国外光电桅杆设计特色分析.pdf

总第 1 5 6 期 2 0 0 6年第6期 舰 船 电 子 工 程 V 0 J 2 6 N o 6 1 9 O 国外光电桅杆设计特色分析 马永龙 陆炳哲 (华中光电技术研究所军代室 武汉4 3 0 0 7 3)(华中光电技术研究所 武汉4 3 0 0 7 3)摘要系统分析美国、英国、俄罗斯等国在光电桅杆设计方面的特色。这些设计方面的成功实例，正是值得我们借 鉴的，而E j 前国内对此论述和研究尚少 笔者通过对国外光电桅杆技术的跟踪研究，对国外光电桅杆技术的设计优点进行 了系统分析，对国内的光电桅杆设计与研究也会有所启示。关键词 光电桅杆；光电潜望镜；光电桅杆设计 中图分类号T N 8 1 8 A n a l y s i s o f F o r e i g n Op t r o n i c s Ma s t De s i g n F e a t u r e s MaY m l g l o n g )L uB i n t d(M i l i t a r y D e l e g a t e O ff i c e，H u a z h o n g R e s e a r c h i n s t i t u t e o f o v a i c T e c l m o l o g y ，Wt th a n 4 3 0 0 7 4)(H u a z h o n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f O p t r o n i e T e c h n o l o g y 2 ，Wu h m 4 3 0 0 7 3)Ab s t r a c t D e s i g n c h a r a c t e r i s t i c s o f o p t mn i e ma s t s i n c l u d in g 1)n l t e d S t a t e s，G r e a t B d t a i n a n d Ru s s i a e t e a r e s y s t e n m fi c all y a n a l y z e d S u e c e s s fl fl c a s e s i n d e s i gn o f o p t mn i e n m s t s a l e w o r t h s t u d y i n g f o r u s S t u d y a n d d i s c us s i o n o f s u c c e s s f t d f o r e i g n e a s e s i n d e s i gn o f o p t mn i e ma s t a r e n o t m a d e e n o u g h n o w a t h o me T h e s y s t e ma t i c a n a l y s is o f d e s i gn c h a r a c t e ri s t i c s i n o p t run i c ma s t s i s d o n e i n t h e p a p e rT h e paper w i l l g i v e u s a d e a l of e r d j g h t e n m e n t f o r re s e a r c h and d e v e l o p m e m o f o p t m n i e m a s t s a t h o m e Ke y wo r d s o p t mn i e ma s t，o p t r o n i c p e ri s c o p e，o p t mn i e ma s t d e s i gn Cl a s s n u mb e r 1 8 1 8 1 概述 从上世纪 9 0 年代以来，美国、英国、法国、德国 和俄罗斯相继研究成功了潜艇光电桅杆，并陆续装 备本国的潜艇。