我國光纖陀螺突破技術(shù)壁壘：成功用于遠洋航海

　　近日，中國遠洋運輸(集團)總公司的多用途散貨船“永盛”號歷時(shí)55天、航行近2萬(wàn)海里，成功往返北極航道，到達天津港。中船航?？萍加邢挢熑喂九c中遠(北京)海上設備有限公司合作研發(fā)的基于極區導航技術(shù)的組合光纖羅經(jīng)，伴隨“永盛”號圓滿(mǎn)完成了北極航線(xiàn)航行。該設備運行穩定，在“永盛”號的北極導航方面發(fā)揮了重要作用。

　　作為我國船舶通信導航領(lǐng)域重要的科研生產(chǎn)基地之一，中船航海近年來(lái)在研制光纖慣導系統的同時(shí)，也開(kāi)展了光纖陀螺的研發(fā)工作。通過(guò)加大科研投入力度、在內部組建專(zhuān)業(yè)研發(fā)團隊、在外部與相關(guān)院校和企業(yè)進(jìn)行戰略合作等方式，目前該公司在光纖陀螺研發(fā)領(lǐng)域實(shí)現了較好的開(kāi)局。

　　高端導航市場(chǎng)暗流涌動(dòng)

　　從某種角度來(lái)說(shuō)，成全人類(lèi)向更廣闊空間探索的，是不斷發(fā)展的導航技術(shù)。最初人類(lèi)用天體作為參照物來(lái)確定方向，之后發(fā)現了磁場(chǎng)，便有了指南針。

　　光纖陀螺憑借近幾年蓬勃發(fā)展的勢頭，被業(yè)內視為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。美國Draper實(shí)驗室預測，到2020年，光纖陀螺將全面替代現有其他類(lèi)型陀螺產(chǎn)品，在專(zhuān)業(yè)導航領(lǐng)域占據主導地位。美國ElectroniCast咨詢(xún)公司預測，2015年，全球光纖陀螺市場(chǎng)的規模將達到40億美元。

　　我國對光纖陀螺的研發(fā)起步較晚，尤其在高精度光纖陀螺技術(shù)方面，與國外相比存在較大差距。但是，經(jīng)過(guò)近些年的追趕，目前國內已出現了多個(gè)光纖陀螺研發(fā)主體，中船航海就是其中的一個(gè)。在11月3日舉行的第十七屆中國國際工業(yè)博覽會(huì )上，中船航海公司新研發(fā)的光纖羅經(jīng)吸引了眾多眼球。

　　據了解，慣性導航的優(yōu)勢在于不需要任何外來(lái)信息，也不對外輻射任何信息，就能夠全天候、實(shí)時(shí)、連續、自主和隱蔽地進(jìn)行三維定位及定向。

　　慣導系統由兩個(gè)核心測量元件構成——輸出載體相對慣性空間比力的加速度計和輸出載體相對慣性空間的絕對角速度的陀螺?！翱梢哉f(shuō)，陀螺是慣導系統中的‘心臟’，直接決定慣導系統的成本?！敝写胶T性導航室副主任劉俊成說(shuō)。

　　自上世紀四五十年代以液浮和氣浮陀螺為代表的機械陀螺問(wèn)世開(kāi)始，傳統的機械式慣導設備及系統成為船用導航市場(chǎng)的主流。然而發(fā)展至今，其已經(jīng)到了一個(gè)“天花板”。結構復雜、需要高精度加工、某些運動(dòng)部件易磨損、壽命短、可靠性差、啟動(dòng)慢而且動(dòng)態(tài)范圍窄等缺點(diǎn)使其局限性凸顯。為尋找突破口，科技人員將目光投向了以激光陀螺和光纖陀螺為代表的光學(xué)陀螺。

　　光纖陀螺具有精度高、壽命長(cháng)、功耗低、重量輕、體積小、全固態(tài)的特點(diǎn)，技術(shù)優(yōu)勢明顯。光纖陀螺能夠滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)間航海導航的需求，使用壽命超過(guò)20年，單軸陀螺功耗小于5瓦，重量遠遠小于傳統陀螺重量，而且內部無(wú)運動(dòng)部件，抗振性能好。

　　相較之下，同屬光學(xué)陀螺范疇的激光陀螺則不占優(yōu)勢，因為激光陀螺的生產(chǎn)工藝復雜，需要幾千伏的點(diǎn)火電壓，存在“自鎖”現象，還需要定期填充腔體惰性氣體。

　　中船航海副總經(jīng)理張幟介紹，該公司過(guò)去以精密加工機械陀螺見(jiàn)長(cháng)，但隨著(zhù)市場(chǎng)重心轉向光學(xué)陀螺，企業(yè)原有的精密儀器加工優(yōu)勢難以得到發(fā)揮，開(kāi)始面臨巨大的產(chǎn)品轉型和生產(chǎn)線(xiàn)調整壓力。

　　技術(shù)壁壘促?lài)鴥燃涌煅邪l(fā)

　　美國、歐洲從上世紀七八十年代便開(kāi)始進(jìn)行光纖陀螺的研發(fā)，在高精度光纖陀螺技術(shù)方面遙遙領(lǐng)先?；裟犴f爾公司截至上世紀末已生產(chǎn)交付了1萬(wàn)多只用于商業(yè)飛行器的戰術(shù)級開(kāi)環(huán)陀螺;另一光纖陀螺生產(chǎn)巨頭——iXBlue公司的光纖陀螺應用范圍包括航海、陸地和空間等領(lǐng)域，涵蓋了從戰術(shù)級到戰略級的各個(gè)精度。

　　由于國外對高精度光纖陀螺技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)行嚴格禁運政策，而中國國內應用市場(chǎng)需求量又十分巨大，目前國內多個(gè)行業(yè)的企業(yè)都對光纖陀螺展開(kāi)了研制。