fiber optik jiroskop seçmek, alanın aşırı ortamını işlemek için hassasiyet, esneklik ve uyarlanabilirliğe özel bir dikkat gerektirir. Uzayda IMUS, düşük Dünya yörünge uydularından derin alan problarına kadar değişen uygulamalar için navigasyon, oryantasyon ve stabilite için çekirdek görevi görür. Deneyimlerime göre, doğru IMU spesifikasyonları, özellikle doğruluk, şok ve sıcaklık toleransı ve radyasyon esnekliği açısından görev gereksinimlerine bağlıdır.
Uzay dereceli sis IMUS, ultra düşük önyargı sürüklenmesi (tipik olarak 0.01 derece/s'nin altında), 0.01 derece/√H'nin altında açısal rastgele bir yürüyüş (ARW), 10.000g'ye kadar şok toleransı ve operasyonel sıcaklık aralıklarını, spesifik ihtiyaçlar için daha fazla özelleştirme ile -40 ° C ila +70 ° C gerektirir.
Bu makalede, uzayda Fog IMU'lar için standartları, uygulamaları ve seçim kriterlerini inceleyeceğiz.
İçindekiler
Fiber optik jiroskop atalet ölçüm birimleri uzay uygulamaları için neden gereklidir?
Fiber optik jiroskop atalet ölçüm ünitesi (IMU) boşluk için idealdir, çünkü yeniden kalibrasyon olmadan uzun sürelerde stabilite, dayanıklılık ve minimum sürüklenme sunar. Mekanik olmayan, ışık tabanlı teknolojileri, açısal hareketi yüksek hassasiyetle ölçmek için optik lifler içinde parazit kullanır, bu da onları uzun vadeli görevler için sağlam ve istikrarlı hale getirir. İşte bu yüzden vazgeçilmezler:
- Ultra düşük önyargı sürüklenmesi ve yüksek hassasiyeti : Uzay sınıfı sis IMU'lar, zaman içinde doğru konumlandırmayı korumak için gerekli olan 0.01 derece/s'nin altında, ultra düşük önyargı sapmasına ulaşır. Hassasiyetleri, genellikle 0.01 derece/√H'nin altında düşük ARW ile desteklenir ve küçük değişikliklerin doğru bir şekilde yakalanmasını sağlar. Bu özellikler onları uydu hizalamasında olduğu gibi tutarlı hassasiyetin anahtar olduğu görevler için uygun hale getirir.
- Radyasyon sertleştirme : Uzayda radyasyon elektronikleri bozabilir. 100 KRAD'a kadar olan bir radyasyon toleransı, Sis IMU'larını kozmik ışınlar ve güneş radyasyonu nedeniyle performans bozulmasından korur.
Termal ve Şok Direnci : Uzaydaki Sis IMU'ları, geniş sıcaklık aralıklarında (-40 ° C ila +70 ° C) çalışmalı ve fırlatma ve evreleme için gerekli olan 10.000 g'a kadar kısa, yüksek yoğunluklu piroshock'lara dayanmalıdır.
Uzayda uygun sis için temel standartlar
Aşağıdaki tablo, termal direnç, şok toleransı ve radyasyon esnekliğini kapsayan uzay sınıfı sis IMU'lar için genel endüstri standartları sunmaktadır. Bu rakamlar belirli görev profillerine uyacak şekilde özelleştirilebilir.
| Özellik | Gereklilik | Açıklama |
|---|---|---|
| Termal direnç | Çalışma Aralığı: -40 ° C ila +70 ° C, özel seçenekler -55 ° C'ye | Hızlı sıcaklık kaymalarına güneş ışığından yörüngede gölgeye dayanmak için gereklidir. |
| Saklama sıcaklığı | -55 ° C ila +85 ° C | Taşıma ve depolama sırasında bileşen dayanıklılığını sağlar. |
| Şok direnci | Kısa Pyroshock etkinlikleri için 10.000g; Düzenli şoklar için ~ 30g | Fırlatma kuvvetlerine ve patlayıcı sahne ayrımlarına karşı korur. |
| Titreşim direnci | 20-2000 Hz'de 6.06g rms | Fırlatma titreşimi sırasında hizalamayı korur. |
| Radyasyon sertleştirme | 100 krad tid'e kadar | Uzun süreli radyasyon maruziyetinden performans bozulmasını önler. |
Bu standartlar bir temeldir, ancak görev taleplerine bağlı olarak uyarlama gerektirebilir. Örneğin, geostationary yörüngesindeki bir uydu, gezegensel bir keşif gezginden farklı radyasyon ve termal gereksinimlere sahip olabilir.