国外论述光电桅杆的技术论文林 林总总。但是，这些光电桅杆究竟有哪些设计特 色，从国内发表的相关论文却极少论及，国外光电 桅杆设计的某些特点并未引起我们的重视，甚至有 的还鲜为人知。我们通过对国外当前潜艇潜望镜 和光电桅杆技术的研究和分析，针对国外光电桅杆 设计特色，择要予以论述和分析，供潜艇潜望镜设 计人员鸯考 2 美国 A N B V S 一1 光电桅杆特色 A N B V S l 光电桅杆是专为美国弗吉尼亚级 攻击核潜艇上配置的一 种光电桅杆，也是 目 前f 界 收稿日期：2 0 0 6年 5月 2 6目，修回日期：2 0 0 6年 6 月 8曰 上技术水平最先进 的一款光电桅杆。美国 A N B V S 一 1 光电桅杆主要性能大致与 8 6 型光电桅杆 相同，A N B V S一1的主要配置为索尼公司#X C一 0 0 3 彩色电视摄像机、#X C H一1 1 2 5 高清晰度黑白 摄像机、雷声公司 3 5 ta n 6 4 0 4 8 0 像素的凝视焦 平面阵列摄像机以及 B L Q一1 0 E S M系统的天线装 黄。另外，A N B V s _l(V)改进型光电桅杆和 8 L型 多用途潜望镜配套使用，将装备四艘俄亥俄级导弹 核潜艇。首艇于 2 0 0 7 年 5月交付海军服役。A N B V S一1 光电桅杆和 A N B V Sl(V)光 电桅杆基本 性能相同，下面以 A N B V S l 光电桅杆为例，就 设计上的 一 些特色进行论述。2，1 钛合金材料在光 电桅杆上的应用 传统的潜望镜观察头和潜望镜镜管的材料均 为不锈钠。新颖的非穿透光电桅杆，由于桅杆重心 升高，不利于潜艇的稳定。为了降低重心，必须要 采用高强度的轻型结构材料。钛合金材料是 目前 的酋选材料。它的特点是高强度、重量轻、低磁性 维普资讯 2(L 6年第 6 期 舰 船 电 f J：程 l 9 l 和 腐蚀。由于钛合金 比钢、青铜、黄铜都 耐海水 腐蚀，因此，要求与海水接触的设备用钛合金。为 1 减轻重量，甚至不与海水接触的设备也用钛合金 制造。但是钛合金_电受到使用 J=的限制，首先是价 格相对很贵，其次是相对于 锈钢材料，钛合金的 加工工艺难度比较大。现在美困第二代和第三代 非穿透的桅杆的观察头和桅杆部分都采用了钛合 金结构材料。但是有关美国光电桅杆 A N B V S 一1 使用钛合金材料的情况，在光电桅杆的文献资料至 今未发现有深入的论述。我们注意到它仅在相关 的资料中捉及。桅杆部分和观察头部分都使用钛 合金材料十分有利于降低光电桅杆的重心，有利于 潜艇 的稳定。我们在查找欧洲 的光 电桅杆使用钛 合金材料的情况时，了解到钛合金材料的应用还不 普遍，例如德 国 O M S一1 0 0光电桅杆也仅是部分结 构上采用了类似的材料。2 2专用的危急状态观察窗 弗吉尼亚攻击核潜艇配置两根相同的 A N B V S l 型光电桅杆。每一根光电桅杆都配置三台 可见光摄像机，即一个彩色摄像机、一个黑 白高分 辨率摄像机和一个“情况危急”(m i s s io n c r i t ic a 1)时 使用的彩色摄像机。另外它还配置红外摄像机，激 光测距仪和技术先 进 的 A N B L Q一1 0 E S M 天线。A N B V S 一1 型光电桅杆的观察头如图 1 所示。美围 A N B V S一1 型光电桅 杆的观察头设计总共装有 4台 摄像机。从通常的实际使用情 况分析，这种设计完全是没有 必要的。但是，美国科尔摩根 光电公司充分考虑了在实战情 况下可 能会发 生 的意外 情况，图l A N B V s 一 1 型 最后还是采用了冗余设计，特 光电 桅 杆的 观察 头 别对一个“情况危急”(m is s io n c r i t i c a 1)窗 E l 做 了特 殊 的处理。