Fronir: Produse optoelectronice
Prezentare generală
Elicopterele pot fi împărțite în trei categorii în funcție de utilizările lor: militar, polițiști și civili. Pentru a finaliza sarcina de a detecta și urmări ținte în aer, un elicopter are nevoie de o platformă aeropurtată și de un sistem integrat compus din echipamente de detectare pe platformă, care se numește pod din punct de vedere al expresiei hardware.
Podul este un dispozitiv container cu încărcătură utilă suspendat în afara suportului de mișcare(de ex., aeronave, navă, UAV). În funcție de funcțiile echipamentului încorporat, podurile aeropurtate pot fi împărțite în poduri de navigație, țintirea păstăilor, capsule de măsurare în infraroșu, dispozitive electronice de bruiaj și dispozitive de inteligență electronică, etc.
Podurile optoelectronice aeropurtate pentru elicoptere se dezvoltă rapid în străinătate, mai ales în recunoaştere şi avertizare, indicație țintă, controlează țintirea și urmărirea navigației, etc., care au fost apreciate pe scară largă. În prezent, pe lângă faptul că este folosit pentru elicoptere de recunoaștere armate și avioane de recunoaștere fără pilot, podul poate fi folosit și pentru măsurarea caracteristicilor țintei, simularea armelor ghidate fotoelectric, etc. De asemenea, este utilizat pe scară largă în domenii civile, cum ar fi inspecția liniilor electrice, anti-contrabandă maritimă, și monitorizarea mediului.
Compoziția sistemului
Compoziția de bază a podului fotoelectric pentru elicopter este împărțită în turelă sferică suspendată și sistem de procesare de control al afișajului la bord
În ceea ce privește compoziția hardware, turela include suport în formă de U, suport de masă sferic, sistem de măsurare a unghiului, sistem de antrenare controlat electronic, giroscop, bucla de stabilizare a giroscopului, fotodetector, Tracker TV și IR și circuit de interfață, etc.
În principiu, turela poate fi împărțită în două părți principale: platforma de stabilizare și sarcina utilă optoelectronică (detectorul). Sarcina utilă optoelectronica este montată pe o platformă stabilizată, iar vibrația aeronavei de transport este izolată de platforma girostabilizată pentru a obține un spațiu stabil al platformei în raport cu spațiul inerțial. Și condus de comanda de control, realizează căutarea, capta, urmărirea și poziționarea țintei de către sarcina utilă optoelectronică. Astfel, platforma girostabilizată îndeplinește două funcții majore: una este stabilizarea spațială, iar cealaltă este capacitatea de a urmări ținta. Pot fi utilizate diferite combinații de detectoare în funcție de misiune. Pentru pod-urile care efectuează sarcini de căutare și urmărire, acestea includ de obicei camere vizibile sau micro-optice, camere termice, și telemetru laser.
în plus, conform nevoilor, sarcina utilă optoelectronica poate fi echipată și cu echipamente precum iluminatorul laser, indicator laser, dispozitiv de avertizare cu laser și spectrometru de imagine. Consultați tabelul pentru detalii despre funcțiile și caracteristicile acestora.
| Detectoare | Funcții | Caracteristici |
| Indicator laser | Ghidați bombe ghidate, rachete și alte arme pentru a lovi ținta. | Are o distanță mare de lucru și precizie ridicată de indicare, care asigură că armele ghidate pot finaliza atacuri precise și la distanță lungă. |
| Dispozitiv de avertizare cu laser | Măsurați azimutul și unghiul de elevație al țintei. | Precizia măsurării unghiului este mai mare decât cea a sistemului de imagistică, se utilizează fasciculul laser pulsat, iar ascunderea este mai bună decât cea a radarului. |
| Sistem de imagistică hiperspectrală | Măsoară diferența spectrală intrinsecă dintre țintă și dezordinea de fundal. | Poate găsi rapid ținta, cantitatea de date este mult mai mică decât cea a dispozitivelor obișnuite de imagistică fotoelectrică, iar sarcina prelucrării datelor este mică. Este potrivit pentru căutarea rapidă la scară largă, dar capacitatea de recunoaștere a țintei este slabă. |
Principiul de funcționare
Principiul de funcționare al podului fotoelectric este de a utiliza senzori de imagine cu lumină vizibilă și lumină infraroșie ca senzor de eroare de poziție al sistemului de control în buclă închisă., ieșire informații de orientare țintă sau informații de orientare externă, și computerul de control principal sau dați manual instrucțiuni de rotație pentru a căuta zona țintă.
După ce turela și detectorul de urmărire de la bord formează o urmărire în buclă închisă, azimutul și deviația de înclinare a țintei procesate de ieșire vor fi convertite într-un semnal de control proporțional, care acţionează asupra cuplului giroscopului.
Motorul de cuplu emite un cuplu de control care este proporțional cu erorile de azimut și pas, astfel încât fotodetectorul cadrului de urmărire să poată urmări ținta.
în plus, poziționarea relativă a țintei poate fi realizată și prin adăugarea de senzori corespunzători și folosind un anumit pod de algoritm. Există două moduri de poziționare: poziționare activă și poziționare pasivă. Poziționarea activă constă în utilizarea telemetrului laser pentru a obține poziția relativă a țintei și viteza relativă precise prin măsurarea distanței țintei în raport cu avionul; Poziționarea pasivă este de a utiliza platforma senzorului de măsurare a imaginilor TV/infraroșu pentru a măsura modificarea unghiului țintei pentru a obține o distanță aproximativă a țintei.
