机载光电设备红外窗口技术

随着机载红外设备的发展,红外窗口技术已发展成为一个特殊的技术领域。根据机载窗口和地基窗口的基本差别,讨论了机载光电设备红外窗口的选型及设计方案。在叙述了红外窗口典型材料的特点和最新进展的基础上,对窗口的机械强度进行了计算,并利用有限元分析方法,讨论了轴向温度梯度和径向温度梯度对光学窗口的影响。分析结果表明:机载光电设备窗口设计应着重考虑空气动力负载,进行工程核算;在考虑热辐射的解决措施时,应对径向温度梯度重点控制。选型方案和设计方法对工程应用具有实际指导意义。

机载光电设备的电磁屏蔽设计

阐述了机载光电设备电磁干扰的产生及其危害,介绍了金属材料、表面防腐处理、屏蔽体结构设计等在机载光电设备的电磁屏蔽设计中的应用,验证了电磁屏蔽设计的应用效果。

某机载光电设备减振设计与分析

机载环境下,振动直接影响光电设备的可靠性和稳定性。合理的减振设计可有效隔离载机传递给光电设备的振动,保证设备的稳定与跟踪精度。针对某机载光电设备设计之初暴露的减振设计失效问题,深入分析问题原因,确定是由减振系统的偏心加剧了系统的扭摆振动所致。综合考虑减振系统重心调整、减振器位置调整、减振器刚度匹配和结构优化等不同方法的可实施性及易操作性,对光电设备的减振设计进行了改进。仿真结果及试验测试表明,改进方案可有效隔离载机的振动,取得了良好的减振效果。

机载光电设备红外8～12μm光学窗口技术研究

基于机载光电设备红外窗口的性能要求,对几种8～12μm波段红外材料的性能进行了比较,分析ZnS材料作为长波红外窗口的优越性,并对两种不同工艺制备的ZnS的光学、力学和热性能进行了分析和比较,对以ZnS为基底的窗口材料的镀膜选择进行了分析.介绍了一种红外窗口厚度的确定方法,并对不同厚度及镀膜前后的ZnS样品进行了透过率的测试.

某机载光电设备窗口玻璃鸟撞仿真分析

针对某机载光电设备窗口玻璃在起飞和降落时可能受到的鸟撞情况,本文通过试验分析了玻璃的力学参数,运用软件针对不同质量的鸟体开展不同速度的撞击仿真分析,研究玻璃在撞击时的应力和变形,以及穿透时的临界速度。最终得出该机载光电设备在典型工况下的鸟撞耐受性,以此指导产品的实际工程设计,缩短研制周期。

聚苯硫醚塑料(PPS)在机载光电设备中的应用

将聚苯硫醚塑料(PPS)应用于机载光电侦察设备对于减轻重量、降低成本、批量生产等方面有着积极的意义,通过将PPS与其他材料进行对比,并对PPS制成的关键零件进行有限元分析,验证了该材料在机载光电设备中可行性;最后总结了该材料在应用过程中表现出来的优势与不足。

机载光电设备的材料应用

随着机载光电系统性能指标要求的提高,单一的合金类材料已不能满足高端设备的需求。以复合材料、智能材料等为代表的新型材料正逐步进入光电设备应用领域,并发挥着越来越重要的作用。

机载光电测量设备目标自主定位误差分析

为了提高机载光电测量设备定位精度,搭建了机载光电测量设备目标自主定位系统。利用齐次坐标转换的方法,构建了机载测量系统跟踪目标时的目标定位方程和定位误差方程,并利用蒙特卡洛法分析目标自主定位误差。引入小波分析理论对定位误差进行优化以提高目标自主定位精度。对实验数据和飞行实测数据进行了分析,结果显示,采用小波分析理论优化目标自主定位误差可以大幅提高目标自主定位精度,提高幅度达到70%,得到的结果验证了目标自主定位技术的可行性和优越性。文中的分析方法和内容同样也适用于地面跟踪测量平台和舰载跟踪测量设备。

基于CLIPS的机载光电跟踪设备故障诊断专家系统研究

针对机载光电跟踪设备传感器种类多、单元部件结构复杂和急需快速故障定位的要求,设计了机载光电跟踪设备故障诊断专家系统;通过建立跟踪系统故障树并分析其故障特点,确定了模糊多值产生式规则的知识表示方式和冲突消解策略,构建了专家系统知识库和推理机;同时结合数据库建立的故障表和规则表,实现专家系统解释器功能;最后将CLIPS嵌入VC设计友好人机交互界面;实验表明,该专家系统操作方便,能快速准确定位故障、解释故障成因以及提供维修建议。