美国科尔摩根光电公司在关于 A N B V S 一1 型光电 桅杆的产品介绍中和相关的一些技术文献中都不 提这个独具特色的设计，对它用途 也不做任何解 释。但它确实是美国光电桅杆设计的独到之处。我们对“情况危急”(m i s s i o n c r i t ic a 1)时使用的彩色 摄像机做了多方查证，弄清了它的没计意图。“情 况危急”(m is s i o n c r i ti c a 1)时使用的彩色摄像机是 指在光电桅杆上的主要传感器和处理设备意外发 生突变事故或灾难性事故时使用的，这就意味着当 其它传感器都已失灵，例如突然失效或严重损坏等 情况时，这个窗f-I 依然是可用的。且发生这种意 外 的不测情况时，1刀 f 么就可以紧急启朋“情况危急”窗 1 的彩色摄像机，它可以把未经过处理的图像直 接传输到指控室 在一般情 况下，“情况危急”时用 的彩色摄像机是备而不用的。鉴于上述的设计思 想，美囤科尔摩根光电公司对“情况危急 时用的彩 色摄像机窗口也做了相应的特殊加强技术处理，采 用了球面罩 窗 口，增 强 了窗 口的抗 压性 能。关 于“情况危急”(m i s s i o n c ri t i c a 1)窗 1 的设计是比较独 特的，其他国家的光电桅杆均无这种类似的特殊窗 门，到 目前为止世界仅此一例。2 3技术插入设计 科尔摩根公司在设计 A N B V S一1 光电桅杆系 统时，还有一个设计理念是非常重要的，它充分考 虑了美国海军未来 2 0 年的战略需求。为了满足佛 吉尼亚级潜艇实现支持“2 0 2 0 联合构想”和“2 l 世 纪潜艇联合战略概念”的目标要求，光电桅杆系统 在设计 上应用 了快 速 的技术 插入 方法(t e c h n o l o i n s e r t io n)，这与模块化设计概念又有不同。技术插 入的概念就是为了满 足光 电桅 杆系统始终 保持 系 统性能的先进性，它随时可以把最新的传感器插入 到桅杆的头部，而不是把整个头部看作是一个模 块。A N B V S J 艇外传感器头部很大，内部体积 在设计时已经 留有一定的余 地，它有助于技术升级 和适配性。由于采用了新的隐身手段，它允许艇外 传感器的头部有很大的内部体积，与此同时又能保 持可接受的观察距离和反雷达探测距离。艇内装 置设计以开放式结构为目标，因此适合于利用市场 上的现成商品(C O T S)做技术插入。技术插入作为 一种新方法，它可以 蔺足 2 0 2 0联合构想 目标要求。目 前美国海军正在考虑一些技术插入的侯选方案，例如采用自动探测和跟踪，向全数字化成像结构过 渡以及采用微光电视摄像机来增强 目前红外成像 的能力等。2 4先进的 E S M技术 E S M技术是光电桅杆的一个重要的组成部分。近年来，E S M技术最大的进展是美国光电桅杆上 使用的 A N B L Q一1 0系统。美国洛克希德 马丁集 成公司研制开发与 A N B V S J 光电桅杆配套使用 的 A N B L Q一1 0 E S M系统，装 备弗吉尼亚级攻击核 潜艇。这是美国海军的潜艇先进战术 E S M作战系 统(A S 1 E C S)中的一个主要组成部分。它 也是美国 海军第一个雷达和通讯完全集成的 E S M系统。它 兼有威胁预警和情报收集的功能。美国在 E S M研 究上处于完全领先的地位。该系统是美国海军的 潜艇先进战术 E S M作战系统(A S T E C S)中的 一 个主 维普资讯 马永龙等：外 光电桅朴设 汁特 色分析 总第 1 5 6 期 要组成部分。在佛吉尼亚级 S S N一7 7 4攻击潜艇 上，该系统 的功能是通过潜艇上两 根 A N B V Sl 光电桅杆截击无线电频率信号并进行分析，然后把 重要的战术信号直接报告给潜艇指挥官。对来 自 商船的通汛和海面威胁，A N B L Ql 0 具有收集和 处理复杂雷达信号、通讯信号以及低空发射的导航 信号的能力，而 岂 在海上所提供的电磁监视能力可 与传统的潜艇水下声音监视装置相比。