中国高精度激光陀螺仪实现量产 优于欧洲产品

时间:2014-08-06 17:01来源:科技部作者:yeyan 点击:
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摘要:中国成都一家企业完成高精度激光陀螺仪相关的超精密光学元器件批量化生产项目建设,这意味着中国将可以开始批量生产超高精度环形激光陀螺仪(RLG)。此类设备目前主要用于军事领域,包括洲际导弹的惯性导航和航天、航空、海事领域。

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  中国成都一家企业完成高精度激光陀螺仪相关的超精密光学元器件批量化生产项目建设,这意味着中国将可以开始批量生产超高精度环形激光陀螺仪(RLG)。此类设备目前主要用于军事领域,包括洲际导弹的惯性导航和航天、航空、海事领域。

西安一家企业生产的民用三轴激光陀螺仪

  (资料图)西安一家企业生产的民用三轴激光陀螺仪

  成都贝瑞光电科技股份有限公司承担的《高精度激光陀螺超精密光学元器件组件产业化》成果转化项目,优化了高精度激光陀螺迫切需要的超精密光学元器件组件的工艺制造技术,形成了年产1200套的生产能力,跻身当今国际上能够研制生产表面粗糙度小于0.1nm的超精密光学元件仅有的四家企业之一。项目执行期间,共获得专利授权5项,获得四川省科技进步三等奖1项,实现销售收入4950万元,实现利税1896万元,新增就业50人。

  通过项目的实施,打破了国外企业对高精度激光陀螺超精密光学元器件的技术垄断,对促进我国航空航天、国防军工领域高精度激光陀螺重大关键技术的进步和产业发展,具有重要促进作用和特别重大的意义。

美国MX洲际导弹上的高精度机械陀螺仪(AIRS)球体,球体用400多道工艺制造

  美国MX洲际导弹上的高精度机械陀螺仪(AIRS)球体,球体用400多道工艺制造

MX洲际导弹的惯性导航舱段,激光陀螺仪出现前,高精度惯性导航元件的体积和重量巨大,成本也高得惊人

  MX洲际导弹的惯性导航舱段,激光陀螺仪出现前,高精度惯性导航元件的体积和重量巨大,成本也高得惊人

环形激光陀螺仪原理

  环形激光陀螺仪原理

  据悉,环形激光陀螺仪是从60年代开始研究的一项技术,其主要优点是精度高,同时价格比同等精度的机械式陀螺仪低廉。70年代后出现的光纤陀螺仪的成本比环形激光陀螺仪成本更低,但限于其设计原理,在追求高精度的使用领域仍不如前者。现代的微机电陀螺仪成本非常低廉,精度也可以满足一般领域的使用需求,而且可集成到微型芯片上,因此成为了当前民用领域的主流陀螺仪。

  但在军用领域,激光陀螺仪和光纤陀螺仪仍是主流产品,尤其在中远程导弹制导、航空、航海导航、航天等领域激光陀螺仪应用仍十分广泛。这主要是由于微机电陀螺仪的精度仍不能达到激光陀螺仪的水平,包括卫星制导炸弹、短程弹道导弹等武器可以使用微机电陀螺仪进行制导,但必须通过卫星定位进行修正,而远程武器上由于积累误差过大,就难以使用微机电陀螺仪了。尤其是在潜艇上,高精度激光陀螺仪意义很大,潜艇长期在水下活动,无法通过卫星定位来修正其惯性导航系统的积累误差,其惯性测量元件必须具备极高的精度才能满足使用要求。

瑞士生产的高精度激光镜片,可用于陀螺仪

  瑞士生产的高精度激光镜片,可用于陀螺仪

  美国80年代研制的MX(和平保卫者)导弹上搭载的机电陀螺仪是世界上精度最高的机械式陀螺仪,每小时仅偏离1.5*10-5度,使该导弹可以在完全不依赖外部信息的情况下在14000公里射程上偏差小于100米,然而这一设备成本也极为高昂。因此在研制潜射“三叉戟”弹道导弹时就改为使用环形激光陀螺仪,降低了成本,并大幅度缩减了导航设备的体积。

2011年俄罗斯莫斯科航展上展示的新型环形激光陀螺仪

  2011年俄罗斯莫斯科航展上展示的新型环形激光陀螺仪

  目前在激光陀螺仪领域较为领先的国家有美国、俄罗斯、德国、法国和日本,其中美俄法都将激光陀螺仪用于制造本国的洲际导弹。中国参与欧洲“伽利略”导航时就曾向法德提供过环形激光陀螺仪部分技术。不过由于中国一直没能实现这一技术的产业化转化,因此只有在洲际导弹、航天发射等领域使用国产高精度激光陀螺仪。而在一般运用领域尚需购买俄罗斯的高精度光纤陀螺仪。俄罗斯的光纤陀螺仪技术较为先进,印度不久前发射的“烈火4”中远程导弹上也使用了俄罗斯的光纤陀螺仪,光纤陀螺仪的主要优势在于成本较低,同时出口门槛不高。相比之下,高精度环形激光陀螺仪仍属各国的重要机密,轻易不会出口。

  军用激光陀螺的发展取决于战争对武器自动化、机动性和准确性的要求。今后几年激光陀螺技术本身将主要向更高精度、更高可靠性的高要求方向和体积更小、价格更便宜、结构更牢靠的超小型战术应用发展。前一发展方向的目的在于为航天、航海(特别是潜艇)提供高精度的惯性元件。后一发展方向主要是为战术导弹、中近程火箭、火炮瞄准线稳定等提供更坚固、廉价的传感器。

印度技术人员正在测试国产环形激光陀螺仪,据印度网站称这一设备用于“烈火5”洲际导弹,不过上周印度试射的“烈火4”导弹仍使用俄制光纤陀螺仪

  印度技术人员正在测试国产环形激光陀螺仪,据印度网站称这一设备用于“烈火5”洲际导弹,不过上周印度试射的“烈火4”导弹仍使用俄制光纤陀螺仪

  此次实现高精度激光陀螺仪光学组件批量生产的成都贝瑞光电科技股份有限公司于2010年3月18日在原有限公司的基础上整体改制成立。 注册基本为920万元,系国家高新技术企业。公司现有职工总人数122人,年产50万件精密光学元件。自2008年下半年以来公司着力开拓国内高端市场和承担相关重点研发项目,已取得重大突破。贝瑞以自有的先进的超光滑抛光技术为基础,在超精密激光元件、单兵作战系统、红外汽车夜视系统、硒化锌(ZnSe)精密光学元件研制等多个项目上已取得重大突破。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
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