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Los giroscopios láser de anillo (RLG) han avanzado significativamente desde sus inicios y desempeñan un papel fundamental en los sistemas modernos de navegación y transporte. Este artículo profundiza en el desarrollo, principio y aplicaciones de los RLG, destacando su importancia en los sistemas de navegación inercial y su utilización en diversos mecanismos de transporte.
El viaje histórico de los giroscopios
Del concepto a la navegación moderna
El viaje de los giroscopios comenzó con la coinvención del primer girocompás en 1908 por Elmer Sperry, apodado "el padre de la tecnología de navegación moderna", y Herman Anschütz-Kaempfe. A lo largo de los años, los giroscopios han experimentado mejoras sustanciales, mejorando su utilidad en la navegación y el transporte. Estos avances han permitido que los giroscopios proporcionen una guía crucial para estabilizar los vuelos de aviones y permitir las operaciones de piloto automático. Una notable demostración realizada por Lawrence Sperry en junio de 1914 mostró el potencial del piloto automático giroscópico al estabilizar un avión mientras estaba en la cabina, lo que marcó un importante avance en la tecnología del piloto automático.
Transición a giroscopios láser de anillo
La evolución continuó con la invención del primer giroscopio láser de anillo en 1963 por Macek y Davis. Esta innovación marcó un cambio de giroscopios mecánicos a giroscopios láser, que ofrecían mayor precisión, menor mantenimiento y costos reducidos. Hoy en día, los giroscopios con láser de anillo, especialmente en aplicaciones militares, dominan el mercado debido a su confiabilidad y eficiencia en entornos donde las señales de GPS se ven comprometidas.
El principio de los giroscopios con láser de anillo
Comprender el efecto Sagnac
La funcionalidad principal de los RLG radica en su capacidad para determinar la orientación de un objeto en el espacio inercial. Esto se logra mediante el efecto Sagnac, donde un interferómetro de anillo utiliza rayos láser que viajan en direcciones opuestas a lo largo de un camino cerrado. El patrón de interferencia creado por estos haces actúa como un punto de referencia estacionario. Cualquier movimiento altera la longitud del camino de estos haces, provocando un cambio en el patrón de interferencia proporcional a la velocidad angular. Este ingenioso método permite a los RLG medir la orientación con una precisión excepcional sin depender de referencias externas.
Aplicaciones en Navegación y Transporte
Revolucionando los sistemas de navegación inercial (INS)
Los RLG son fundamentales en el desarrollo de sistemas de navegación inercial (INS), que son cruciales para guiar barcos, aviones y misiles en entornos sin GPS. Su diseño compacto y sin fricción los hace ideales para este tipo de aplicaciones, contribuyendo a soluciones de navegación más confiables y precisas.
Plataforma estabilizada versus INS con correas
Las tecnologías INS han evolucionado para incluir tanto sistemas de plataforma estabilizada como sistemas de sujeción. La plataforma estabilizada INS, a pesar de su complejidad mecánica y susceptibilidad al desgaste, ofrece un rendimiento sólido a través de la integración de datos analógicos. en elPor otro lado, los sistemas INS con correa se benefician de la naturaleza compacta y libre de mantenimiento de los RLG, lo que los convierte en la opción preferida para las aeronaves modernas debido a su rentabilidad y precisión.
Mejora de la navegación de misiles
Los RLG también desempeñan un papel fundamental en los sistemas de guía de municiones inteligentes. En entornos donde el GPS no es confiable, los RLG brindan una alternativa confiable para la navegación. Su pequeño tamaño y resistencia a fuerzas extremas los hacen adecuados para misiles y proyectiles de artillería, como lo ejemplifican sistemas como el misil de crucero Tomahawk y el M982 Excalibur.
Diagrama de ejemplo de plataforma estabilizada inercial con cardán utilizando soportes. Cortesía de Ingeniería 360.
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Hora de publicación: 01-abr-2024