MEMS陀螺在飛機吊艙穩(wěn)定系統(tǒng)中的應(yīng)用

飛機要在空中完成對目標(biāo)的探測和跟蹤任務(wù)，需要一個機載的平臺和搭載一個在該平臺上有探測設(shè)備組成的集成系統(tǒng)，在硬件表現(xiàn)形式上稱之為“吊艙”，廣泛應(yīng)用于運動飛機火力控制系統(tǒng)、光電偵查系統(tǒng)中。根據(jù)內(nèi)置設(shè)備的功能，機載吊艙可以分為導(dǎo)航吊艙、瞄準(zhǔn)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(biāo)指示、控制瞄準(zhǔn)和導(dǎo)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(biāo)特性測量、光電制導(dǎo)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(yīng)用。

為了實現(xiàn)在機載環(huán)境下迅速捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)運動的目標(biāo)，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(zhǔn)確地跟蹤目標(biāo)，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(jié)構(gòu)示意如圖2。其中主體儀器是兩軸支撐的常平架結(jié)構(gòu)，內(nèi)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(zhuǎn)動軸正交，外環(huán)可作360°連續(xù)轉(zhuǎn)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(gòu)成速率陀螺，用以測量兩環(huán)軸的轉(zhuǎn)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(qū)動下，實現(xiàn)光電載荷對目標(biāo)的搜索、捕獲、跟蹤和定位。因此機載陀螺穩(wěn)定平臺實現(xiàn)兩大功能：一是空間穩(wěn)定，二是能夠跟蹤目標(biāo)。