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Los giroscopios láser de anillo (RLG) han experimentado un avance significativo desde su invención, desempeñando un papel fundamental en los sistemas modernos de navegación y transporte. Este artículo profundiza en el desarrollo, el principio de funcionamiento y las 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
La historia de los giroscopios comenzó con la coinvención del primer girocompás en 1908 por Elmer Sperry, considerado el padre de la tecnología de navegación moderna, y Herman Anschütz-Kaempfe. Con el paso de los años, los giroscopios han experimentado mejoras sustanciales, lo que ha aumentado su utilidad en la navegación y el transporte. Estos avances han permitido que los giroscopios proporcionen una guía crucial para estabilizar los vuelos de aeronaves y habilitar 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 él permanecía en la cabina, lo que representó un avance significativo en la tecnología de 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 el paso de los giroscopios mecánicos a los giroscopios láser, que ofrecían mayor precisión, menor mantenimiento y costes reducidos. Hoy en día, los giroscopios láser de anillo, especialmente en aplicaciones militares, dominan el mercado gracias a su fiabilidad y eficiencia en entornos con señales GPS deficientes.
El principio de los giroscopios 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 haces láser que viajan en direcciones opuestas a lo largo de una trayectoria cerrada. El patrón de interferencia creado por estos haces actúa como un punto de referencia fijo. Cualquier movimiento altera la longitud de la trayectoria de estos haces, lo que provoca 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 generadores de rayos láser (RLG) son fundamentales para el desarrollo de sistemas de navegación inercial (INS), esenciales para guiar buques, aeronaves y misiles en entornos sin cobertura GPS. Su diseño compacto y sin fricción los hace ideales para estas aplicaciones, contribuyendo a soluciones de navegación más fiables y precisas.
Plataforma estabilizada frente a sistema INS de sujeción
Las tecnologías INS han evolucionado hasta incluir tanto sistemas de plataforma estabilizada como sistemas de anclaje fijo. Los sistemas INS de plataforma estabilizada, a pesar de su complejidad mecánica y su susceptibilidad al desgaste, ofrecen un rendimiento robusto gracias a la integración de datos analógicos.Por otra parte, los sistemas INS de montaje fijo se benefician de la naturaleza compacta y libre de mantenimiento de los RLG, lo que los convierte en una opción preferida para las aeronaves modernas debido a su rentabilidad y precisión.
Mejora de la navegación de misiles
Los generadores de radar (RLG) también desempeñan un papel fundamental en los sistemas de guiado de municiones inteligentes. En entornos donde el GPS no es fiable, los RLG proporcionan una alternativa segura para la navegación. Su pequeño tamaño y su resistencia a fuerzas extremas los hacen idóneos para misiles y proyectiles de artillería, como demuestran sistemas como el misil de crucero Tomahawk y el M982 Excalibur.
Diagrama de ejemplo de plataforma estabilizada inercialmente con cardán que utiliza soportes. Cortesía de Engineering 360.
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Fecha de publicación: 1 de abril de 2024