Диссертация (1090422)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙИНСТИТУТ «ПОЛЮС» ИМ. М.Ф.СТЕЛЬМАХА»На правах рукописиКатков Александр АнатольевичВлияние теплового расширения конструкционных материалов наоптический контакт и стабильность периметра кольцевого лазерного гироскопаСпециальность 05.11.07 – «Оптические и оптико-электронныеприборы и комплексы»Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:к.

т. н. Н.Р.ЗапотылькоМосква 2016 г.2ОглавлениеВведение...............................................................................................................4Глава 1. Теоретическое исследование оптического контакта1.1. Виды соединений оптических деталей ..................................................... 141.2. История создания ОК ................................................................................. 191.3. Физические свойства ОК ............................................................................

221.4. Роль воды в образовании ОК ..................................................................... 281.5. Взаимодействие воды с поверхностью и водородная связь ................... 351.6. Влияние температурных воздействий на состояние поверхности ........ 381.7. Физико-химическая модель ОК ................................................................. 441.9. Методы упрочнения оптического контакта ............................................. 571.10.

Метод гидроксидного катализа ............................................................... 62Выводы к главе 1 ................................................................................................ 67Глава 2. Экспериментальные исследования оптического контакта2.1. Цели и подготовка эксперимента .............................................................. 692.2. Определение механизма взаимодействия................................................. 722.3. Влияние технологии финишной очистки и ТВО ..................................... 762.4. Методы упрочнения соединения ...............................................................

792.5. Прочность ОК ситалла Clearceram ............................................................ 812.6. Проблема разности ТКЛР материалов, соединяемых ОК ...................... 832.7. Напряжения в ОК, возникающие из-за разницы ТКЛР .......................... 8532.8. Статистическое исследование влияния неплоскостностисопрягаемых деталей на качество ОК ..............................................................

92Выводы к главе 2 ................................................................................................ 99Глава 3. Влияние ТКЛР материалов, используемых в лазерной гироскопии, наэксплуатационные характеристики прибора3.1. Проблема ТКЛР материалов в лазерной гироскопии............................ 1013.2. Общие сведения о ситаллах ..................................................................... 1023.3. Влияние различных факторов на свойства ситаллов ............................

1063.4. Влияние свойств ситалла на тепловое расширение резонатора........... 1093.5. Влияние высокотемпературных отжигов ............................................... 1243.6. Поиск нового материала для производства резонаторов ...................... 1333.7. Исследования развития свилей в материале Clearceram ....................... 1353.8. Сравнение материалов СО-115М и Clearceram .....................................

1383.9. Влияние высокотемпературных отжигов на ТКЛР перспективногоматериала Clearceram ....................................................................................... 1443.10. Экспериментальное исследование пьезоприводатермокомпенсирующей конструкции ............................................................ 1463.11. Оптимизация конструкции пьезокорректора .......................................

155Выводы к главе 3 .............................................................................................. 160Основные результаты работы и выводы...........................................................162Список используемых сокращений...................................................................164Литература...........................................................................................................1654ВведениеСовременное приборостроение в значительной степени ориентировано наприменение бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС).Характерные для настоящего времени требования к увеличению дальности полетапри сохранении жестких требований к точности выхода в заданную точку маршрута наилучшим образом обеспечиваются при построении БИНС на основе безроторных гироскопов, к каким относится лазерный гироскоп (ЛГ). Такие его свойства, как высокая точность, широкий диапазон измеряемых скоростей, малая чувствительность к перегрузкам, удобство при согласовании с вычислительнымиустройствами, осуществляющими обработку информации, обеспечивают его использование для различных применений, а именно, в системах ориентации космических аппаратов, в гражданской авиации, в геодезических системах, в морскойнавигации и в других специальных областях.К основным преимуществам ЛГ относятся [1]:- практически мгновенное включение (несколько миллисекунд);- возможность работы в широком интервале температур (от минус 60ºС до100ºС);- достаточно высокая точность измерения углового перемещения (потенциальная точность таких датчиков оценивается величиной порядка10-3 – 10-4 /час,реальная точность достигает 0,01…1 /час);- отсутствие подвижных частей.В России производством лазерных гироскопов и инерциальных систем на ихоснове занимаются: НИИ "Полюс" им.

М.Ф.Стельмаха, Раменский приборостроительный завод, Серпуховской завод "Металлист", Арзамасское НПП "Темп-Авиа",Тамбовский завод "Электроприбор", НПК "Электрооптика". За рубежом - ГП "Завод Арсенал" (Украина), Honeywell (США), Northrop Grumman (США), в которуювошли такие известные фирмы как Litton и Sperry, Kearfott (США), L-3Communications (США), Sagem (Франция), Thales (Франция), Tamam (Израиль) идр.

[2], [3].5В настоящее время одним из насущных вопросов лазерной гироскопии является повышение надежности и долговечности чувствительного элемента - лазерного гироскопа, поскольку приборы на основе ЛГ до своего использования могутв течение длительного времени храниться на складах без возможности обновления газового состава резонатора, кроме того, эти приборы не могут быть реставрированы в составе БИНС.Газовая смесь, находящаяся в резонаторе, должна сохранять свой составнеизменным в течение не менее 15 лет, давление газовой смеси при этом составляет 612 Па.

Чистота рабочих газов имеет очень высокое значение для эффективности работы лазера и срока его эксплуатации. Максимальное количество примесей не должно превышать 0,001 %, состав примесей также имеет значение. Поэтому для лазерных гироскопов существует необходимость поддерживать чистотурабочей смеси по примесям, а именно, по водороду, азоту, оксиду углерода, иобеспечивать условия для поддержания высокого и стабильного вакуума в течение всего срока службы прибора.Постоянство гелий-неоновой смеси во внутреннем объеме резонатора зависит от нескольких факторов, основными из которых являются: качество оптического контакта (ОК), с использованием которого к корпусу резонатора присоединены все навесные элементы, качество пайки в соединениях "ситалл - металл",используемых при изготовлении блока электродов, и качество основного конструкционного материала.В диссертации подробно рассмотрены два основных фактора, влияющих нанадежность и долговечность лазерного гироскопа: 1) оптический контакт: рассмотрен механизм его образования; определены условия, влияющие на его качество; экспериментально подтверждены и предложены пути повышения егонадежности; 2) конструкционный материал: рассмотрены основные материалы,используемые в лазерной гироскопии; исследованы свойства используемого внастоящее время материала - ситалла СО-115М и современного - Clearceram;определены способы парирования температурных изменений периметра резонатора вследствие нестабильности в широком температурном диапазоне такой важ-6ной характеристики материала как температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР).Как уже упоминалось выше, постоянство газовой смеси в объеме резонаторазависит от качества его герметизации от внешней среды, т.е.

от качества ОК.Практически все фирмы, как российские, так и зарубежные, разрабатывающиеЛГ, используют схожие схемы ЛГ, где к корпусу резонатора, выполненному в виде моноблочной конструкции, методом ОК присоединяются оптические элементы, как это представлено на рис. 1.Рис. 1. Корпус ЛГ с присоединенными к нему методом ОКнавесными элементами.Под оптическим контактом понимается разъемное соединение двух полированных хрупких деталей, сближенных на расстояние порядка нанометра в результате действия межмолекулярных сил между соединяемыми поверхностями безиспользования промежуточного клеящего слоя.Изначально ОК применялся, в основном, в качестве технологического приема крепления деталей на приспособлениях при изготовлении оптических элементов (плоскопараллельных пластин, клиньев, призм) с высокими требованиями кточности формы и взаимному расположению пластинок.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации