近期,成都一家傳感器公司承擔的《高精度激光陀螺超精密光學元器件組件產業(yè)化》成果轉化項目,優(yōu)化了高精度激光陀螺迫切需要的超精密光學元器件組件的工藝制造技術,形成了年產1200套的生產能力,躋身當今國際上能夠研制生產表面粗糙度小于0.1nm的超精密光學元件僅有的四家企業(yè)之一。
通過項目的實施,打破了國外企業(yè)對高精度激光陀螺超精密光學元器件的技術壟斷,對促進我國航空航天、國防軍工領域高精度激光陀螺重大關鍵技術的進步,具有重要促進作用。
環(huán)形激光陀螺儀是從60年代開始研究的一項技術,其主要優(yōu)點是精度高,同時價格比同等精度的機械式陀螺儀低廉;70年代后出現(xiàn)的光纖陀螺儀的成本比環(huán)形激光陀螺儀成本更低,但限于其設計原理,在追求高精度的使用領域仍不如前者?,F(xiàn)代的微機電陀螺儀成本非常低廉,精度也可以滿足一般領域的使用需求,而且可集成到微型芯片上,因此成為了當前民用領域的主流陀螺儀。
但在軍用領域,激光陀螺儀和光纖陀螺儀仍是主流產品。尤其在中遠程導彈制導、航空、航海導航、航天等領域激光陀螺儀應用仍十分廣泛。這主要是由于微機電陀螺儀的精度仍不能達到激光陀螺儀的水平,包括衛(wèi)星制導炸彈、短程彈道導彈等武器可以使用微機電陀螺儀進行制導,但必須通過衛(wèi)星定位進行修正,而遠程武器上由于積累誤差過大,就難以使用微機電陀螺儀了。尤其是在潛艇上,高精度激光陀螺儀意義很大,潛艇長期在水下活動,無法通過衛(wèi)星定位來修正其慣性導航系統(tǒng)的積累誤差,其慣性測量元件必須具備極高的精度才能滿足使用要求。
美國80年代研制的MX(和平保衛(wèi)者)導彈上搭載的機電陀螺儀是世界上精度最高的機械式陀螺儀,每小時僅偏離1.5*10-5度,使該導彈可以在完全不依賴外部信息的情況下在14000公里射程上偏差小于100米,然而這一設備成本也極為高昂。因此在研制潛射“三叉戟”彈道導彈時就改為使用環(huán)形激光陀螺儀,降低了成本,并大幅度縮減了導航設備的體積。
目前,在激光陀螺儀領域,較為領先的國家有美國、俄羅斯、德國、法國和日本,其中美俄法都將激光陀螺儀用于制造本國的洲際導彈。中國參與歐洲“伽利略”導航時就曾向法德提供過環(huán)形激光陀螺儀部分技術。不過由于中國一直沒能實現(xiàn)這一技術的產業(yè)化轉化,因此只有在洲際導彈、航天發(fā)射等領域使用國產高精度激光陀螺儀。而在一般運用領域尚需購買俄羅斯的高精度光纖陀螺儀。俄羅斯的光纖陀螺儀技術較為先進,印度不久前發(fā)射的“烈火4”中遠程導彈上也使用了俄羅斯的光纖陀螺儀,光纖陀螺儀的主要優(yōu)勢在于成本較低,同時出口門檻不高。相比之下,高精度環(huán)形激光陀螺儀仍屬各國的重要機密,輕易不會出口。
軍用激光陀螺的發(fā)展取決于戰(zhàn)爭對武器自動化、機動性和準確性的要求。今后幾年,激光陀螺技術本身將主要向更高精度、更高可靠性的高要求方向和體積更小、價格更便宜、結構更牢靠的超小型戰(zhàn)術應用發(fā)展。前一發(fā)展方向的目的在于為航天、航海(特別是潛艇)提供高精度的慣性元件。后一發(fā)展方向主要是為戰(zhàn)術導彈、中近程火箭、火炮瞄準線穩(wěn)定等提供更堅固、廉價的傳感器。
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