Fronir: Produits optoélectroniques
Aperçu
Les hélicoptères peuvent être divisés en trois catégories selon leurs utilisations: militaire, policiers et civils. Pour terminer la tâche de détection et de suivi des cibles dans les airs, un hélicoptère a besoin d'une plateforme aéroportée et d'un système intégré composé d'équipements de détection sur la plateforme, ce qu'on appelle un pod en termes d'expression matérielle.
Pod est un dispositif de conteneur de charge utile pod suspendu à l'extérieur du support de mouvement(par exemple., avion, bateau, drone). Selon les fonctions de l'équipement intégré, les pods aéroportés peuvent être divisés en pods de navigation, ciblage des modules, modules de mesure infrarouge, modules de brouillage électronique et modules de renseignement électronique, etc..
Les pods optoélectroniques aéroportés d'hélicoptères se développent rapidement à l'étranger, surtout en reconnaissance et en alerte, indication de cible, contrôler la visée et le suivi de la navigation, etc., qui ont été largement appréciés. Maintenant, en plus d'être utilisé pour les hélicoptères de reconnaissance armés et les avions de reconnaissance sans pilote, le pod peut également être utilisé pour la mesure des caractéristiques de la cible, simulation d'arme guidée photoélectrique, etc.. Il est également largement utilisé dans les domaines civils tels que l'inspection des lignes électriques., lutte contre la contrebande maritime, et surveillance environnementale.
Composition du système
La composition de base de la nacelle photoélectrique de l'hélicoptère est divisée en une tourelle sphérique suspendue et un système de traitement de contrôle d'affichage embarqué.
En termes de composition matérielle, la tourelle comprend un support en forme de U, support de table sphérique, système de mesure d'angle, système d'entraînement à commande électronique, gyroscope, boucle de stabilisation du gyroscope, photodétecteur, Tracker TV et IR et circuit d'interface, etc..
En principe, la tourelle peut être divisée en deux parties principales: la plateforme de stabilisation et la charge utile optoélectronique (le détecteur). La charge utile optoélectronique est montée sur une plateforme stabilisée, et la vibration de l'avion porteur est isolée par la plateforme gyrostabilisée pour obtenir un espace de plateforme stable par rapport à l'espace inertiel. Et piloté par la commande de contrôle, il réalise la recherche, capturer, suivi et positionnement de la cible par la charge utile optoélectronique. Ainsi la plateforme gyrostabilisée remplit deux fonctions majeures: l'un est la stabilisation spatiale et l'autre est la capacité de suivre la cible. Différentes combinaisons de détecteurs peuvent être utilisées selon la mission. Pour les pods qui effectuent des tâches de recherche et de suivi, ils comprennent généralement des caméras visibles ou micro-optiques, caméras thermiques, et télémètres laser.
En outre, en fonction des besoins, la charge utile optoélectronique peut également être équipée d'équipements tels qu'un illuminateur laser, pointeur laser, dispositif d'avertissement laser et spectromètre d'image. Voir le tableau pour plus de détails sur leurs fonctions et caractéristiques.
| Détecteurs | Les fonctions | Caractéristiques |
| Pointeur laser | Guider les bombes guidées, missiles et autres armes pour atteindre la cible. | Il a une longue distance de travail et une précision d'indication élevée, ce qui garantit que les armes guidées peuvent mener des attaques précises et à longue distance. |
| Dispositif d'avertissement laser | Mesurer l'azimut et l'angle d'élévation de la cible. | La précision de la mesure d'angle est supérieure à celle du système d'imagerie, le faisceau laser pulsé est utilisé, et la dissimulation est meilleure que celle du radar. |
| Système d'imagerie hyperspectrale | Mesure la différence spectrale intrinsèque entre la cible et le bruit de fond. | Il peut trouver rapidement la cible, la quantité de données est bien inférieure à celle des appareils d'imagerie photoélectriques ordinaires, et la charge du traitement des données est faible. Il convient à la recherche rapide à grande échelle, mais la capacité de reconnaissance de la cible est faible. |
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement du module photoélectrique consiste à utiliser des capteurs d'imagerie de lumière visible et de lumière infrarouge comme capteur d'erreur de position du système de contrôle en boucle fermée., produire des informations d'orientation de cible ou des informations de guidage externe, et l'ordinateur de contrôle principal ou donner manuellement des instructions de rotation pour rechercher la zone cible.
Après que la tourelle et le détecteur de suivi embarqué forment un suivi en boucle fermée, l'azimut cible et l'écart de tangage traités en sortie seront convertis en un signal de commande proportionnel, qui agit sur le torqueur du gyroscope.
Le moteur couple produit un couple de commande proportionnel aux erreurs d'azimut et de tangage afin que le photodétecteur du cadre de suivi puisse suivre la cible..
En outre, le positionnement relatif de la cible peut également être réalisé en ajoutant des capteurs correspondants et en utilisant un certain module d'algorithme. Il existe deux manières de positionner: positionnement actif et positionnement passif. Le positionnement actif consiste à utiliser un télémètre laser pour obtenir une position relative et une vitesse relative précises de la cible en mesurant la distance de la cible par rapport à l'avion.; le positionnement passif consiste à utiliser une plate-forme de capteur de mesure d'imagerie TV/infrarouge pour mesurer le changement d'angle de la cible afin d'obtenir une distance approximative de la cible.
