Fronir: Productos optoelectrónicos
Descripción general
Los helicópteros se pueden dividir en tres categorías según sus usos.: militar, policía y civil. Para completar la tarea de detectar y rastrear objetivos en el aire., un helicóptero necesita una plataforma aerotransportada y un sistema integrado compuesto por equipos de detección en la plataforma, que se llama pod en términos de expresión de hardware.
Pod es un dispositivo contenedor de carga útil suspendido fuera del transportador de movimiento.(p.ej., aeronave, barco, UAV). Según las funciones del equipo incorporado., Las cápsulas aerotransportadas se pueden dividir en cápsulas de navegación., vainas de orientación, vainas de medición infrarrojas, cápsulas de interferencia electrónica y cápsulas de inteligencia electrónica, etc..
Las cápsulas optoelectrónicas aerotransportadas por helicópteros se están desarrollando rápidamente en el extranjero, especialmente en reconocimiento y advertencia, indicación de objetivo, controlar la puntería y el seguimiento de la navegación, etc., que han sido ampliamente valorados. Actualmente, además de utilizarse para helicópteros de reconocimiento armados y aviones de reconocimiento no tripulados, El pod también se puede utilizar para medir las características del objetivo., simulación de arma guiada fotoeléctrica, etc.. También se usa ampliamente en campos civiles como la inspección de líneas eléctricas., lucha contra el contrabando marítimo, y vigilancia ambiental.
Composición del sistema
La composición básica de la cápsula fotoeléctrica del helicóptero se divide en una torreta esférica colgante y un sistema de procesamiento de control de pantalla a bordo.
En términos de composición de hardware., la torreta incluye soporte en forma de U, soporte de mesa esférico, sistema de medición de ángulos, sistema de accionamiento controlado electrónicamente, giroscopio, bucle de estabilización del giroscopio, fotodetector, Circuito de interfaz y rastreador de TV e IR, etc..
En principio, la torreta se puede dividir en dos partes principales: la plataforma de estabilización y la carga útil optoelectrónica (el detector). La carga útil optoelectrónica está montada sobre una plataforma estabilizada., y la vibración del avión de transporte es aislada por la plataforma giroestabilizada para obtener un espacio de plataforma estable en relación con el espacio inercial.. Y conducido por el comando de control., realiza la búsqueda, captura, seguimiento y posicionamiento del objetivo mediante la carga útil optoelectrónica. Así, la plataforma giroestabilizada logra dos funciones principales.: uno es la estabilización espacial y el otro es la capacidad de rastrear el objetivo. Se pueden utilizar diferentes combinaciones de detectores dependiendo de la misión.. Para pods que realizan tareas de búsqueda y seguimiento, Normalmente incluyen cámaras visibles o microópticas., cámaras termográficas, y telémetros láser.
Además, según las necesidades, la carga útil optoelectrónica también puede equiparse con equipos como un iluminador láser, puntero láser, dispositivo de advertencia láser y espectrómetro de imagen. Consulte la tabla para conocer detalles de sus funciones y características..
| Detectores | Funciones | Características |
| Puntero láser | Guía de bombas guiadas., misiles y otras armas para alcanzar el objetivo. | Tiene una larga distancia de trabajo y alta precisión de indicación., lo que garantiza que las armas guiadas puedan completar ataques precisos y de larga distancia. |
| Dispositivo de advertencia láser | Mida el acimut y el ángulo de elevación del objetivo.. | La precisión de la medición del ángulo es mayor que la del sistema de imágenes., Se utiliza el rayo láser pulsado., y la ocultación es mejor que la del radar. |
| Sistema de imágenes hiperespectrales | Mide la diferencia espectral intrínseca entre el objetivo y el desorden de fondo.. | Puede encontrar rápidamente el objetivo., la cantidad de datos es mucho menor que la de los dispositivos de imágenes fotoeléctricas comunes, y la carga del procesamiento de datos es pequeña. Es adecuado para búsquedas rápidas a gran escala., pero la capacidad de reconocimiento de objetivos es pobre. |
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de la cápsula fotoeléctrica es utilizar sensores de imágenes de luz visible y luz infrarroja como sensor de error de posición del sistema de control de circuito cerrado., información de orientación del objetivo de salida o información de guía externa, y la computadora de control principal o dar instrucciones de rotación manualmente para buscar el área objetivo.
Después de que la torreta y el detector de seguimiento a bordo formen un circuito cerrado de seguimiento, El azimut objetivo y la desviación de tono procesados en la salida se convertirán en una señal de control proporcional., que actúa sobre el torquer del giroscopio..
El motor de torsión genera un par de control que es proporcional a los errores de azimut y paso para que el fotodetector del marco de seguimiento pueda realizar un seguimiento del objetivo..
Además, el posicionamiento relativo del objetivo también se puede lograr agregando los sensores correspondientes y usando un determinado módulo de algoritmo. Hay dos formas de posicionarse.: posicionamiento activo y posicionamiento pasivo. El posicionamiento activo consiste en utilizar un telémetro láser para obtener la posición relativa y la velocidad relativa del objetivo con precisión midiendo la distancia del objetivo en relación con la aeronave.; El posicionamiento pasivo consiste en utilizar una plataforma de sensor de medición de imágenes infrarrojas/TV para medir el cambio de ángulo del objetivo y obtener una distancia aproximada del objetivo..
