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机载平台红外探测设备减振技术

叶宗民 李卓

叶宗民, 李卓. 机载平台红外探测设备减振技术[J]. 红外技术, 2020, 42(12): 1151-1158.
引用本文: 叶宗民, 李卓. 机载平台红外探测设备减振技术[J]. 红外技术, 2020, 42(12): 1151-1158.
YE Zongmin, LI Zhuo. Vibration Reduction of Infrared Detection Equipments on Airborne Platform[J]. INFRARED TECHNOLOGY, 2020, 42(12): 1151-1158.
Citation: YE Zongmin, LI Zhuo. Vibration Reduction of Infrared Detection Equipments on Airborne Platform[J]. INFRARED TECHNOLOGY, 2020, 42(12): 1151-1158.

机载平台红外探测设备减振技术

详细信息
    作者简介:

    叶宗民(1982-),男,硕士研究生,江苏溧水人,研究方向为光学目标特性测试与研究。E-mail:87757923@qq.com

  • 中图分类号: TP391.9

Vibration Reduction of Infrared Detection Equipments on Airborne Platform

  • 摘要: 红外成像测量设备装载在飞机平台上测量地面目标,首先要解决的问题就是平台抖动及环境变化对设备稳定跟踪和成像清晰度的影响。本文针对机载平台抖动对设备跟踪测量的影响,采用被动隔离加主动陀螺稳定控制的技术,通过被动减振器隔离高频扰动,框架伺服系统抑制低频扰动,确保设备稳定跟踪、清晰成像。针对地面与空中环境温度变化对红外光学系统的影响,在光学镜头的设计中采用无热化补偿措施和调焦量补偿控制,确保设备清晰成像。通过仿真计算和外场测量证明,本文研究的减振措施合理有效,采用该措施研制的设备跟踪稳定、成像清晰,能够满足不同平台的挂飞测量任务。
  • 图  1  减振器安装示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of shock absorber installation

    图  2  吊舱二级减振原理图

    Figure  2.  Schematic diagram of two-stage damping of the pod

    图  3  金属橡胶内减振器结构图

    Figure  3.  Structural diagram of metal rubber inner shock absorber

    图  4  稳定跟踪平台原理框图

    Figure  4.  Principle block diagram of tracking platform

    图  5  吊舱惯性稳定控制示意图

    Figure  5.  Schematic diagram of the inertial stability control of the pod

    图  6  中波红外光学系统光路图

    Figure  6.  Optical path diagram of medium-wave infrared optical system

    图  7  长波红外光学系统光路图

    Figure  7.  Optical path diagram of long-wave infrared optical system

    图  8  光学镜片减振措施示意图

    Figure  8.  Schematic diagram of optical lens shock absorption measures

    图  9  红外光学系统短焦端调制传递函数曲线

    Figure  9.  Transfer function curve of short focal end modulation in infrared optical system

    图  10  红外光学系统短焦端场曲和畸变曲线

    Figure  10.  Field curves and distortion curves at short focal ends in infrared optical systems

    图  11  红外光学系统长焦端调制传递函数曲线

    Figure  11.  Modulation transfer function curves at the telephoto end of the infrared optical system

    图  12  红外光学系统长焦端场曲和畸变曲线

    Figure  12.  Field curvature and distortion curves of the focal end of the in infrared optical systems

    图  13  实际成像效果图

    Figure  13.  Actual testing images

    图  14  10°/s, 0.5Hz速率干扰隔离曲线图

    Figure  14.  Interference isolation graph at 10°/s, 0.5 Hz

    图  15  系统动态跟踪精度

    Figure  15.  System dynamic tracking accuracy

    表  1  试验条件参数表

    Table  1.   Test condition parameters

    Vibration Impact
    Vibration conditions Sine sweep frequency Impact waveform Half-sine wave
    Frequency range 20 -500Hz Peak acceleration Vertical direction 20g, vertical axis direction 15g, lateral axis direction 15g
    Acceleration amplitude 2g Pulse duration 11ms
    Vibration direction Three axial Impact direction Three-axis six-way, 2 times per axial
    Vibration time 20-500-20 Hz for a scan, one scan time 15 min, 2 times per axial Else No power during the test
    Else Power up for performance testing at 2nd scans per axial axis during the test
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-16
  • 修回日期:  2020-12-07
  • 刊出日期:  2020-12-26

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