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半球谐振陀螺装配技术的发展现状及趋势*

2021-07-07刘晓豪李绍良李朝将李寅岗陈效真

飞控与探测 2021年1期

金 鑫,刘晓豪,李绍良,李朝将,李寅岗,陈效真,蔚 行

(1.北京理工大学 机械与车辆学院·北京·100081;2.上海航天控制技术研究所 惯性工程技术研究中心·上海·201109;3.北京航天控制仪器研究所·北京·100039)

0 引 言

半球谐振陀螺(Hemispherical Resonator Gyroscope,HRG)是一种基于哥氏效应的固体波动陀螺,其具有精度高、寿命长、可靠性高、小型化、集成化等诸多优势,被国内外惯性技术界公认为是21世纪可应用于航空航天惯导系统中的最为理想的惯性器件。在半球谐振陀螺的装配过程中,常出现零件加工质量合格、但装配后的陀螺精度仍然达不到要求的现象。其中,半球谐振陀螺的装配工艺与技术是制约陀螺整体性能和稳定性的主要原因之一。本文对美国、俄罗斯、法国、中国的半球谐振陀螺的研究历程、技术及应用现状进行了介绍,分析了半球谐振陀螺装配的关键技术,包括面向装配的几何误差建模技术、无损柔性夹持技术、铟焊低应力连接装配工艺、非平行板电容精密检测等关键技术,并对半球谐振陀螺装配技术的未来发展方向进行了展望。

1 半球谐振陀螺产品的国内外发展现状

美国、俄罗斯及法国最早开始了对半球谐振陀螺的研制,并将其成功应用在了空间型号、飞机、导弹及海洋领域。此外,英国、日本等国家也有多家单位在研究HRG的相关技术。

1.1 美国

1890年,英国物理学家G.H.Beyan在敲击酒杯时发现,在振动的壳体(高脚杯)旋转时,由于哥氏惯性力的存在,驻波相对于高脚杯和惯性空间发生进动,这是半球谐振陀螺的理论基础。……

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