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Ring láser Gyroscopes (RLG) han avanzado significativamente desde su inicio, desempeñando un papel fundamental en los sistemas modernos de navegación y transporte. Este artículo profundiza en el desarrollo, el principio y las aplicaciones de los RLG, destacando su importancia en los sistemas de navegación inercial y su utilización en varios 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 Gyrocompass en 1908 por Elmer Sperry, llamado "El padre de la tecnología de navegación moderna", y Herman Anschütz-Kaempfe. Con los años, los giroscopios han visto mejoras sustanciales, mejorando su utilidad en navegación y transporte. Estos avances han permitido a los giroscopios proporcionar una orientación crucial para estabilizar los vuelos de los aviones y habilitar las operaciones del piloto automático. Una demostración notable de Lawrence Sperry en junio de 1914 mostró el potencial del piloto automático giroscópico al estabilizar un avión mientras estaba parado en la cabina, marcando un salto significativo en la tecnología de piloto automático.
Transición a los 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 una mayor precisión, menor mantenimiento y costos reducidos. Hoy, Ring láser Gyros, especialmente en aplicaciones militares, dominan el mercado debido a su confiabilidad y eficiencia en entornos donde se comprometen las señales GPS.
El principio de los giroscopios láser de anillo
Comprender el efecto Sagnac
La funcionalidad central de RLGS radica en su capacidad para determinar la orientación de un objeto en el espacio inercial. Esto se logra a través del efecto Sagnac, donde un interferómetro de anillo utiliza vigas láser que viajan en direcciones opuestas alrededor de un camino cerrado. El patrón de interferencia creado por estas vigas actúa como un punto de referencia estacionario. Cualquier movimiento altera las longitudes de la ruta de estas vigas, causando un cambio en el patrón de interferencia proporcional a la velocidad angular. Este ingenioso método permite que los RLG midan la orientación con una precisión excepcional sin depender de referencias externas.
Aplicaciones de navegación y transporte
Revolucionar 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 basados en GPS. Su diseño compacto y sin fricción los hace ideales para tales aplicaciones, contribuyendo a soluciones de navegación más confiables y precisas.
Plataforma estabilizada versus stap-down INS
Las INS tecnologías han evolucionado para incluir tanto la plataforma estabilizada como los sistemas de correa. Las plataformas estabilizadas, a pesar de su complejidad mecánica y susceptibilidad al desgaste, ofrecen un rendimiento robusto a través de la integración de datos analógicos. En elOtra mano, los sistemas de INS con correa se benefician de la naturaleza compacta y libre de mantenimiento de los RLG, lo que los convierte en una opción preferida para los aviones modernos debido a su rentabilidad y precisión.
Mejora de la navegación de misiles
Los RLG también juegan un papel fundamental en los sistemas de orientación de municiones inteligentes. En entornos donde el GPS no es confiable, los RLG proporcionan una alternativa confiable para la navegación. Su pequeño tamaño y resistencia a las fuerzas extremas los hacen adecuados para misiles y conchas de artillería, ejemplificados por sistemas como el misil de crucero Tomahawk y el M982 Excalibur.
Diagrama del ejemplo de plataforma estabilizada inercial cargada utilizando monturas. Cortesía de la ingeniería 360.
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Tiempo de publicación: Abr-01-2024