พ็อดออปโตอิเล็กทรอนิกส์ในอากาศ

องค์ประกอบของระบบ

นอกจากนี้, ตามความต้องการ, น้ำหนักบรรทุกออปโตอิเล็กทรอนิกส์ยังสามารถติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ เช่น แสงเลเซอร์ ได้อีกด้วย, ตัวชี้เลเซอร์, อุปกรณ์เตือนด้วยเลเซอร์และสเปกโตรมิเตอร์ภาพ. ดูตารางสำหรับรายละเอียดของฟังก์ชันและคุณลักษณะ.

เครื่องตรวจจับ	ฟังก์ชั่น	ลักษณะเฉพาะ
ตัวชี้เลเซอร์	คู่มือระเบิดนำทาง, ขีปนาวุธและอาวุธอื่น ๆ เพื่อโจมตีเป้าหมาย.	มีระยะการทำงานที่ยาวนานและมีความแม่นยำในการบ่งชี้สูง, ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าอาวุธนำทางสามารถโจมตีระยะไกลและแม่นยำได้.
อุปกรณ์เตือนด้วยเลเซอร์	วัดมุมราบและมุมเงยของเป้าหมาย.	ความแม่นยำในการวัดมุมสูงกว่าระบบถ่ายภาพ, ใช้ลำแสงเลเซอร์แบบพัลซ์, และการปกปิดก็ดีกว่าเรดาร์.
ระบบการถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัม	วัดความแตกต่างทางสเปกตรัมที่แท้จริงระหว่างเป้าหมายและความยุ่งเหยิงในพื้นหลัง.	สามารถค้นหาเป้าหมายได้อย่างรวดเร็ว, ปริมาณข้อมูลน้อยกว่าอุปกรณ์สร้างภาพโฟโตอิเล็กทริคทั่วไปมาก, และภาระในการประมวลผลข้อมูลก็มีน้อย. เหมาะสำหรับการค้นหาข้อมูลขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว, แต่ความสามารถในการจดจำเป้าหมายยังต่ำ.

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของโฟโตอิเล็กทริคพ็อดคือการใช้เซ็นเซอร์รับภาพแสงและแสงอินฟราเรดเป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับข้อผิดพลาดตำแหน่งของระบบควบคุมวงปิด, ข้อมูลการวางแนวเป้าหมายเอาต์พุตหรือข้อมูลคำแนะนำภายนอก, และคอมพิวเตอร์ควบคุมหลักหรือให้คำแนะนำการหมุนด้วยตนเองเพื่อค้นหาพื้นที่เป้าหมาย.

หลังจากป้อมปืนและเครื่องตรวจจับการติดตามออนบอร์ดสร้างการติดตามแบบวงปิด, ราบเป้าหมายที่ประมวลผลเอาต์พุตและความเบี่ยงเบนของพิทช์จะถูกแปลงเป็นสัญญาณควบคุมตามสัดส่วน, ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมแรงบิดของไจโรสโคป.

มอเตอร์แรงบิดจะส่งแรงบิดควบคุมที่เป็นสัดส่วนกับข้อผิดพลาดของมุมราบและระยะพิทช์ เพื่อให้ตัวตรวจจับแสงของกรอบการติดตามสามารถติดตามเป้าหมายได้.

นอกจากนี้, การวางตำแหน่งสัมพัทธ์ของเป้าหมายสามารถทำได้โดยการเพิ่มเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้องและใช้พ็อดอัลกอริธึมบางตัว. มีสองวิธีในการวางตำแหน่ง: ตำแหน่งที่ใช้งานอยู่และตำแหน่งที่ไม่โต้ตอบ. การกำหนดตำแหน่งแบบแอคทีฟคือการใช้เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์เพื่อให้ได้ตำแหน่งสัมพันธ์ของเป้าหมายและความเร็วสัมพัทธ์ที่แม่นยำโดยการวัดระยะห่างของเป้าหมายที่สัมพันธ์กับเครื่องบิน; การวางตำแหน่งแบบพาสซีฟคือการใช้แพลตฟอร์มเซ็นเซอร์วัดภาพทีวี/อินฟราเรดเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงมุมของเป้าหมายเพื่อให้ได้ระยะเป้าหมายคร่าวๆ.