A N B L Q l O系统包括信号传感器、接收器、显示器、高级的 处理 和分析设 备。1 9 9 4年该公 司生 产两 套 A N B L Q一1 O 样机并在 A n n a p o l i s 潜艇上进行丁海上作 战适用性鉴定，2 0 0 0年初成功地完成了试验。美 国海军在 U S S A n n a pol i s 潜艇上对马丁集成系统公 司 A N B L Q一1 0系统安排 了几十项作 战适用性鉴 定。AN B L Q一1 0 系统能自动地获取，处理和识别 雷达和通讯波段的信号，它还具有战术态势评估的 能力，从而使美国的新型攻击潜艇能够对海上和近 岸处于变化中的战术态势迅速做出反应。它也能 为潜艇的远程巡航导弹提供超视距的打击 目标的 能力。在重要的功能方面，A N B I_Q一1 0采用了大 量的非研制的产品和现有的技术，以减少成本和技 术上的风险。在开放式的系统结构中约有 9 2 的 硬件和 9 0 的软件都是属于非研制的产品和现有 技术。洛克希德 马丁集成系统公司于2 0 0 0 年 l 0月 初成功地完成了用于伏吉尼亚级潜艇和洛杉矶级 潜艇的 E S M系统的鉴定。该公司在鉴定中透露 说：A N B I_Q一1 0 系统在使用上是有效的、合适的。A N B I _Q一1 0 系统对潜艇而言，它开创了一个新时 代。该系统采用的开放式的结构，模块化设计、可 升级的电子支援 系统。所 以，该系统对美国潜艇舰 队的价值是非常重要的。2 5应用纳米材料的隐身技术 美国A N B V S l 光电桅杆系统的设计上采用 了最先进的隐身技术。它主要有两个特点：一是观 察头采用了特殊的波纹形状以减少雷达回波，如图 l 所示；二是运用了美国 In f m m a t 公司在纳米技术 领域里最新研究成果一热喷镀膜生产技 术。利用 这项技术可以大大提高纳米结构材料的物理特性，使纳米微粒的尺寸和纳米膜的厚度不到 1 0 0 纳米。I n f r a m a t 公司的核心技术是使纳米微粒的粉末进行 重构，变成圆球 状适合于热喷镀 的小颗粒，从而使 喷镀后形成的薄膜不但保留了纳米的结构特性，而 且还具有极好 的机械特性，例如粘结强度、耐久性、应变限度和耐磨性等。目前该公司运用热喷镀的 钛酸铝陶瓷纳米膜广泛地应用在美国海军的潜艇、航母和扫雷舰上。这种用纳米材料制成的薄膜应 用在光电桅杆上，它可以有效阻止海洋贝类动物和 一些软体动物在光电桅杆上的生长。这种钛酸铝 陶瓷纳米材料在光电桅杆上使用后，可以很好地防 止这些生物在光电桅杆及其头部的寄生和吸附。钛酸铝陶瓷纳米材料的另一个优点是耐磨和耐冲 击。所以它在光电桅杆的活动部位的应用是非常 理想的。钛酸铝陶瓷纳米材料的第三个优点是热 障性好，尤其适用飞机发动机和陆基的各种发热部 件。在光电桅杆上应用可以减少热辐射，有利于光 电桅杆的红外隐身。3 英国 C M 0 1 0光电桅杆特色 英国泰利斯光电子公司研制的 C M O 1 0 光电桅 杆，1 9 9 5年在厂内进行了验收测试，1 9 9 6年 4月完 成工厂验收，接着进行海上试验。C M O I O 光电桅杆(图2)的性能至少不低于该公司 C K 3 4 搜索潜望镜 和 C H 8 4 攻击潜望镜的性能。目前，C M O 1 0 光电桅 图2 C M0 1 0光电 桅杆的头部 杆将装备机敏级攻击核潜 艇，澳大利亚海 军也 已签订 了C M 0 1 0光电桅杆合同，装 备柯林斯潜艇。C M 0 1 0 光电 桅杆装有热成像传感器、高 清晰度电视传感器和高灵敏 度的宽波段射频传感器，并 具有先进的信号和图像处理 功能。该光电桅杆既可在专 用的控制台上操控，也可从 有高分辨率显示器的多功能 控制台上进行操控。C M 0 1 0 光电桅杆系统完全与潜艇作 战数据系统组合兼容。C M 0 1 0 光电桅杆在设计上有三个特色：一是 采用捷联式光!