Sis IMUS'un Uzayda Temel Uygulamaları
Sis IMU'lar, her biri benzersiz performans taleplerine sahip çeşitli uygulamaların ayrılmaz bir parçasıdır:
| Başvuru | Sis IMU'nun rolü |
|---|---|
| Uydu tutum kontrolü | İletişim ve görüntüleme için uygun olan uyduları sabit ve yönlendirilmiş tutar. |
| Planetary Navigasyon | Uzun mesafeli uzay görevleri sırasında gereken kesin yörünge ayarlarını destekler. |
| Gezegensel Keşif Rovers | Kaba gezegen yüzeylerinde doğru navigasyon sağlar. |
| Aracı Kılavuzunu Başlat | Yükseliş sırasında stabilite sağlar ve yörünge yerleştirilene kadar yük güvenliği sağlar. |
Bu uygulamaların her birinin özel ihtiyaçları vardır, genellikle özel IMU spesifikasyonlarını dikte eder. Örneğin, geostationary yörüngesindeki bir uydu, yüksek şok direncine göre uzun süreli önyargı stabilitesine öncelik verebilirken, gezegensel bir gezici ek termal koruma gerektirebilir.
Uzay Görevleri için Doğru Fog IMU nasıl seçilir?
Birkaç kritik parametre, uzay uygulamaları için bir sis IMU seçimine rehberlik etmelidir. İşte temel faktörlerin dökümü:
- Hassasiyet ve Bias Stabilitesi
Uzay uygulamaları için IMUS, ARW değerleri 0.01 derece/√H'nin altında olan ultra düşük önyargı sürüklenmesi (tipik olarak 0.01 derece/s'nin altında) ve yüksek hassasiyet göstermelidir. Bu, oryantasyon verilerinin genişletilmiş görevlerde bile doğru kalmasını sağlar. - Şok ve titreşim direnci
10.000 g'a kadar pyrooshock toleransı ve 6.06g rms (20-2000 Hz) titreşim toleransı, fırlatma ve yörünge yerleştirme sırasında yaşanan kuvvetleri işlemek için idealdir. Düzenli titreşim toleransı, IMU'nun hizalama sorunları olmadan devam eden streslerle çalışabilmesini sağlar. - Sıcaklık aralığı ve radyasyon sertleştirme
IMU'ların, tipik olarak -40 ° C ila +70 ° C arasında geniş termal aralıklarda çalışması ve 100 KRAD'a kadar radyasyon seviyelerine dayanması gerekir. IMU'nun düşük Dünya yörüngesinde veya derin alanda olsun, benzersiz görev profilleri için özel yapılandırmalar mevcuttur. - Güç verimliliği
uzay aracı gücü sınırlıdır, bu nedenle etkili bir IMU (yaklaşık 4W) seçmek güç dağılımını optimize eder. Kompakt tasarımlar ayrıca, özellikle daha küçük yüklerde yer ve ağırlık kısıtlamalarının karşılanmasına yardımcı olur
Uzay uygulamaları için önerilen guidenav sis imus
Guidenav'ın uzay sınıfı IMU'lar yüksek hassasiyet, düşük sürüklenme ve dayanıklılık sunar. Aşağıda listelenen her model, belirli görev ihtiyaçları ile uyumlu özelleştirilebilir özellikler içerir:
| Model | Önyargı istikrarı | Dinamik aralık | Açısal rastgele yürüyüş (ARW) | Çalışma sıcaklığı aralığı | Şok direnci | Radyasyon toleransı |
|---|---|---|---|---|---|---|
| GTF40 | 0.1 derece/s | ± 500 °/s (özelleştirilebilir) | 0.01 derece/√H (özelleştirilebilir) | -45 ° C ila +70 ° C (özelleştirilebilir) | Pyroshock için 10.000g (özelleştirilebilir) | 100 KRAD TID (özelleştirilebilir) |
| GTF70A | 0.015 derece/s | ± 500 °/s (özelleştirilebilir) | 0.003 derece/√H (özelleştirilebilir) | -45 ° C ila +70 ° C (özelleştirilebilir) | Pyroshock için 10.000g (özelleştirilebilir) | 100 KRAD TID (özelleştirilebilir) |
| GTF120C | 0.001 derece/s | ± 500 °/s (özelleştirilebilir) | 0.0002 derece/√h (özelleştirilebilir) | -45 ° C ila +70 ° C (özelleştirilebilir) | Pyroshock için 10.000g (özelleştirilebilir) | 100 KRAD TID (özelleştirilebilir) |
Guideenav'ın Sis IMU'ları, Dünya yörüngelerinden gezegenler arası araştırmaya kadar çeşitli alan uygulamaları için tasarlanmıştır. Her model, farklı alan ortamlarında optimum performansı sağlamak için özel seçeneklerle mevcuttur.
Uzay sınıfı IMU'ları seçmek için ek hususlar
Standart özelliklerin ötesinde, görev planlamacıları şunları göz önünde bulundurmalıdır.
- Yaşam döngüsü ve bakım : Erişilemez Lapor sonrası, uzay sınıfı IMU'lar uzun operasyonel ömür ve yüksek güvenilirlik sunmalıdır.
- Artıklık : Bazı görevler, kesintisiz işlem sağlamak için gereksiz IMU'ların hem güvenilirliği hem de doğruluğu artırmasını gerektirir.
- Veri arayüzü uyumluluğu : Uzay aracı genellikle kesintisiz entegrasyon için belirli veri arayüzlerine ihtiyaç duyar. RS-422 ve MIL-STD arayüzleri gibi yapılandırılabilir seçenekler mevcuttur.