机载光电探测设备对地定位算法及其仿真分析

提出了一种基于机载光电探测设备数据和惯导信息的对地定位算法,可以实时地解算出地面目标的经度、纬度和高度等地理坐标信息,用于装定或引导精确制导炸弹打击目标。通过引入蒙特卡罗模拟计算方法对目标定位精度进行了仿真分析,指出各测量组件误差对定位精度影响的大小,为各测量组件的误差分配和系统的整体设计提供了理论指导。从定位方案和仿真结果可以看出,该方法具有对地形鲁棒性强、实时性好和计算稳定性高等优点,适合于复杂的战场环境。

基于图像处理的机载光电平台自动调焦方法

研究了图像处理的自动调焦方法在机载光电成像设备中的应用。提出了基于图像斜边、水平和垂直边缘检测的调焦评价算子——Bevel算子和Mix算子。选取边缘检测算子和卷积算子分别作为调焦粗搜索和精搜索阶段的清晰度评价算子,设计了适合自动调焦的隔行隔列调焦区域选择方法。采用了变步长爬山搜索法、局部全局搜索法和综合搜索法3种调焦控制策略,使用调焦行程为131步,焦深为2步的变焦镜头,其调焦时间分别从全局搜索法的37s缩短至3～4s、4～6s和3～5s。实验结果表明,该方法能够满足机载光电成像设备的调焦实时性和精确性要求。

基于Vega Prime的机载光电搜救设备模拟仿真系统

采用外场试验进行机载光电搜救设备的训练和系统联调需要消耗大量的人力物力,针对这一问题,基于Vega Prime开发了一款机载光电搜救模拟仿真系统。该系统能够模拟光电搜救设备的所有功能,接收并响应操控手柄命令,输出PAL格式视频信号。仿真结果表明,该系统对光电搜救设备的研制具有指导意义,可以提高研发质量、缩短研制周期,降低成本。

美军典型机载光电观瞄设备发展现状及趋势

机载光电观瞄设备是现代战机的重要组成部分,介绍了美军战斗机、直升机、无人机的典型机载光电观瞄设备,分析了美军机载光电观瞄设备发展现状及其发展趋势。

小空间光学探测组件减振系统设计

分析了减振的基本原理,针对光学探测组件的实际情况,设计了某机载光电设备光学探测组件的三维减振系统。通过试验验证了该三维减振系统的优良特性。

新型无角位移减振机构设计

根据机载光电设备无角位移减振的性能要求,研究了一种无角位移减振机构。该机构引入新型平移结构设计,并建立了控制角位移误差的数学模型。经过模型分析和产品研制实践,证明这种设计有效地解决了机载光电设备的无角位移减振问题,满足了设计要求。

光机一体化仿真系统开发

通过对光学设计和结构设计中数据转换方法的研究,开发了Zernike多项式拟合以及栅格像素点拟合两种光机数据转换接口,并将其与有限元仿真软件Natrans和光学设计软件CODE V进行集成,建立了光机一体化仿真系统,实现了光机一体化仿真过程中学科之间的数据交互。通过在实际光电产品应用测试,光机一体化仿真系统完成了机械结构与光学系统之间的数据转换,同时提高了设计效率,验证了本系统所开发的光机数据转换接口正确性与高效性。

头盔显示器光学系统的研究

HMD光学系统的设计非常具有挑战性。本文介绍了 HMD光学系统的工作原理和一般组成。理想的 HMD光学系统应该重量轻、体积小。为满足这些要求 ,文中描述了改进传统的HMD光学系统的两种方法。一种是用头盔护目镜和 FFS棱镜重新构造 HMD光学系统 ;另一种是用 HOE和 BOE替代传统的光学元件。这些模式比传统 HMD光学系统优越 ,而且能使 HMD光学系统体积小、重量轻。

时间最优与模糊PID控制在双光楔扫描中的应用

为实现视轴变化、扩大探测视场,双光楔扫描需要进行大角度跳转。提出一种时间最优与模糊PID(比例-积分-微分)控制器相结合的控制策略,时间最优控制用于快速消除大角度偏差,模糊PID位置控制保证到位后精度高、超调量小,从而提高系统的静态和动态性能。试验结果表明,控制系统可以实现双光楔的快速定位,提高抗干扰能力,有较强的鲁棒性;同时由于操作性强,有较高的应用和推广价值。