Тепловая защита и термостабилизация волоконно-оптических гироскопов

• Автор: Громов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1Л Современные типы гироскопов и их перспективы

1.2 Волоконно-оптический гироскоп

1.3 Влияние тепловых воздействий на точность волоконно-оптического гироскопа

1.4 Способы снижения влияния тепловых воздействий на точность волоконно-оптического гироскопа

1.5 Современные методы расчетов тепловых режимов

1.6 Выводы по главе

ГЛАВА 2. ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ БИНС НА ОСНОВЕ ВОГ
2.1 БИНС на основе ВОГ
2.2 Постановка задачи
2.3 Тепловые модели БИНС
2.4 Результаты расчета БИНС с неподвижным основанием
2.5 Результаты расчета БИНС с вращающимся основанием
2.6 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ДЛЯ БИНС
3.1 Обоснование необходимости применения
системы термостабилизации
3.2 Постановка задачи
3.3 Предварительная модель БИМ с СТС
3.4 Аналитический расчет и выбор исполнительных элементов
3.4.1 Оценка общей теплоемкости системы
3.4.2 Расчет необходимых мощностей исполнительных элементов

3.4.3 Выбор ТЭМ и их режимов работы
3.4.4 Выбор мест расположения датчиков температуры
3.5 Выбор и расчеты вентиляторов и радиаторов для СТС
3.5.1 Расчет аэродинамического сопротивления системы,
выбор вентиляторов
3.5.2 Расчеты радиаторов внутреннего контура СТС
3.5.3 Расчеты радиаторов внешнего контура СТС
3.6 Выводы и рекомендации по результатам расчетов
3.7 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ БИНС С УЧЕТОМ СТС
4.1 Постановка задачи для расчета БИНС с учетом СТС
4.2 Тепловая модель БИНС с учетом СТС
4.3 Расчеты теплового режима БИНС с использованием вентилятора
4.4 Расчеты теплового режима БИНС при постоянном расходе воздуха
4.5 Результаты испытаний макета БИНС с СТС
4.6 Выводы по главе
ГЛАВА 5. ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ ИНТЕРФЕРОМЕТРА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА
5.1 Исследуемый волоконно-оптический гироскоп
5.2 Постановка задачи
5.3 Тепловая модель интерферометра ВОГ
5.4 Определение эффективной теплопроводности намотки
оптического волокна
5.4.1 Определение с помощью компьютерного моделирования
5.4.2 Описание экспериментальной установки
5.4.3 Экспериментальное определение
5.5 Результаты расчетов первоначальной конструкции
5.6 Система термостабилизации интерферометра ВОГ

5.7 Компьютерное моделирование предложенных вариантов
изменения конструкции
5.8 Выводы по результатам расчетов и рекомендации по
обеспечению теплового режима
5.9 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РАБОТ АВТОРА

Таблица 2.1 - Мощности тепловыделений основных элементов БИМ и ВИМ
Источник тепловыделений Количество в приборе, шт. Мощность тепловыделений, Вт
Интерферометр 3
Акселерометр 3 1,
Плата ВОГ 3 2,
Плата БП 1
Источник света 1
Вычислитель №1 1
Вычислитель №2 1
МД (только в ВИМ) 1
Наиболее значимыми со всех точек зрения элементами в приборах являются интерферометры ВОГ, которые в одном из приборов закреплены на
неподвижном основании (поз. 1 на рисунке 2.2), во втором расположены на
платформе, вращающейся с постоянной угловой скоростью (поз. 1 на рисунке 2.3). Помимо ВОГ, основными тепловыделяющими элементами, влияющими на тепловой режим приборов в целом и распределение температур по
интерферометрам в частности, в обеих БИНС являются:
- Блок акселерометров. На рисунке 2.2 - поз. 2, на рисунке 2.3 расположен под платформой с интерферометрами поз. 2.
- Платы электроники (платы ВОГ, плата БП, контроллеры и
вычислители). На рисунке 2.2 - в центре конструкции под каркасом с интерферометрами поз.З, на рисунке 2.3 — поз. 3, 5.
- Источник света. На рис. 2.2 в основании прибора поз. 4, на рис. 2.3 -поз. 4.
От окружающей среды внутренние элементы приборов отделены металлическими кожухами (на рисунке 2.2 показан его фрагмент, на рисунке 2.