光纤技术在导弹及航天飞行器的应用

作者：cabling-system

发布日期：2011-08-17

来源：cabling-system

随着光纤技术的不断发展，光纤技术在航空领域的应用主要有以下几个方面：
　　
　　1、点对点数据传输和网络应用
　　
　　目前已在飞机中少量使用的点对点链路主要用于航空电子装置“黑盒子”之间的数据传送。这些链路在F/A-18、AV-88及黑鹰直升飞机中表现良好，数据速率从10Mb/s～100Mb/s。由于光纤系统价格较贵，低损耗及宽带能力不能充分利用，因此配备数量较少，只用于存在严重电磁干扰和电磁脉冲问题的场合。随着复杂性的增加，光纤数据总线的带宽也将增加。如F-22和RAH-66 Comanche要求100Mb/s～1Gb/s的高速光纤数据总线用于通信和传感器接口。
　　
　　2、光控飞行(Flight-by-Light)
　　　　
　　由于电磁干扰(EMI)、电磁脉冲(EMP)、高强度无线电频率(HIRE)以及新的威协(如直接能量武器)会严重威胁配备电控飞行的飞行器的飞行安全，因此人们不得不采取适当的屏蔽措施，光缆但这样将造成重量的增加，而光控飞行可起到一箭双雕的作用。对于战术飞机来说，如用光控飞行替代电控飞行，重量约可节省90～317kg，而且，光纤系统不仅可进行飞行控制，还可用来控制和监测飞行器的子系统，机载光纤系统在“隐形”飞机中也很重要，因为机内长达数公里的电缆的噪声辐射将成为辐射源而易被雷达所发现，采用光纤系统则不存在这个问题。光控飞行的研制工作始于1980年美国陆军的“先进的数字光控制系统(ADOCS)计划，由Boeing VertolCo.公司承担，后来安装于Sikorski UH-60A“黑鹰”直升飞机上成功地进行了演示。打算安装在各种军用直升飞机上。1985年，美国航空航天局(NASA)和国防部合作，开始了一项“光纤控制系统总成(FOCSI)”的计划。该计划于1993年秋天在美国海军的F-18战斗机上进行了开放环路飞行试验，重点是飞行控制传感器，以及用于总压力、静态压力、马赫数、攻击角度的传感器，以及用于一个完整的综合推进/飞行控制系统所需的总体温度的传感器。NASA还准备在一项“推进管理光学接口系统(OPMIS)”计划中对光纤控制飞行进行另一项演示。美国高级研究计划局(ARPA)和NAS已开始着手光控飞行计划，这项计划称之为“光控飞行先进系统硬件技术再投资项目(FLASH)”，由Wright实验室实施。
　　

　
　　除了前面所述的MX导弹发射场用光纤链路外，光纤可以在运载火箭的三个子系统中替代电缆，并大大提高运载火箭的可靠性。这三个子系统是：1)起飞倒计时(T-O)脐带系统;2)航空电子设备互连网;3)监控传感器。据报道，欧洲航天局(ESA)与英国Sira公司签订合同，要求该公司设计一种低成本、无源、且高度灵活的航天器光纤监测系统，以解决航天器缺乏视觉数据，特别是不完全展开的问题，并打算安装在计划于1998年底发射的ENVISAT宇宙飞船上，以及在标准化后装配到所有宇宙飞船上。美国RockwellInternational公司对光纤技术在液体燃料火箭发动机的仪表和控制应用的可行性进行了研究。应用场合包括：用于涡轮叶片温度测量的光纤高温计;燃烧过程的光纤拉曼温度传感;涡轮泵轴承磨损的光纤挠度计测量等