学稳定技术，完全实现了三轴瞄准线 稳定，这是该公司率先将捷联式陀螺稳定技术应用 在光电桅杆上。二是采用多传感器共用一个观察 窗。它采用 了 目前最先进透光材料一蓝宝石。三 是手动收缩桅杆设计。3 1捷联式三轴陀螺稳定技术 捷联式三轴陀螺稳定技术，这是建立在微机应 用、大动态范围陀螺仪的问世和光纤技术的基础上 发展起来的一项 瞄准线稳定 的新技术。它应用光 维普资讯 2 O 0 6 年第 6期 舰 船 电 子 工 程 1 9 3 纤技术和激光陀螺技术来实现图像稳定，这是一项 较新的应用技术。英 国 C M O 1 0光电桅杆 k首先开 发成功。根据 2 0 0 3年的法国萨捷姆公司的资料，法国的 S M S 搜索光电桅杆上最近也采用了三轴稳 定技术。传统的潜望镜和已有的多数光电桅杆的 光学稳定系统，其本质上是机械式的或者是机电式 的。因此，这种稳定方法往往有许多局限性。例 如，机械式光学稳定机构的物理尺寸比较大；用精 密机械加工的零件精度对瞄准线稳定性好坏产生 很大的影响；在恶劣的工作环境 中稳定系统比较脆 弱；在批量生产时，稳定 系统 的机构 已没有降低成 本的可能。目前，国外光电潜望镜的瞄准线稳定方 法可分为三种方式：单轴瞄准线稳定 目前使用较 少，如法国的 A P S 攻击潜望镜；双轴瞄准线稳定，这是普遍采用的瞄准线稳定方法，如 7 6 型潜望镜、9 o 型潜望镜等；三轴瞄准线稳定如 C M 0 1 0光电桅 杆和法国 S M S 光电桅杆。英国泰勒斯光电子公司 在 9 O 年代初研制成功了 C M 0 1 0光电桅杆系列，在 光电桅杆上首创 了捷联式三轴光学稳定系统。其 稳定的原理是用光纤陀螺惯性敏感角运动，然后利 用多个数字信号处理器进行处理，再通过两轴长平 架上的瞄准棱镜同热成像系统中的消像转器和电 视系统中的消像转器进行光机控制，实现瞄准线的 稳定。C M 0 1 0光电桅杆的捷 联式三轴光学稳定 系 统主要组成部分包括敏感传感器、光学控制机构、信号处理部分、惯性处理部分、几何处理部分、伺服 控制处理部分。其详细的技术介绍见参考文献 3 。3 2蓝宝石窗口 英国在 8 0 年代中期开始研究光电桅杆时，最 初的方案是采用上下两个观察窗口，对隐身问题还 没有作为重要的技术指标。但是到 C M 0 1 0 潜艇光 电桅杆在最初设计时，他们充分考虑了观察头的隐 身性，将电子成像系统设计成由三个传感器共用的 一个观察窗(3 5 ta n 热像仪、高清晰度黑白电视摄 像机和彩色电视摄像机)，其窗口材料采用的是目 前性能最好的蓝宝石。这是设计思路上的一个重 大转变。由于采用新方案 和新材料 的主导设计思 想，所以蓝宝石窗口材料成为首选材料。蓝宝石窗 口材料的应用是光电桅杆材料选择上的一次重大 变化，具 有深远 的意 义。蓝宝石是 一种双波段材 料，适用于可见光波段和 3 5 t m a 红外波段使用。蓝宝石光学晶体加工成观察窗口及透镜，在军民用 领域已十分广泛。从上世纪 8 O年代开始应用于军 事领域，主要用于导弹寻的器和机载的红外光电吊 舱。蓝宸石窗口在 C M 0 1 0光电桅杆上的应用是光 电桅杆领域中的首例。目前仅英美两国完全掌握 这项技术的应用。单 晶蓝宝石是一种物理特性、机 械特性和化学特性三者独特集合的一种优良材料。由于蓝宝石表面特别硬，除了金刚石外，几乎没有 其他什么物质能在其表面产生划痕。在化学性质 方面，蓝宝石是惰性材料，对于大多数溶液是不溶 解的。所以，化学性 能很稳 定。g t b，蓝宝石表面 的清洁也非常容易。又因为蓝宝石的强度很高，用 蓝宝石制成的观察窗口则比其他材料的窗口更薄。薄壁蓝宝石窗口无论是对其加热或冷却都是很有 效的。所以，蓝宝石的这些天然特性特别适合于作 为潜艇潜望镜和光电桅杆观察窗口的理想材料。英国已将蓝宝石单晶材料成功应用于 C M 0 1 0 光电 桅杆的观察窗V I。