
美軍的雷射陀螺儀。

雷射陀螺儀為飛彈等武器的飛行控制、精確打擊起到不可替代的重要作用。
雷射陀螺及其軍事應用
近日,國內媒體報導了國防科技大學雷射陀螺創新團隊的先進事跡。該團隊矢志不渝,三代人攻關43載,終於使我國成為繼美法俄後,世界上第四個具備獨立研製雷射陀螺能力的國家,為我國打破國際壟斷,在精確打擊武器的導航定位、姿態測量與控制、精確制導、平臺穩定等方面全面趕超世界強國奠定了重要基礎。不過,小陀螺如何與國防科技聯繫在了一起,雷射陀螺是什麼,許多人未必了解。
「陀螺原理」及傳統陀螺
先從陀螺說起。許多人小時候一定玩過一種玩具陀螺「冰猴」。腳尖身圓的「冰猴」放在地上,用一根繩子做的鞭子猛抽「冰猴」,「猴身」就能轉起來,用鞭子抽得越狠,它就轉得越飛快,不會倒下。在日常生活中,我們也發現:如果一個物體旋轉時速度很快,它就會穩定地立在一個地點不動,轉速足夠快的時候,即使平板傾斜一些,它仍然不會倒,並且轉軸始終指向一個固定方向。這就是物體的「定軸特性」。
科學家利用「定軸特性」製造出能定向和定位的陀螺儀,通過將陀螺定軸方向與運載體的軸心相比對,就能得出運載體的正確方向和瞬時位置。而以陀螺儀為核心部件,進而組裝出慣性導航系統或制導系統。因此,陀螺是航天、航空、航海裝備及很多武器裝備在作戰中不可缺少的定位和導航裝置。
傳統的慣性陀螺主要是指機電陀螺,但其穩定性以及定向與定位精度不夠,不能滿足現代武器精確打擊的要求。科研人員一直希望能找到更好的陀螺儀,幫助運載體精確定位與定向、穩定運行,更好地發揮武器的效能,雷射陀螺無疑是一種很好的替代品。
何為雷射陀螺?
科技名詞定義:雷射陀螺,學名「環形雷射器」。實際上是一種無質量的光學陀螺儀,利用環形雷射器在慣性空間轉動時正反兩束光隨轉動而產生頻率差的效應,測定敏感物體相對於慣性空間的角速度或轉角,進而測定物體方向等。
原理:一束光經分光器被分成完全相同的兩束光後,進入同一環形光迴路,分別沿順時針方向和逆時針方向相向傳播。如果讓光迴路繞垂直於自身的軸旋轉起來,這兩束光之間會產生相位差,利用光的幹涉性能測出相位差,進而得出光迴路旋轉的角速度。如果光迴路被製成一個環形雷射器,其中傳播的光就是方向性好、聚束性強、相干性優的雷射,因此就形成了一個能通過敏感角速度來測定方向與姿態並具有快速尋北與穩定作用的雷射陀螺。
主要作用:主要用於精確打擊武器的導航定位、姿態測量與控制、平臺穩定,為它們有效完成作戰任務提供更好的保障。