık, savunma ve hatta uzay araştırmaları gibi üst düzey endüstrilerin sislere güvenmesinin bir nedeni var.
Birincisi, hiçbir hareketli parça, zaman içinde kırılması veya bozulması için daha az fırsat anlamına gelir. Mekanik jiroskoplar - etkili olsa da - yıpranabilen eğirme bileşenlerini kullanın. Titreşim, sürtünme ve sıcaklık değişiklikleri bu sistemlere zarar verir. Ama sisler? Sadece çalışmaya devam ediyorlar. İçindeki ışık bozulmaz veya yıpranmaz, sisi sert koşullarda inanılmaz derecede dayanıklı ve güvenilir hale getirir.
İkincisi, dakika dönme değişikliklerini ölçmek söz konusu olduğunda, sis neredeyse rakipsizdir. Bir uyduyu stabilize etmeye veya bir füzeye rehberlik etmeye çalışın, hassasiyete ihtiyacınız var. Mekanik sistemler küçük hatalar veya gecikme getirebilir, ancak fiber optik anında reaksiyona girer. Sis, rotasyondaki en küçük değişimleri bile okur ve neredeyse mükemmel doğruluk sağlar.
Sisler navigasyon sistemlerine nasıl sığar?
Sisler genellikle ivmeölçerler ve manyetometrelerle birlikte çalıştıkları atalet ölçüm birimleri (IMUS) gibi daha büyük sistemlere entegre edilir. Birlikte, bu sensörler bir nesnenin hem döndürme hem de doğrusal hareketi hakkında kapsamlı veriler sağlar. Bu, IMUS'u gelişmiş navigasyon sistemleri için gerekli kılar.
Sislerin göze çarpan faydalarından biri, GPS dengeli ortamlarda bile etkili bir şekilde çalışabilmeleridir. Derin su altında çalışan denizaltıları veya uzayda seyahat eden uzay aracısı düşünün - bunlar GPS sinyallerinin mevcut olmadığı yerlerdir. Bu durumlarda, sistemler doğru, gerçek zamanlı oryantasyon verileri sağlamak için sis gibi dahili sensörlere dayanır.
GPS'in mevcut olduğu durumlarda bile, sisler ek bir güvenlik katmanı sağlar. Diyelim ki GPS sinyallerinin düşme eğiliminde olan bir tünelden geçiyorsunuz. Bir sis, GPS sinyali geri dönene kadar sistemi takip edebilir ve navigasyonda hiçbir bozulma olmamasını sağlayabilir.
Fiber optik jiroskoplar nerede kullanılır?
Fiber optik jiroskoplar hayal edebileceğiniz en zorlu ortamlardan bazılarında kullanılır. Havacılık ve uzayda, uçak ve uzay aracını düzgün bir şekilde yönlendirmek için kritik öneme sahiptir. İster ticari bir jet veya askeri drone olsun, sis, bu araçların zorlu koşullarda bile parkurda kalmasını sağlar.
Savunma endüstrisinde, sisler füze rehberlik sistemlerinin ve insansız hava araçlarının (İHA) önemli bir bileşenidir. Hassasiyet, küçük bir yanlış hesaplamanın bir hedefi kaçırmak veya bir görevi başarısızlığa uğratmak anlamına gelebileceği bu uygulamalarda pazarlık edilemez. Sisler, bu sistemlerin savaş sıcağında bile güvenilir bir şekilde performans göstermesini sağlayan gerçek zamanlı, son derece doğru verileri sağlar.
Deniz navigasyonunda, sisler GPS sinyallerinin derin okyanusa nüfuz edemediği denizaltılar için gereklidir. Bir denizaltının harici referans noktaları olmadan etkili bir şekilde gezinme yeteneği büyük ölçüde sislere bağlıdır. Ayrıca hassasiyet ve stabilitenin eşit derecede önemli olduğu yüzey gemilerinde de kullanılır.
Ve elbette, uzay araştırması sislerin parladığı başka bir alandır. Uydular ve uzay aracı, en küçük yanlış hizalama bile ciddi sorunlara neden olabileceği uzaydaki yönelimlerini korumak için onlara güvenir. Sislerin sunduğu hassasiyet, böyle affetmeyen bir ortamda çalışırken tam olarak ihtiyaç duyulan şeydir.
Fiber optik jiroskopların temel avantajları nelerdir?
Gördüklerime dayanarak, sisin diğer jiroskop türlerine göre birkaç farklı avantajı vardır:
Hareketli Parçalar: Bu, geleneksel jiroskoplarla meydana gelebilecek mekanik arızaların çoğunu ortadan kaldırır. KULLANIM: Sisler inanılmaz bir hassasiyetle dönme küçük değişiklikleri ölçer. Çevresel faktörlere dayanıklılık: Sıcaklık değişimleri, titreşimler ve şoklar bir sis performansını kolayca etkilemez. Bir sisin performansını kolayca etkilemez. Alanın sınırlı olduğu, ancak yine de üst düzey performans sağladığı yer.
Fiber optik jiroskop, dayanıklılık ve doğruluğun eşsiz bir kombinasyonunu sunar, bu yüzden yüksek bahisli, yüksek hassasiyetli uygulamalarda tercih edilen seçimdir.
Fiber optik jiroskoplar kim yapar?
Guidenav sis bazlı atalet navigasyon sistemlerinin (INS) önde gelen bir üreticisidir . 35'ten fazla ülkede müşterilerle en iyi savunma yüklenicileri tarafından güvenilir. Guidenav, 15 yılı aşkın bir süredir en zorlu ortamlara 0.003 °/saat kadar hassas olan önyargı stabilitesi ile birinci sınıf sis sunar.
Çözüm
Fiber optik jiroskop (sis) bir oyun değiştirici olarak öne çıkıyor. İster bir füze hedefte tutuyor, ister bir uyduyu stabilize ediyor, ister bir denizaltıyı keşfedilmemiş sulardan yönlendiriyor olsun, sis en çok ihtiyacınız olduğunda güvenilir, gerçek zamanlı oryantasyon verileri sunar.
Güvenilirlik ve hassasiyetin kritik olduğu herhangi bir uygulama için, sis sadece iyi bir seçenek değildir, bu da en iyi seçenektir. Teknoloji sınırları zorlamaya devam ettikçe, fiber optik jiroskopun rolü sadece navigasyon ve kontrol sistemlerinin geleceğini şekillendirmede daha önemli hale gelecektir.