สถานะการพัฒนา —— ยกสนามตำรวจเป็นตัวอย่าง

ข้อกำหนดพิเศษสำหรับเฮลิคอปเตอร์ตำรวจ:

ความร่วมมือของเฮลิคอปเตอร์ในอากาศสามารถปรับปรุงความสามารถในการรบเคลื่อนที่และประสิทธิภาพการจัดการคดีของกองกำลังตำรวจได้อย่างมาก. ในปัจจุบัน, เฮลิคอปเตอร์ตำรวจรับหน้าที่หลายอย่าง, ส่วนใหญ่ได้แก่: การบังคับใช้กฎหมายตำรวจทางอากาศ, การจัดการเหตุฉุกเฉิน, การสื่อสาร, คำสั่งจราจรทางอากาศ, ค้นหาและช่วยเหลือ, การดับเพลิง, การขนส่งอย่างเป็นทางการ, การคุ้มกันอาชญากรและการขนส่งเงินสดของธนาคาร, การช่วยเหลือทางการแพทย์ฉุกเฉิน, ความร่วมมือด้านศุลกากรต่อต้านการลักลอบขนของและต่อต้านยาเสพติด, การคุ้มครองทรัพยากรธรรมชาติ, การตรวจสอบสภาพแวดล้อม, ฯลฯ.

ตามจุดประสงค์พิเศษของมัน, เฮลิคอปเตอร์ตำรวจควรเป็นไปตามข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

1.ความเร็วในการบินไม่สูง, แต่การบินด้วยความเร็วต่ำและประสิทธิภาพการโฮเวอร์จะดีกว่า;

2. การบินขึ้นและลงจอดในที่แคบๆ เช่น อาคารเป็นหลัก, หุบเขา, ป่า, ผิวน้ำ, หนองน้ำ, แพลตฟอร์ม, ฯลฯ, และมีอัตราการไต่ระดับที่ดี;

3. มีความสามารถในการบินในเวลากลางคืนภายใต้สภาพอากาศที่ซับซ้อน, และสามารถบินได้ตามปกติในอุณหภูมิสูง (50องศาเซลเซียส), พื้นที่ราบสูงเย็น (-40องศาเซลเซียส), ลมแรง (มากกว่า 40kn) และสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงนอกชายฝั่ง;

4. มีเงื่อนไขในการติดตั้งอุปกรณ์ตำรวจ;

5. ระยะทางบินสูงสุดต้องไม่น้อยกว่า 500 กม..

อุปกรณ์ตรวจจับและติดตามเฮลิคอปเตอร์ตำรวจ:

เพื่อให้ภารกิจที่ได้รับมอบหมายจากเฮลิคอปเตอร์ตำรวจสำเร็จลุล่วง, จะต้องติดตั้งอุปกรณ์พิเศษ, รวมถึงอุปกรณ์สื่อสาร, อุปกรณ์นำทาง, อุปกรณ์สังเกตการณ์, อุปกรณ์กู้ภัย, อุปกรณ์การแพทย์ฉุกเฉิน, อุปกรณ์ดับเพลิง, อุปกรณ์บรรทุกสินค้าและอุปกรณ์สนับสนุน. โฟโตอิเล็กทริคพ็อดในอากาศเป็นอุปกรณ์สำคัญของเฮลิคอปเตอร์ตำรวจ. สามารถลาดตระเวนและติดตามทั้งกลางวันและกลางคืน, ถ่ายภาพและรวบรวมหลักฐานได้ตลอดเวลาและส่งข้อมูลไปยังศูนย์บัญชาการภาคพื้นดิน. สามารถทำการค้นหาแบบหมุนได้ 360° และค้นหาเป้าหมายในระยะไกล. นอกจากนี้, เฮลิคอปเตอร์ยังติดตั้ง GPS และแผนที่อิเล็กทรอนิกส์ด้วย, ซึ่งสามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนของยานพาหนะหลบหนีที่อยู่บนพื้นได้. ติดตั้งสถานีวิทยุความถี่สูงและความถี่สูงมาก, สถานีวิทยุตำรวจ, ช่องสัญญาณ, เข็มทิศวิทยุและอุปกรณ์สื่อสารและนำทางอื่น ๆ, สามารถติดต่อกับศูนย์บัญชาการภาคพื้นดินได้ตลอดเวลา.