蓝宝石作为光电桅杆的观察窗 口必须满足两个技术条件：第一，必须要生长出完 全能满足观察窗口尺寸的要求并达到军用光学级 的技术指标。从现有的技术条件，已能获得蓝宝石 大型单 晶。1 9 9 6年，国外 已能生 长 出 3 3 c m直径、6 5 k g 重的蓝宝石单晶。2 0 0 3 年蓝宝石单晶尺寸已 达到直径 5 0 0 m m，现正在 向直径 7 5 0 r r n n单 晶发展。目前的蓝宝石单晶尺寸完全能满足潜望镜和光电 桅杆的观察窗使用要求。第二，蓝宝石加工、研磨、抛光、窗口的加热、镀膜以及 E M I E M C的防护等工 艺要能满足窗口的使用要求。尽管蓝宝石窗口具 有很多的优点，但是 由于其材料价格非常昂贵，对 它的加工又比普通的光学材料复杂很多，技术要求 又高，加工费几乎 占到材料费的一半。所 以，目前 它的应用明显地受到成本和技术 的制约，仅局限于 极少量的光电桅杆上应用。我们认为，蓝宝石窗口 材料在潜艇光电桅杆上近期内不会有大的发展。可以预料，今后随着 3 5#m热像仪性能提高，采 用蓝宝石的观察窗也是一种发展趋势。因此，蓝宝 石作为一种大有发展前景窗口材料，这是值得我们 注意 的。3 3手动收缩桅杆设计 英国 C M0 1 0光 电桅 杆设计 时，增加 了一个手 动收缩桅杆的功能。这也是 目前同类光电桅杆没 有的。英国泰利斯公司认为：一旦光电桅杆升起时 或升起以后，如果发生意外情况，使光电桅杆受到 损毁，无法使用自身的液压系统实现 自降时，可应 急使用光电桅杆的手动收缩桅杆的功能。这种看 似多余的功能，实为光电桅杆的可靠性增加道额 外的保险措施。维普资讯 马永龙等：外光电桅朴设汁特包分忻 第 1 5 6期 4 俄罗斯 P A R U S 一 9 8光电桅杆 根据国外资料报道，俄罗斯光电桅杆现有两个 型号。一 是“砖雨”(b r ic k s p i t)光电桅杆，它装备俄 罗斯德尔塔D(6 6 7 B D I 瑚)弹道导弹核潜艇、德尔 塔 D I I I(6 6 7 B D R)弹道导弹核潜艇以及(6 6 7 A R A T)导弹核潜艇。二是最新的 P A R U S(帆船)一9 8 光电 桅杆。P A R U S(帆船)一9 8 潜望镜系统在 2 0 0 3 年夏 季首次圣彼得堡的国际海上设备展览会上展出。该系统由一根多用途光电桅杆 和一根攻击潜望镜 组成，如图3 所示。该系统主要由俄罗斯联邦国立 研究中心一电气仪表中央科学研究所负责总体设 计。光电桅杆上的传感器有昼光电视摄像机、微光 电视摄像机、红外摄像机、激光测距仪 P A R U S L、电子战系统 和 G P S接收传感 器。激光测距 仪 P A R U S L测距范围在 6 0 m1 8 5 k m，测距精度在 5 1 0 m。P A R U S 一 9 8 光电桅杆有两个设计上的亮 点。正是 P A R U S一9 8 E潜望镜系统 的这些 特色使 它居于世界先进光电桅杆之列。4 1并立的双窗 口设计 P A R U S一9 8 光 电桅杆的观察窗设计采用 了目 前光电较为新颖的双窗口设计，如图3 所示。在此 我们不仿把美国A N B V S 一1 光电桅杆观察头三个 观察窗(图 1)和英国 C M 0 1 0光电桅杆观察头单个 观察窗，与俄罗斯 P A R U S一9 8 光电桅杆双观察窗 设计(图 3)做一比较，那么我们认为 P A R U S一9 8 光电桅杆双观察窗设计也足很有特色的。P A R U S 一9 8 光电桅杆观察头内装有电视摄像机，红外热 像仪和激光测距仪。来 自观察 目标 的外部光线通 过瞄准棱镜进入电视摄像机的物镜。被观察物体 的热辐射首先到达反射镜，然后被直接进到红外热 像仪。激光测距仪发射机发出的激光脉冲信号被 反射镜射向观察目标。再经目标反射后，激光辐射 脉冲到达电视摄像机的物镜上，再经过光谱滤光镜 的选择选择后，最终到达激光测距仪的接 收机上。