MEMS-IMU是捷联惯导系统核心部件,在智能炮弹上应用广泛
1、惯性导航技术具有突出的军事应用价值
导航技术是对运动体进行定位,并安全、准确、经济地引导到目的地的技术。导航技术包括卫星导航、惯性导航、无线电导航、天文导航、地形辅助导航和视觉辅助导航等。
不同导航技术概况
资料来源:《导航技术基础》,cnki
对于惯性导航来说,陀螺仪、加速度计、导航计算机、控制显示器和稳定平台是其主要部件,陀螺仪用来量测载体在惯性空间的旋转角速度,加速度计用来量测载体的线加速度,导航计算机通过转换和积分获取载体的姿态、速度和位置等导航信息。由此可见,惯性导航在不依赖于外部信息的条件下就能够实现精确导航,这样的特点赋予其突出的军事应用价值。
——MEMS-IMU是捷联惯导系统核心部件,在智能炮弹上应用广泛
第二次世界大战之后,由于其自主和隐蔽的特点,惯性导航系统在军事方面的应用越来越多,如导弹制导等。根据稳定平台不同,惯导分为平台式惯导系统和捷联式惯导系统。后者具有体积小、重量轻、成本降低、系统简化和可靠性提高的优势,目前广泛应用于军民领域。
捷联式惯导系统组成和原理
资料来源:公开资料,立鼎产业研究中心
“神剑”155mm增程炮弹,有“发射后不管”能力
资料来源:公开资料,立鼎产业研究中心
捷联惯导系统在导弹/火箭弹上的应用实例
资料来源:《航空科学技术》,《压电与声光》
MEMS一般是指1um~100um的微米系统,或者轮廓尺寸在毫米级,组成元件尺寸在微米数量级的系统。MEMS-IMU是基于MEMS技术的惯性测量单元。IMU通常将加速度计和陀螺仪组合在一起,可以得到飞行器的运动和位置信息,一般包括3个加速度计和3个陀螺仪。
MEMS系统组成图
资料来源:公开资料,立鼎产业研究中心
基于MEMS的惯性测量单元(IMU)可作为捷联惯导系统的核心部件,近10多年来,随着(立鼎产业研究中心,www.leadingir.com)其尺寸的微小化,具有性价比优势的MEMS技术得到了广泛应用,也使惯导技术在炮弹领域的应用成为一种可能。据Market Research数据,全球IMU市场预计将从2017年的164.6亿美元增长到2022年的217.4亿美元,年复合增长率5.72%。使用普通弹药作战时往往需要大量发射以命中目标,耗弹量大,成本高,效率低;通过给普通弹药加装导航组件,从而提高进攻精度降低耗弹量,将是未来的发展趋势。
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