Ряд радиоуправляемых вертолётов использует гироскоп.

Гироскопы на основе эффекта Саньяка

В основе работы волоконно-оптических гироскопов лежит эффект Санъяка. Различают схемы трех оптических гироскопов: кольцевого лазерного, волоконно-оптического и гироскопа пассивного типа с кольцевым резонатором.

Гироскоп выполняет функции детектора угловой скорости в инерциальном пространстве и по праву может называться абсолютным тахометром, являясь структурным элементом инерциальной навигационной системы, обрабатывающей информацию о местонахождении самолета или судна сцелью выведения его на курс.

  Рис.24.1 .Принцип возникновения эффекта Саньяка

Принцип действия оптического гироскопа основан на эффекте Саньяка. По круговому оптическому пути, как показано на рис. 24.1, благодаря расщепителю луча свет распространяется в двух противоположных направлениях. Если при этом система находится в покое, оба световых луча распространяются встречно по оптическому пути одинаковой длины. Поэтому при сложении лучей в расщепителе по завершении пути нет фазового сдвига. Однако когда оптическая система вращается с угловой скоростью Ω, между световыми волнами возникает разность фаз. Это явление и называется эффектом Саньяка.

Структуры оптических гироскопов

Эффект Саньяка был открыт в 1913 г., но на практике степень проявления его оказалась весьма низкой и необходим был ряд идей для реализации эффекта в гироскопе.

Гироскопы на основе кольцевых лазеров.

На рис. 24.3 приведены общие схемы систем, разработанных для решения этой проблемы. Кольцевой лазерный гироскоп (рис. 24.3, а) отличается высокой частотой световой волны - до нескольких сотен терагерц. Волоконно-оптический гироскоп на рис. 24.3, б имеет высокую чувствительность, благодаря использованию длинного одномодового оптического волокна с низкими потерями. В оптическом гироскопе пассивного типа с кольцевым резонатором (рис. 24.3, в) используется острая резонансная характеристика резонатора.

Кольцевой лазерный гироскоп.Кольцевой лазерный гироскоп изготовляется подобно газовому лазеру: в кварцевом блоке путем расплавления создается полость (канал) в форме треугольника и заполняется смесью гелия и неона. Таким образом, кольцевой лазерный гироскоп достиг уже стадии практического

применения, но, тем не менее, остается ряд нерешенных проблем:1. Нелинейность выходного сигнала при малой угловой скорости (влияние синхронизма).2. Дрейф выходного сигнала из-за газовых потоков в лазере.3. Изменение длины оптического пути под воздействием теплового расширения, давления и механических деформаций.