采用并立窗口的最大优点是十分有利于光电桅杆 瞄准线的控制和稳定，它的瞄准线稳定是通过潜艇 坐标系的双轴稳定系统实现的。由于瞄准线的俯 仰轴位于电视通道的瞄准棱镜、激光测距仪的瞄准 反射镜和红外通道的反射镜的同轴线上。所以 通过俯仰轴转动，可以使瞄准线对准观察目标。当 进行传感器切换时，捕捉到的目标在视场f_1】相对是 稳定的，不 会丢失。再加 光电桅杆头部的 3个光 纤陀螺仪提供的实时信息，光电桅杆获得的图像是 稳定 的。我们也注意到，双窗 口并立设计，不是俄 罗斯的首创 法国存 S P S 光电桅杆上率先应用这 种并立窗 口的设计，此外德国 O M S一1 0 0光 电桅杆 目前也采用 I 这种并立窗口的设计。但是，光电桅 杆的双窗口设计代表着一种发展的趋势。4 2光纤陀螺的应用 俄罗斯 P A R U S一9 8潜望镜系统上应用了国 产化小型的光纤陀螺，就其应用而言，乃是很先进 的。P A R U S一9 8潜望镜系统上应用的光纤陀螺精 度不高，起动态范围很大可达到几百度 秒，比例因 子的相对误差是可以接受的。但是它作为角速度 传感器，作瞄准线稳定目的使用，那么其精度在相 对狭窄的频率范围内完全可以满足能控制信号所 要求的精度。P A R U S一 9 8 光电桅杆上光纤陀螺的 主要技术指标如下：蠡 捕 工 作 地 f列+500I s 输 出 电 4-3V 最大零漂移 5 O。h 比例因子的稳定性5 带宽l O 0 0 H z 尺寸 6 0 n l n l 质量 5 0 g 这里我们需要指出的是俄罗 图3 P A R u s _-斯采用精度较低的光纤陀螺，实现 9 8 光电桅杆 瞄准线稳定 的要求。它从 另一个 角度也给我们提供一个启示，作为瞄准线稳定设计 而选用的光纤陀螺，可以不必过于追求光纤陀螺的 高精度高性能指标，只耍通过良好方的案设计同样 能实现潜望镜或光电桅杆的瞄准线稳定。从降低 产品成本的角度考虑，这种设计思想是值得推荐 的、参 考 文 献 l l j S t e v e B r o w n，S u b m a r i n e i m a g m y：l o o k i n g a h e a d t o t h e n e x t l t m d r e d y e a r s M I t a e S u b m a r i n e R e v i e w，2 0 0 2：5 4 5 8 【2 J d L M e r r i l l L ook i n g a r o L 1 x ld：a s h o r t l fi s t o r y o f s u b m a-I i n e p e r i s c o l e s j*a r t H l M i 1 1 1 e S u b l n a r i n e R e v i e w，2 0 0 3：5 9 7 8 I 3 j G e o r g e R A m a s t r o n g D l t a l w a v e b a n d M1I v i s i b l e 3 一 a x i s s t a b i l i z e d s e n s o r s u i t e f o r s u b ma ri n e Op t mn i e s Ma s t s S P I E 3 4 3 6，6 7 66 8 4 J4I v GP e s h e ld m n o v，L E G u t n e r e r e P e l i s e o p e c o rn p l e x P a 13 14 9 8 l 1 t h S a i n t P e t e r s b u r g I n t e rna t i o n a l C o n f e r e n c e o n I n t e g mt e d Na v i g a t i o n S y s t e l r k s，2 0 0 4 维普资讯