แนวโน้มการพัฒนา

1. การปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับ

ประสิทธิภาพการตรวจจับและติดตามของพ็อดขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเพย์โหลด, นั่นคือ, เครื่องตรวจจับ, เช่นระยะการตรวจจับที่มีประสิทธิภาพ, ความแม่นยำในการตรวจจับ, และความสามารถในการต้านทานสภาพแวดล้อมที่รุนแรง. เทคโนโลยีเหล่านี้ยังคงพัฒนาไปในทิศทางที่มีความแม่นยำสูง, การย่อขนาด, และการแปลงเป็นดิจิทัล. จุดเน้นของการพัฒนาคือเทคโนโลยีการถ่ายภาพอินฟราเรดเป็นหลัก. อุปกรณ์ถ่ายภาพอินฟราเรดตามความต้องการทางการทหารมีราคาค่อนข้างแพง, และจำกัดการส่งออกอุปกรณ์ที่มีตัวชี้วัดสูงอย่างเคร่งครัด.

2. การรวมกันของการตรวจจับสัญญาณ

อุปกรณ์ลาดตระเวนและตรวจจับแบบครอบคลุมโฟโตอิเล็กทริกมักจะรวมเทคโนโลยีการตรวจจับหลายอย่าง เช่น แสงที่มองเห็นได้, แสงน้อย, อินฟราเรด, และเลเซอร์. ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับระบบรวมโฟโตอิเล็กทริกคือการใช้ระบบออพติคอลทั่วไปให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อรักษาเสถียรภาพที่ครอบคลุม, และเพื่อใช้การติดตามเป้าหมายทั่วไปและระบบชดเชยการเคลื่อนไหวของภาพ. การพัฒนาระบบตรวจจับและติดตามแบบรวมโฟโตอิเล็กทริกจำเป็นต้องแก้ไขปัญหาทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง เช่น วัสดุหน้าต่างและฟิล์มกรองแสง.

3. การทำให้เป็นโมดูลของเพย์โหลด

ฟังก์ชั่นของระบบตาแมวเริ่มแข็งแกร่งขึ้นเรื่อยๆ, และสัดส่วนของระบบต่อต้นทุนรวมของเฮลิคอปเตอร์ก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง. เรดาร์, อินฟราเรด, ภาพดิจิตอล, การวางตำแหน่งและการนำทาง, ระบบควบคุมอัตโนมัติและระบบควบคุมเชิงตัวเลขจะค่อยๆ เพิ่มเข้ามา, แต่พื้นที่สำหรับแพลตฟอร์มรักษาเสถียรภาพไจโรในอากาศนั้นมีจำกัด. ดังนั้น, ผู้ใช้จำเป็นต้องกำหนดค่าเพย์โหลดอย่างยืดหยุ่นตามความต้องการเฉพาะของตน. ระบบออปโตอิเล็กทรอนิกส์ในอากาศจำเป็นต้องพัฒนาไปในทิศทางของการบูรณาการการทำงาน, ขนาดเล็ก, น้ำหนักเบาและการย่อขนาด.

4. การพัฒนาข้อมูลแบบเรียลไทม์

ระยะห่างของภาพและข้อมูลอื่นๆ ที่ตรวจพบโดยระบบทางอากาศจะต้องถูกส่งไปยังศูนย์ควบคุมภาคพื้นดินทันเวลาโดยระบบสื่อสาร. โดยทั่วไประบบการสื่อสารทางอากาศจะใช้อุปกรณ์สื่อสารวิทยุทางอากาศสู่พื้นดินหรืออุปกรณ์สื่อสารผ่านดาวเทียม. ข้อขัดแย้งระหว่างปริมาณข้อมูลที่ส่งและข้อกำหนดแบบเรียลไทม์กำลังทวีความสำคัญมากขึ้น. ในด้านหนึ่ง, จำเป็นต้องมีการเชื่อมโยงการสื่อสารเพื่อขยายย่านความถี่และเพิ่มความสามารถในการรับส่งข้อมูล. ในทางกลับกัน, ระบบพ็อดจำเป็นต้องดำเนินการประมวลผลส่วนหน้าที่สอดคล้องกันก่อนที่จะส่งสัญญาณ, เช่นการประมวลผลสัญญาณภาพดิจิทัลอย่างครอบคลุม, การผสมผสานข้อมูล, ฯลฯ.

อ้างอิง: เหวินกุ้ย ลี่, จุนผู่ หวัง, จือฮวา จิน, Weifeng Tian การพัฒนาและการตอบโต้ของพ็อดออปโตอิเล็กทรอนิกส์ในอากาศ[เจ]. วารสารเทคโนโลยีเฉื่อยจีน,2004,12(5):75-80