軍用航空電子系統(tǒng)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(yīng)的具有4個FOG的備份導(dǎo)航系統(tǒng)，稱為輔助姿態(tài)大氣基準裝置 （SAARU），F(xiàn)OG的性能在1度/小時等級以內(nèi)?；裟犴f爾公司自1992年以來就生產(chǎn)這一級別的FOG，而且已交付1500多個光纖陀螺。

　　利頓工業(yè)公司采用FOG的LN-200的慣性參考裝置現(xiàn)在已有40多種不同的應(yīng)用，應(yīng)用范圍包括飛機、導(dǎo)彈和無人機?；綥N-200慣性參考裝置，它包括三個FOG和微機械加工在一塊硅芯片上的三個小型線加速度計，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AMRAAM空空導(dǎo)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FOG慣性參考系統(tǒng)和利頓公司的一個采用RLG的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　DARPA目前正在進行的GPS制導(dǎo)組件（GGP）項目的第二階段選擇了兩個公司集團進行研制：利頓/羅克韋爾/柯林斯公司及霍尼韋爾/天寶導(dǎo)航公司。利頓和霍尼韋爾為GGP研制的FOG將具有0.01度/小時的精度，導(dǎo)航精度達到1海里/小時，整個系統(tǒng)的性能還將通過組合慣性與GPS導(dǎo)航衛(wèi)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。

　　這個項目的目標要求GGP系統(tǒng)的體積減小到1640立方厘米，其重量只有3118千克，平均故障間隔時間（MTBF）的指標為20000小時，比目前的 RLG慣性系統(tǒng)的MTBF大三倍。功耗只有30瓦，這對應(yīng)用于無人機和導(dǎo)彈特別重要。組合慣性/GPS系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)部供應(yīng)。而利頓的微加速度計是自己研制的，且用于其目前的AMRAAM導(dǎo)彈所用的慣導(dǎo)系統(tǒng)。預(yù)計DARPA將在1999年春完成這項工作。

　　雖然軍事部門可能首先采用GGP，但民用航空準會步其后塵。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(dǎo)航設(shè)備開辟道路。如果利頓和霍尼韋爾的組合慣性/GPS能實現(xiàn)1.5萬美元的價格，那么這將把系統(tǒng)的民用市場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(tǒng)可通過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(dǎo)武器的精度。一個裝有0.01度/小時FOG的系統(tǒng)將能允許GPS信號喪失10分鐘，而仍能到達其預(yù)定目標的30米以內(nèi)。

　　根據(jù)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。霍尼韋爾公司正在利用其自己的資金為達到同樣的目標而進行研究。

　　雖然旋轉(zhuǎn)質(zhì)量陀螺在很大程度上已為RLG所取代，然而RLG是否會面臨同樣的命運，則專家們持不同的觀點。例如，采用小型RLG的霍尼韋爾公司的慣性系統(tǒng)，最近已被選用于“聯(lián)合直接攻擊炸彈” （JDAM），可見RLG還有相當強的生命力。但是，專家們的一致看法是，“光陀螺”的未來是光明的。然而，總有一天，光陀螺在較低精度應(yīng)用方面會受到將振動質(zhì)量制造在芯片上的微電子陀螺的挑戰(zhàn)。德雷珀實驗室已在率先發(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行這方面的研究。

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

　　羅克韋爾公司已交付第一個導(dǎo)航處理器給Alliant公司的Outrider無人機。這個導(dǎo)航處理器采用羅克韋爾公司在市場上出售的一種最小的慣性傳感器，即數(shù)字式石英慣性測量裝置（DQI），并采用來自作為無人機自動化發(fā)射和回收系統(tǒng)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。這種簡單、小而且可靠的DQI采用振動石英傳感器，適用于靈巧武器、導(dǎo)彈和無人機。

　　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(dǎo)系統(tǒng)，系統(tǒng)基于定制微機械加工陀螺，稱為硅微環(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(tǒng)用于聲納浮標和有關(guān)應(yīng)用。微機械加工采用半導(dǎo)體制造方法來制造特征尺寸以微米計的傳感器和結(jié)構(gòu)。MicroRing采用低價的硅與金屬結(jié)構(gòu)，同時測量沿幾條軸的運動。美國海軍為它規(guī)定的指標為：100分貝的動態(tài)范圍，10毫瓦功耗與0.5飛電容。