Заключение организации (Влияние теплового расширения конструкционных материалов на оптический контакт и стабильность периметра кольцевого лазерного гироскопа)

УТВЕРЖДАЮ ь секции НТС, ральный директор > им. М.Ф. Стельмаха Голяев 10.Д «ЩЯй«20>> ВЫПИСКА из протокола №г- Ьзаседания секции НТС «Кольцевые приборы и системы» от 03.09.2015 г. ПРИСУТСТВОВАЛИ: председатель секции НТС, к.ф.-м.н., с.н.с. Голяев Ю.Д.; д.ф.-м.н., профессор Зверев Г.М.; к.ф.-м.н., с.н.с. Креон Ю.А.: д.т,н,, с.н.с. Черелниченко О.Б.; к.ф.-м.н., доцент Савельев И.И.; к.ф.-м.н., доцент Азарова В.В.; к.ф,-м.н,, с.н,с. Бутягин О.Е,; к,ф.-м.н., с.н.с. Якушев А.И.; зав, аспирантурой Карговская О.И. и др. ПОВЕСТКА ДИЯ: Доклад Каткова Александра Анатольевича по диссертапионной работе на тему: «Влияние теплового расширения конструкционных материалов на оптический контакт и стабильность периметра кольцевого лазерного гироскопа», представленной на соискание ученой с~слепи кандидата технических наук (научный руководитель к.т.н.

Запотылько Н.Р.). СЛУШАЛИ: Доклад соискателя Каткова Александра Анатольевича по теме диссертационной работы «Влияние теплового расширения конструкционных материалов на оптический контакт и стабильность периметра кольцевого лазерного гироскопа». По результатам доклада выступили и приняли участие в обсуждении к.ф.-м.н., с.н.с. Голяев Ю.Д., д.ф.-м.н., профессор Зверев Г.М., к.ф.-м.н., с.н.с. Кротов Ю.А., д.т.н., с.н.с. Чередниченко О.Б., к.ф.-м.н., доцент Азарова В.В. ПОСТАНОВИЛИ: на основании представленного доклала и ответов на вопросы членов секции НТС рекомендовать работу к защите по специальности 05.11.07 «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы» по отрасли — технические науки и принять следующее заключение. 1.

Актуальность работы Актуальность работы обусловлена необходимостью улучшения технологических и эксплуатационных характеристик датчиков ЭК-104С и К-5 кольцевых лазерных гироскопов (КЛГ), вызванных постоянным возрастанием предъявляемым к ним требованиям. Одним из таких требований является повышение надежности и долговечности датчиков лазерных гироскопов (ЛГ), обусловленное, в первую очередь, качественным оптическим контактом (ОК) соединяемых деталей и узлов. Кроме того, увеличение времени непрерывной работы ЛГ до 4-х часов в настоящее время и до 8 и более часов в ближайшей перспективе требует обеспечения постоянства оптического пути резонатора, что может быть достигнуто не только изменением конструкции пьезокорректирующих устройств, но и испольюванием качественно других, современных конструкционных материалов.

обладающих уникальными свойствами, в частности, ультранизким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), имеющим особый ход в интервале рабочих и технологнческцх температур прибора. Материал, используемый в качестве конструкционного в большинстве КЛГ, выпускаемых в России, а именно, ситалл С0-115М, разработанный в 70-х годах прошлого века для полупроводниковой техники, перестал удовлетворять современным требованиям по таким параметрам как свильность, однородность, пузырность и зависимость ТКЛР от температуры. В частности, негативное влияние теплового расширения конструкционных материалов на работу КЛГ, основные проявления которого подробно рассмотрены в диссертации, является серьезным препятствием на пути совершенствования лазерных гироскопов, В диссертации приведены результаты исследований новых оптических материалов, и рассмотрены перспективы их использования в свете все возрастающих требований по увеличению времени непрерывной работы ЛГ.

Таким образом, поставленные задачи актуальны, их решение позволит существенно повысить характеристики лазерного гироскопа. 2. Личное участие соискателя ученой степени в получении результатов, изложенных в дпссертации Катков Александр Анатольевич принимал непосредственное участие в постановке задач, рассмотренных в диссертационной работе, в разработке новых технологических методик, в создании экспериментальных установок. в проведении экспериментальных исследований и обработке полученных результатов. Катков А.А. лично участвовал в подготовке технического задания на постановку ОКР кСиталл-ЛГ» на Лыткаринском заводе оптического стекла. 3.