Starea dezvoltării——Luând ca exemplu domeniul poliției
Cerințe speciale pentru elicopterele de poliție:
Cooperarea elicopterelor în aer poate îmbunătăți considerabil capacitatea de luptă mobilă și eficiența de tratare a cazurilor a forțelor de poliție. În prezent, elicopterele poliției îndeplinesc multe sarcini, inclusiv în principal: aplicarea legii poliției aeriene, gestionarea urgențelor, comunicare, comanda traficului aerian, căutare și salvare, stingerea incendiilor, transport oficial, escortarea criminalilor și transportul de numerar bancar, salvare medicală de urgență, cooperare Vamal anti-contrabandă și anti-narcotice, protectia resurselor naturale, monitorizarea mediului, etc.
După scopul său special, elicopterele de poliție ar trebui să îndeplinească următoarele cerințe:
1.Viteza de zbor nu este mare, dar performanța zborului la viteză mică și a hoverului este mai bună;
2. Decolează și aterizează în principal în locuri înguste, cum ar fi clădirile, văi, junglele, suprafețe de apă, mlaștini, platforme, etc., și au o rată bună de urcare;
3. Au capacitatea de a zbura noaptea în condiții meteorologice complexe, și poate zbura normal la temperaturi ridicate (50°C), zona rece de platou (-40°C), vânt puternic (mai mare de 40 kn) și mediul offshore cu temperatură ridicată;
4. Sa aiba conditii pentru instalarea echipamentului de politie;
5. Distanța maximă de zbor nu poate fi mai mică de 500 km.
Echipament de detectare și urmărire a elicopterelor de poliție:
În vederea îndeplinirii sarcinilor încredințate de elicopterul poliției, trebuie să instaleze echipamente speciale, inclusiv echipamente de comunicare, echipamente de navigație, echipamente de observare, echipament de salvare, echipament medical de urgență, echipamente de stingere a incendiilor, echipamente de marfă și echipamente de sprijin. Podul fotoelectric din aer este echipamentul cheie al elicopterului de poliție. Poate patrula și monitoriza zi și noapte, faceți fotografii și colectați dovezi în orice moment și transmiteți informațiile la centrul de comandă la sol. Poate efectua căutare rotativă la 360° și poate găsi ținte la distanță lungă. în plus, elicopterul este echipat și cu GPS și hărți electronice, care poate determina amplasarea exactă a vehiculului care scăpa pe sol. Echipat cu posturi de radio de înaltă și foarte înaltă frecvență, posturi de radio de poliție, transpondere, busolă radio și alte echipamente de comunicație și navigație, poate păstra legătura cu centrul de comandă la sol în orice moment.
Tendință de dezvoltare
1. Îmbunătățirea performanței detectorului
Performanța de detectare și urmărire a podului depinde de performanța încărcăturii utile, adică, detectorul, cum ar fi distanța efectivă de detectare, acuratețea detectării, și capacitatea de a rezista la medii dure. Aceste tehnologii sunt încă în curs de dezvoltare în direcția de înaltă precizie, miniaturizare, și digitizarea. Accentul dezvoltării este în principal tehnologia imagistică în infraroșu. Echipamentul de imagistică în infraroșu ghidat de nevoile militare este relativ scump, iar exportul de echipamente cu indicatori înalți este strict restricționat.
2. Combinație de detectare a semnalului
Echipamentul fotoelectric complet de recunoaștere și detecție integrează adesea mai multe tehnologii de detectare, cum ar fi lumina vizibilă, lumină slabă, infraroşu, și laser. Cerința generală pentru sistemul integrat fotoelectric este utilizarea unui sistem optic comun cât mai mult posibil pentru o stabilizare completă, și să utilizeze un sistem comun de urmărire a țintei și de compensare a mișcării imaginii. Dezvoltarea unui sistem fotoelectric integrat de detectare și urmărire trebuie să rezolve probleme tehnice conexe, cum ar fi materialele ferestrelor și foliile optice.
3. Modularizarea sarcinii utile
Funcția sistemului fotoelectric devine din ce în ce mai puternică, iar proporția sistemului față de costul total al elicopterului a crescut constant. Radar, infraroşu, imagine digitală, poziționare și navigare, pilotul automat și motorul cu control numeric sunt adăugate treptat, dar spațiul pentru platforma de stabilizare a giroscopului aeropurtat este limitat. Prin urmare, utilizatorii trebuie să configureze în mod flexibil sarcina utilă în funcție de nevoile lor specifice. Sistemul optoelectronic din aer trebuie să se dezvolte în direcția integrării funcționale, dimensiuni mici, greutate redusă și miniaturizare.
4. Dezvoltarea informațiilor în timp real
Distanța imaginii și alte informații detectate de sistemul aeropurtat trebuie transmise la timp centrului de control de la sol de către sistemul de comunicații. Sistemul de comunicații aeropurtate adoptă în general echipamente de comunicații radio aer-sol sau echipamente de comunicații prin satelit. Contradicția dintre cantitatea de date transmise și cerințele în timp real devine din ce în ce mai proeminentă. Pe de o parte, legătura de comunicație este necesară pentru lărgirea benzii de frecvență și creșterea capacității de transmitere a informațiilor. Pe de altă parte, sistemul pod este necesar să efectueze procesarea frontală corespunzătoare înainte de transmiterea semnalului, precum procesarea completă a semnalelor de imagine digitale, fuziunea informatiei, etc.
Referinţă: Wenkui Li, Junpu Wang, Zhihua Jin, Weifeng Tian .Dezvoltarea și contramăsura de poduri optoelectronice aeropurtate[J]. Journal of Chinese Inertial Technology,2004,12(5):75-80