État de développement —— Prendre le domaine de la police comme exemple
Exigences particulières pour les hélicoptères de police:
La coopération des hélicoptères dans les airs peut grandement améliorer la capacité de combat mobile et l'efficacité du traitement des dossiers par les forces de police.. Maintenant, les hélicoptères de la police accomplissent de nombreuses tâches, comprenant principalement: police aérienne, gérer les urgences, communication, commandement de la circulation aérienne, chercher et sauver, lutte contre l'incendie, transport officiel, escorte de criminels et transport d'argent bancaire, secours médical d'urgence, coopération douanière anti-contrebande et anti-stupéfiants, protection des ressources naturelles, surveillance de l'environnement, etc..
Selon son objectif particulier, les hélicoptères de police doivent répondre aux exigences suivantes:
1.La vitesse de vol n'est pas élevée, mais les performances de vol à basse vitesse et de vol stationnaire sont meilleures;
2. Décollez et atterrissez principalement dans des endroits étroits tels que des bâtiments, vallées, jungles, plans d'eau, les marais, plates-formes, etc., et avoir un bon taux de montée;
3. Avoir la capacité de voler de nuit dans des conditions météorologiques complexes, et peut voler normalement à haute température (50°C), zone froide du plateau (-40°C), vent fort (supérieur à 40 nœuds) et environnement offshore à haute température;
4. Avoir les conditions d'installation du matériel de police;
5. La distance de vol maximale ne peut être inférieure à 500 kilomètres.
Équipement de détection et de suivi des hélicoptères de police:
Afin d'accomplir les tâches confiées par l'hélicoptère de la police, il doit installer un équipement spécial, y compris le matériel de communication, équipement de navigation, équipement d'observation, équipement de sauvetage, équipement médical d'urgence, équipement de pompier, équipement de fret et équipement de support. La nacelle photoélectrique aéroportée est l'équipement clé de l'hélicoptère de police. Il peut patrouiller et surveiller jour et nuit, prendre des photos et recueillir des preuves à tout moment et transmettre les informations au centre de commandement au sol. Il peut effectuer une recherche rotative à 360° et trouver des cibles à longue distance. En outre, l'hélicoptère est également équipé de GPS et de cartes électroniques, qui peut déterminer l'emplacement exact du véhicule en fuite sur le terrain. Equipé de stations radio haute fréquence et très haute fréquence, les radios de la police, transpondeurs, radio-boussole et autres équipements de communication et de navigation, il peut rester en contact avec le centre de commandement au sol à tout moment.
Tendance de développement
1. Améliorer les performances du détecteur
Les performances de détection et de suivi du pod dépendent des performances de la charge utile, c'est, le détecteur, comme la distance de détection effective, précision de détection, et capacité à résister aux environnements difficiles. Ces technologies évoluent encore dans le sens de la haute précision, miniaturisation, et la numérisation. Le développement se concentre principalement sur la technologie d'imagerie infrarouge. L'équipement d'imagerie infrarouge guidé par les besoins militaires est relativement coûteux, et l'exportation d'équipements avec des indicateurs élevés est strictement limitée.
2. Combinaison de détection de signal
Les équipements photoélectriques complets de reconnaissance et de détection intègrent souvent plusieurs technologies de détection telles que la lumière visible, lumière faible, infrarouge, et laser. L'exigence générale pour le système photoélectrique intégré est d'utiliser autant que possible un système optique commun pour une stabilisation complète., et d'utiliser un système commun de suivi de cible et de compensation de mouvement d'image. Le développement d'un système photoélectrique intégré de détection et de suivi doit résoudre des problèmes techniques connexes tels que les matériaux des fenêtres et les films optiques..
3. Modularisation de la charge utile
La fonction du système photoélectrique devient de plus en plus forte, et la proportion du système par rapport au coût total de l'hélicoptère n'a cessé d'augmenter. Radar, infrarouge, Image digitale, positionnement et navigation, le pilote automatique et le moteur à commande numérique sont progressivement ajoutés, mais l'espace pour la plate-forme de stabilisation gyroscopique aéroportée est limité. Donc, les utilisateurs doivent configurer la charge utile de manière flexible en fonction de leurs besoins spécifiques. Le système optoélectronique aéroporté doit évoluer dans le sens de l'intégration fonctionnelle, petite taille, légèreté et miniaturisation.
4. Développer des informations en temps réel
La distance de l'image et d'autres informations détectées par le système aéroporté doivent être transmises au centre de contrôle au sol à temps par le système de communication.. Le système de communication aéroporté adopte généralement un équipement de communication radio air-sol ou un équipement de communication par satellite. La contradiction entre la quantité de données transmises et les exigences en temps réel devient de plus en plus évidente.. D'un côté, le lien de communication est nécessaire pour élargir la bande de fréquences et augmenter la capacité de transmission des informations. D'autre part, le système de pod doit effectuer le traitement frontal correspondant avant la transmission du signal, comme le traitement complet des signaux d'image numériques, fusion d'informations, etc..
Référence: Wenkui Li, Junpu Wang, Zhihua Jin, Weifeng Tian. Développement et contre-mesures de pods optoélectroniques aéroportés[J.]. Journal de technologie inertielle chinoise,2004,12(5):75-80