軍用航空電子系統幾大關(guān)鍵趨勢（一）

　　美國目前研制FOG的公司主要有利頓和霍尼韋爾兩家。波音777飛機采用了霍尼韋爾公司供應的具有4個(gè)FOG的備份導航系統，稱(chēng)為輔助姿態(tài)大氣基準裝置 （SAARU），FOG的性能在1度/小時(shí)等級以?xún)??；裟犴f爾公司自1992年以來(lái)就生產(chǎn)這一級別的FOG，而且已交付1500多個(gè)光纖陀螺。

　　利頓工業(yè)公司采用FOG的LN-200的慣性參考裝置現在已有40多種不同的應用，應用范圍包括飛機、導彈和無(wú)人機?；綥N-200慣性參考裝置，它包括三個(gè)FOG和微機械加工在一塊硅芯片上的三個(gè)小型線(xiàn)加速度計，其直徑為8.89厘米，高8.64厘米，重量不到 0.726千克。LN-201是一種稍重的型別，在重新組裝后用于A(yíng)MRAAM空空導彈。而利頓LN-210型已為RAH-66直升飛機所選用，此直升飛機將裝備兩個(gè)FOG慣性參考系統和利頓公司的一個(gè)采用RLG的慣性導航系統。

　　DARPA目前正在進(jìn)行的GPS制導組件（GGP）項目的第二階段選擇了兩個(gè)公司集團進(jìn)行研制：利頓/羅克韋爾/柯林斯公司及霍尼韋爾/天寶導航公司。利頓和霍尼韋爾為GGP研制的FOG將具有0.01度/小時(shí)的精度，導航精度達到1海里/小時(shí)，整個(gè)系統的性能還將通過(guò)組合慣性與GPS導航衛星的信號得到提高?？铝炙购吞鞂毜腉PS接收機都將是12通道裝置。

　　這個(gè)項目的目標要求GGP系統的體積減小到1640立方厘米，其重量只有3118千克，平均故障間隔時(shí)間（MTBF）的指標為20000小時(shí)，比目前的 RLG慣性系統的MTBF大三倍。功耗只有30瓦，這對應用于無(wú)人機和導彈特別重要。組合慣性/GPS系統的批量生產(chǎn)成本降到約15000美元，大約為采用RLG的性能差不多的系統的三分之一。為了壓縮GGP的尺寸和成本，這兩家公司將采用由微機械加工技術(shù)制造在硅芯片上的加速度計?；裟犴f爾公司的微加速度計將由聯(lián)信公司的儀表系統部供應。而利頓的微加速度計是自己研制的，且用于其目前的AMRAAM導彈所用的慣導系統。預計DARPA將在1999年春完成這項工作。

　　雖然軍事部門(mén)可能首先采用GGP，但民用航空準會(huì )步其后塵。尺寸小、重量輕和成本低可能為許多通用航空飛機裝備一流的導航設備開(kāi)辟道路。如果利頓和霍尼韋爾的組合慣性/GPS能實(shí)現1.5萬(wàn)美元的價(jià)格，那么這將把系統的民用市場(chǎng)擴展到包括短程飛機及雙發(fā)通用航空飛機。同樣，這些系統可通過(guò)使它們不易受敵方對GPS信號的局部化干擾的影響，極大地增加精密制導武器的精度。一個(gè)裝有0.01度/小時(shí)FOG的系統將能允許GPS信號喪失10分鐘，而仍能到達其預定目標的30米以?xún)取?/P>

　　根據與空軍簽訂的合同，利頓正在研制一種0精密FOG0，其目標是使FOG精度大致提高10倍，差不多達到0.001度/小時(shí)?；裟犴f爾公司正在利用其自己的資金為達到同樣的目標而進(jìn)行研究。

　　雖然旋轉質(zhì)量陀螺在很大程度上已為RLG所取代，然而RLG是否會(huì )面臨同樣的命運，則專(zhuān)家們持不同的觀(guān)點(diǎn)。例如，采用小型RLG的霍尼韋爾公司的慣性系統，最近已被選用于“聯(lián)合直接攻擊炸彈” （JDAM），可見(jiàn)RLG還有相當強的生命力。但是，專(zhuān)家們的一致看法是，“光陀螺”的未來(lái)是光明的。然而，總有一天，光陀螺在較低精度應用方面會(huì )受到將振動(dòng)質(zhì)量制造在芯片上的微電子陀螺的挑戰。德雷珀實(shí)驗室已在率先發(fā)展這種技術(shù)，而且其他一些公司，如利頓和羅克韋爾也在進(jìn)行這方面的研究。

　　DARPA已在推進(jìn)很低價(jià)格的FOG/INS/GPS的研制，1997年已同工業(yè)部門(mén)簽訂了一個(gè)合同，為步兵研制這種微機電導航器件。這些小型器件將在微尺度上加工，目標是整個(gè)系統的銷(xiāo)售價(jià)格為1200美元，功耗不到1瓦。

　　羅克韋爾公司已交付第一個(gè)導航處理器給Alliant公司的Outrider無(wú)人機。這個(gè)導航處理器采用羅克韋爾公司在市場(chǎng)上出售的一種最小的慣性傳感器，即數字式石英慣性測量裝置（DQI），并采用來(lái)自作為無(wú)人機自動(dòng)化發(fā)射和回收系統一部分的GPS接收機的信號。DQI為第一代用于慣性敏感的微機電傳感器，是從一塊石英基板批生產(chǎn)得到的。這種簡(jiǎn)單、小而且可靠的DQI采用振動(dòng)石英傳感器，適用于靈巧武器、導彈和無(wú)人機。

　　美國Irvine傳感器公司正在研制一種尺寸像一塊方糖大小的慣導系統，系統基于定制微機械加工陀螺，稱(chēng)為硅微環(huán)陀螺（Silicon MicroRing Gyro）。美國海軍官員們想把這種2立方厘米的系統用于聲納浮標和有關(guān)應用。微機械加工采用半導體制造方法來(lái)制造特征尺寸以微米計的傳感器和結構。MicroRing采用低價(jià)的硅與金屬結構，同時(shí)測量沿幾條軸的運動(dòng)。美國海軍為它規定的指標為：100分貝的動(dòng)態(tài)范圍，10毫瓦功耗與0.5飛電容。