"Швабе" повышает точность систем навигации кораблей и самолетов

Запатентованное решение Холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех совершенствует работу зеемановских лазерных гироскопов, применяющихся в навигационных системах кораблей и самолетов. Изобретение московских специалистов позволит создавать устройства, точность которых менее подвержена влиянию температуры окружающей среды.

Лазерные гироскопы, помимо прочего, отвечают за определение угла поворота воздушного и морского судна. Специалисты НИИ «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха, входящего в Холдинг «Швабе», запатентовали технологию для уменьшения влияния термомагнитного дрейфа на устройство, что повысит его чувствительность и точность.

Технология заключается в создании специального поля, компенсирующего сумму действующих на гироскоп постоянных магнитных полей – путем подачи постоянного тока в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток гироскопа.

«Существенным фактором, влияющим на чувствительность и точность работы зеемановских лазерных гороскопов, является термомагнитный дрейф. Он выражается в изменении магнитной чувствительности устройства от температуры окружающей среды. Изобретение наших специалистов нацелено на эффективное решение этой проблемы», – рассказал заместитель генерального директора «Швабе» по НИОКР, руководитель приоритетного технологического направления по технологиям оптоэлектроники и фотоники Сергей Попов.

Сам по себе гироскоп – это устройство, сохраняющее устойчивость на одной точке опоры при вращении. Простейшим его примером служит игрушка-волчок, она же юла. Гироскоп используют в самых разных системах и областях: в стабилизаторах фото- и видеокамер, мобильных устройствах и игровых контроллерах, огнестрельном оружии и робототехнике, приборах навигации и квадрокоптерах. То есть везде, где так или иначе необходимо определять положение объекта в пространстве.

Основой устройства является ротор, за счет которого это положение сохраняется – чем быстрее крутится ротор, тем выше сопротивление изменениям направления оси вращения. Но у таких гироскопов есть ряд недостатков: необходимы уникальные подшипники и предельная балансировка, а из-за влияния трения в осях происходит уход гироскопа, что влияет на точность показаний.

Так, чтобы избавиться от подобных недостатков, был создан более совершенный гироскоп – лазерный. Он изготавливается из специального стекла, а вместо ротора в нем задействован кольцевой оптический квантовый генератор направленного излучения. Внутри лазерного гироскопа – плоский замкнутый контур из трех и более зеркал, между которыми циркулируют лучи лазера. В состоянии покоя они имеют одинаковую частоту света, но когда объект начинает менять свою ориентацию, лучи изменяют частоту в зависимости от угловой скорости этого движения.

Сегодня применяются лазерные гироскопы трех основных типов – вибрационный, фарадеевский и зеемановский. У первого частотная подставка основана на механическом реальном вращении гироскопа путем угловых вибраций, у второго и третьего – на искусственном, электрически управляемом расщеплении частот встречных волн в гироскопе.