Степень достоверности результатов исследований, проведенных соискателем ученой степени Экспериментальные данные получены с применением современной контрольноизмерительной аппаратуры н с использованием известных методов статистической обработки результатов измерений. В работе проанализировано 99 источников литературы, нз них 64 отечественных и зб зарубежных. Обсуждение результатов проведено с учетом современных представлений лазерной гироскопии. В работе отсутствуют внутренние противоречия, экспериментальные результаты согласуются с теоретическими оценками.

В случае расхожления данных с результатами других авторов исследований автором дано обоснованное объяснение результатов работы. Степень достоверности полученных соискателем результатов подтверждается экспернментальнымн данными, приведенными в работе. Научные положения и выводы„изложенные в диссертации, обоснованы и подтверждены большим экспериментальным материалом. Все это позволяет считать результаты работы достовернымн, выводы - обоснованными и вытекающими из полученных результатов. 4, Новпзиа работы о Определены допустимые значения разности температурных коэффициентов линейного расширения материалов оптических элементов при соединении корпуса датчика с прецизионными зеркалами для различных величин прочности оптического контакта, с целью обеспечения надежной работы прибора в широком интервале температур, и показаны пути улучшения качества соединения.

° Исследованы параметры ситалла С0-115М, используемого в серийном производстве ЛГ, в частности, ТКЛР, и показано, что разность средних значений ТКЛР для образцов из различных партий в интервале рабочих температур прибора (от минус 60 до 90'С) может превышать 5 10' 1!'С. прн этом точка изменения знака ТКЛР материала варьируется в диапазоне от минус 60 до 80'С, и показана острая необходимость разработки нового отечественного конструкционного материала для лазерной гироскопни.

я Разработана новая конструкция блока пьезоэлектрического с пассивной термоком лен сац ней, который совместно с использованием стеклокристаллич еского материала с определенным видом температурной зависимости обеспечивает стабильную работу прибора в течение 4-х н более часов в пшроком интервале рабочих температур. 5, Практическая значимость В ходе выполнения диссертационной работы Катковым А.А.

бьши получены результаты, которые позволилн: ° внедрить в производство инструкцию входного контроля основного конструкционного материала для производства ЛГ; ° рекомендовать к применению в выпускаемых датчиках новый конструкционный материал С1еагсегагп для производства оптических элементов ЛГ„. ° разработать техническое задание 1ТЗ) для создания нового конструкционного материала, удовлетворяющее современным требованиям, предъявляемым к ЛГ, на основе которого была поставлена ОКР «Снталл ЛГа с бюджетным финансированием на Лыткаринском заводе оптическо о стекла; разработать конструкцию блока пьезоэлектрического с пассивной термокомпенсацией, который совместно с использованием нового конструкцнонного материала С1еагсегат обеспечивает режим работы прибора без смены моды во всем интервале рабочих температур в течение длительного времени; ° увеличить время непрерывной работы кольцевого лазерного гироскопа ЭК-104С в одномодовом режиме с одного часа до четырех часов прн сохранении точностных параметров прибора; ° внедрить в производство оптимизированную конструкцию блока пьезоэлектрического, позволяющую увеличить вибро- и ударопрочность датчика, а также повысить на 20 ...

25 5о динампческнй диапазон регулировки периметра при сохранении управляющих напряжений; уточнить требования к параметрам поверхности оптических элементов ЛГ (неплоскостность, степень гидрофильности, шероховатости) с целью оптимизации технологии мойки н финишной очистки деталей для осуществления качественного соединения методом оптического контакта. Результаты исследований, проведенных в указанной работе, внедрены в производство лазерных датчиков вращения ЭК-104С и К-5.

Акт внедрения прилагается. 6. Ценность научных работ соискателя ученой степени Ценность научных работ соискателя определяешься, прежде всего, новизной, практической и методической значимостью изложенного в ннх материала. Основнзяе результаты работы докладывались и обсуждались на 3-х Международных и 2-х Всероссийских научно-технических конференциях в 2010 — 2014 гг. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 научных статей, в том числе 3 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.