Estado de desarrollo: tomando como ejemplo el campo policial
Requisitos especiales para helicópteros policiales.:
La cooperación de helicópteros en el aire puede mejorar en gran medida la capacidad de combate móvil y la eficiencia en el manejo de casos de la fuerza policial.. Actualmente, Los helicópteros de la policía realizan muchas tareas., incluyendo principalmente: aplicación de la ley de la policía aérea, manejo de emergencias, comunicación, comando de tráfico aéreo, búsqueda y rescate, lucha contra incendios, transporte oficial, escolta de delincuentes y transporte de efectivo bancario, rescate medico de emergencia, cooperación Aduanas anticontrabando y antinarcóticos, protección de los recursos naturales, monitorear el medio ambiente, etc..
Según su propósito especial, Los helicópteros policiales deben cumplir los siguientes requisitos.:
1.La velocidad de vuelo no es alta., pero el vuelo a baja velocidad y el rendimiento en vuelo estacionario son mejores;
2. Principalmente despegue y aterrice en lugares estrechos como edificios., valles, selvas, superficies de agua, pantanos, plataformas, etc., y tener un buen ritmo de ascenso;
3. Tener la capacidad de volar de noche en condiciones climáticas complejas., y puede volar normalmente a altas temperaturas (50°C), zona fría de meseta (-40°C), viento fuerte (mayor que 40kn) y ambiente de alta temperatura en alta mar;
4. Contar con las condiciones para instalar equipo policial.;
5. La distancia máxima de vuelo no puede ser inferior a 500 kilómetros.
Equipos de detección y seguimiento de helicópteros policiales.:
Para completar las tareas encomendadas por el helicóptero policial., debe instalar equipo especial, incluyendo equipo de comunicación, equipo de navegación, equipo de observación, equipo de rescate, equipo medico de emergencia, equipo contra incendios, Equipos de carga y equipos de apoyo.. La cápsula fotoeléctrica aerotransportada es el equipamiento clave del helicóptero de la policía.. Puede patrullar y monitorear día y noche., tomar fotografías y recopilar pruebas en cualquier momento y transmitir la información al centro de comando terrestre. Puede realizar una búsqueda giratoria de 360° y encontrar objetivos a larga distancia.. Además, el helicóptero también está equipado con GPS y mapas electrónicos, que puede determinar la ubicación exacta del vehículo que se escapa en el suelo. Equipado con estaciones de radio de alta y muy alta frecuencia., estaciones de radio de la policía, transpondedores, radiobrújula y otros equipos de comunicación y navegación, Puede mantenerse en contacto con el centro de mando terrestre en cualquier momento..
Tendencia de desarrollo
1. Mejora del rendimiento del detector
El rendimiento de detección y seguimiento del pod depende del rendimiento de la carga útil., eso es, el detector, como la distancia de detección efectiva, precisión de detección, y capacidad para resistir ambientes hostiles. Estas tecnologías todavía se están desarrollando hacia la alta precisión., miniaturización, y digitalización. El foco del desarrollo es principalmente la tecnología de imágenes infrarrojas.. Los equipos de imágenes infrarrojas guiados por necesidades militares son relativamente caros, y la exportación de equipos con altos indicadores está estrictamente restringida..
2. Combinación de detección de señal
Los equipos fotoeléctricos integrales de reconocimiento y detección a menudo integran varias tecnologías de detección, como la luz visible., luz baja, infrarrojo, y láser. El requisito general para el sistema fotoeléctrico integrado es utilizar un sistema óptico común tanto como sea posible para una estabilización integral., y utilizar un sistema común de seguimiento de objetivos y compensación de movimiento de imágenes.. El desarrollo de un sistema fotoeléctrico integrado de detección y seguimiento debe resolver problemas técnicos relacionados, como los materiales de las ventanas y las películas ópticas..
3. Modularización de carga útil
La función del sistema fotoeléctrico es cada vez más fuerte., y la proporción del sistema con respecto al coste total del helicóptero ha ido aumentando constantemente. Radar, infrarrojo, Imagen digital, posicionamiento y navegación, Se añaden gradualmente el piloto automático y el motor de control numérico., pero el espacio para la plataforma de estabilización giroscópica aerotransportada es limitado. Por lo tanto, Los usuarios necesitan configurar de manera flexible la carga útil de acuerdo con sus necesidades específicas.. El sistema optoelectrónico aerotransportado debe evolucionar hacia la integración funcional, talla pequeña, peso ligero y miniaturización.
4. Desarrollo de información en tiempo real
La distancia de la imagen y otra información detectada por el sistema aerotransportado deben transmitirse al centro de control en tierra a tiempo mediante el sistema de comunicación.. El sistema de comunicación aerotransportado generalmente adopta equipos de comunicación por radio aire-tierra o equipos de comunicación por satélite.. La contradicción entre la cantidad de datos transmitidos y las necesidades en tiempo real es cada vez más evidente. Por un lado, Se requiere el enlace de comunicación para ampliar la banda de frecuencia y aumentar la capacidad de transmisión de información.. Por otro lado, Se requiere que el sistema de pod realice el procesamiento frontal correspondiente antes de la transmisión de la señal., como el procesamiento integral de señales de imágenes digitales, fusión de información, etc..
Referencia: Wenkui Li, Junpu Wang, Zhihua Jin, Weifeng Tian. Desarrollo y contramedidas de cápsulas optoelectrónicas aerotransportadas[j]. Revista de tecnología inercial china,2004,12(5):75-80