Ein Ringlasergyroskop (RLG) besteht aus einem Ringlaser, der zwei sich gegenfortpflanzende Weisen über denselben Pfad hat, um Folge zu entdecken. Es funktioniert auf dem Grundsatz der Wirkung von Sagnac, die die Null des inneren Musters der stehenden Welle als Antwort auf die winkelige Folge auswechselt. Die Einmischung zwischen den sich gegenfortpflanzenden Balken, beobachtet äußerlich, widerspiegelt Verschiebungen in diesem Muster der stehenden Welle, und so Folge.

Beschreibung

Das erste experimentelle Ringlasergyroskop wurde in den Vereinigten Staaten von Macek und Davis 1963 demonstriert. Verschiedene Organisationen weltweit haben nachher Ringlasertechnologie weiter entwickelt. Viele Zehntausende von RLGs funktionieren in Trägheitsnavigationssystemen und haben hohe Genauigkeit, mit besser gegründet als 0.01 °/hour-Neigungsunklarheit, und mittlere Zeit zwischen Misserfolgen über 60,000 Stunden.

Klingeln Sie Lasergyroskope können als die stabilen Elemente (für einen Grad der Freiheit jeder) in einem Trägheitsbezugssystem verwendet werden. Der Vorteil, einen RLG zu verwenden, besteht darin, dass es keine bewegenden Teile gibt. Im Vergleich zum herkömmlichen spinnenden Gyroskop bedeutet das, dass es keine Reibung gibt, die der Reihe nach bedeutet, dass es keine innewohnenden Antrieb-Begriffe geben wird. Zusätzlich ist die komplette Einheit kompakt, leicht und eigentlich unzerstörbar, es passend für den Gebrauch im Flugzeug machend. Verschieden von einem mechanischen Gyroskop widersteht das Gerät Änderungen zu seiner Orientierung nicht.

Primäre Anwendungen des Lasers gyro schließen Navigationssysteme auf kommerziellen Verkehrsflugzeugen, Schiffen und Raumfahrzeug ein, wo RLGs häufig ein Teil von Luftdaten Trägheitsbezugseinheiten sind. In diesen Anwendungen hat es seinen mechanischen Kollegen, das Trägheitsleitungssystem ersetzt.

Grundsatz der Operation

Eine bestimmte Rate der Folge veranlasst einen kleinen Unterschied zwischen der Zeit es bringt Licht, um den Ring in den zwei Richtungen gemäß der Wirkung von Sagnac zu überqueren. Das führt eine winzige Trennung zwischen den Frequenzen der sich gegenfortpflanzenden Balken, einer Bewegung des Musters der stehenden Welle innerhalb des Rings, und so eines geschlagenen Musters ein, wenn jene zwei Balken außerhalb des Rings eingemischt werden. Deshalb folgt die Nettoverschiebung dieses Einmischungsmusters der Folge der Einheit im Flugzeug des Rings.

RLGs, während genauer, als mechanische Gyroskope, leiden unter einer Wirkung, die als "Schloss - in" an sehr langsamen Folge-Raten bekannt ist. Wenn der Ringlaser kaum rotiert, werden die Frequenzen der sich gegenfortpflanzenden Laserweisen fast identisch. In diesem Fall kann crosstalk zwischen den sich gegenfortpflanzenden Balken berücksichtigen, dass sich Einspritzung schließen lässt, so dass die stehende Welle in einer bevorzugten Phase "stecken" bleibt", so die Frequenz jedes Balkens zu einander schließend, anstatt auf die allmähliche Folge zu antworten.

Das erzwungene Zappeln kann dieses Problem größtenteils überwinden. Die Ringlaserhöhle wird im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn über seine Achse mit einem mechanischen an seiner Klangfülle-Frequenz gesteuerten Frühling rotieren gelassen. Das stellt sicher, dass die winkelige Geschwindigkeit des Systems gewöhnlich vom Schloss - in der Schwelle weit ist. Typische Raten sind 400 Hz, mit einer Maximalaufregungsgeschwindigkeit von 1 Kreisbogen Sekunde pro Sekunde. Aufregung befestigt das Schloss - im Problem völlig als jedes Mal nicht, wenn die Richtung der Folge umgekehrt wird, besteht ein Zwischenraum der kurzen Zeit, in dem die Folge-Rate nahe Null ist und Schloss - darin kurz vorkommen kann. In einer technisch mehr komplizierten Lösung wird der gyro Zusammenbau hin und her, aber in einer Richtung nur an einer unveränderlichen winkeligen Rate nicht rotieren gelassen.

Ein zusammenhängendes Gerät ist die Faser Sehgyroskop, das auch auf der Grundlage von der Wirkung von Sagnac funktioniert, aber in dem der Ring nicht ein Teil des Lasers ist. Eher spritzt ein Außenlaser sich gegenfortpflanzende Balken in einen Glasfaserleiter-Ring ein, und die Folge des Systems verursacht dann eine Verhältnisphase-Verschiebung zwischen jenen Balken, wenn eingemischt, nachdem ihr Pass durch die Faser proportional zur Rate der Folge klingelt. Das ist deshalb weniger empfindlich als der RLG, in dem die äußerlich beobachtete Phase-Verschiebung zur angesammelten Folge selbst, nicht seiner Ableitung proportional ist. Jedoch wird die Empfindlichkeit der Faser gyro durch das Umwickeln eines langen Glasfaserleiters für die Kompaktheit erhöht, aber in dem die Wirkung von Sagnac gemäß der Zahl von Umdrehungen multipliziert wird.

Beispiele von RLG Anwendungen

• Airbus A320
• Agni III
• ASM-135 US-Antisatellitenrakete.
• Boeing 777
• B-52H mit der AMI-Steigung.
• EF-111 Rabe
• F-15E Schlag-Adler
• HAL Tejas
• Kampfkralle des Festordners-130E I und Festordner 130. Kampfkralle II
• MQ-1C Krieger
• Das innere Navigationssystem des Schiffs von MK39, das in NATO-Oberflächenschiffen und Unterseebooten verwendet ist
• P3 Orion (mit der Steigung)
• Rakete von Shaurya.
• MH-60R, die MH-60er-Jahre, der SH60F und der SH60B Seahawk Hubschrauber
• Sukhoi Su-30MKI
• Dreizack I und Dreizack II Raketen

Siehe auch

• Laseranwendungen
• Laseraufbau
• Laserwissenschaft
• Liste von Laserartikeln
• Liste von Lasern
• Aktives Lasermedium
• Optische Ringresonatore
• Trägheitsleitungssystem
• Faser Sehgyroskop
• Luftdaten Trägheitsbezugseinheit
• Beschleunigungsmesser

Links

• Canterbury Ring Laser Research Group
• Stedman Rezension der Sagnac Wirkung
• Waffen und Systemtechnik-Abteilung, USA-Marine-Akademie