军用航空电子系统几大关键趋势（一）

　　美国目前研制FOG的公司主要有利顿和霍尼韦尔两家。波音777飞机采用了霍尼韦尔公司供应的具有4个FOG的备份导航系统，称为辅助姿态大气基准装置 （SAARU），FOG的性能在1度/小时等级以内。霍尼韦尔公司自1992年以来就生产这一级别的FOG，而且已交付1500多个光纤陀螺。

　　利顿工业公司采用FOG的LN-200的惯性参考装置现在已有40多种不同的应用，应用范围包括飞机、导弹和无人机。基本LN-200惯性参考装置，它包括三个FOG和微机械加工在一块硅芯片上的三个小型线加速度计，其直径为8.89厘米，高8.64厘米，重量不到 0.726千克。LN-201是一种稍重的型别，在重新组装后用于AMRAAM空空导弹。而利顿LN-210型已为RAH-66直升飞机所选用，此直升飞机将装备两个FOG惯性参考系统和利顿公司的一个采用RLG的惯性导航系统。

　　DARPA目前正在进行的GPS制导组件（GGP）项目的第二阶段选择了两个公司集团进行研制：利顿/罗克韦尔/柯林斯公司及霍尼韦尔/天宝导航公司。利顿和霍尼韦尔为GGP研制的FOG将具有0.01度/小时的精度，导航精度达到1海里/小时，整个系统的性能还将通过组合惯性与GPS导航卫星的信号得到提高。柯林斯和天宝的GPS接收机都将是12通道装置。

　　这个项目的目标要求GGP系统的体积减小到1640立方厘米，其重量只有3118千克，平均故障间隔时间（MTBF）的指标为20000小时，比目前的 RLG惯性系统的MTBF大三倍。功耗只有30瓦，这对应用于无人机和导弹特别重要。组合惯性/GPS系统的批量生产成本降到约15000美元，大约为采用RLG的性能差不多的系统的三分之一。为了压缩GGP的尺寸和成本，这两家公司将采用由微机械加工技术制造在硅芯片上的加速度计。霍尼韦尔公司的微加速度计将由联信公司的仪表系统部供应。而利顿的微加速度计是自己研制的，且用于其目前的AMRAAM导弹所用的惯导系统。预计DARPA将在1999年春完成这项工作。

　　虽然军事部门可能首先采用GGP，但民用航空准会步其后尘。尺寸小、重量轻和成本低可能为许多通用航空飞机装备一流的导航设备开辟道路。如果利顿和霍尼韦尔的组合惯性/GPS能实现1.5万美元的价格，那么这将把系统的民用市场扩展到包括短程飞机及双发通用航空飞机。同样，这些系统可通过使它们不易受敌方对GPS信号的局部化干扰的影响，极大地增加精密制导武器的精度。一个装有0.01度/小时FOG的系统将能允许GPS信号丧失10分钟，而仍能到达其预定目标的30米以内。

　　根据与空军签订的合同，利顿正在研制一种0精密FOG0，其目标是使FOG精度大致提高10倍，差不多达到0.001度/小时。霍尼韦尔公司正在利用其自己的资金为达到同样的目标而进行研究。

　　虽然旋转质量陀螺在很大程度上已为RLG所取代，然而RLG是否会面临同样的命运，则专家们持不同的观点。例如，采用小型RLG的霍尼韦尔公司的惯性系统，最近已被选用于“联合直接攻击炸弹” （JDAM），可见RLG还有相当强的生命力。但是，专家们的一致看法是，“光陀螺”的未来是光明的。然而，总有一天，光陀螺在较低精度应用方面会受到将振动质量制造在芯片上的微电子陀螺的挑战。德雷珀实验室已在率先发展这种技术，而且其他一些公司，如利顿和罗克韦尔也在进行这方面的研究。

　　DARPA已在推进很低价格的FOG/INS/GPS的研制，1997年已同工业部门签订了一个合同，为步兵研制这种微机电导航器件。这些小型器件将在微尺度上加工，目标是整个系统的销售价格为1200美元，功耗不到1瓦。

　　罗克韦尔公司已交付第一个导航处理器给Alliant公司的Outrider无人机。这个导航处理器采用罗克韦尔公司在市场上出售的一种最小的惯性传感器，即数字式石英惯性测量装置（DQI），并采用来自作为无人机自动化发射和回收系统一部分的GPS接收机的信号。DQI为第一代用于惯性敏感的微机电传感器，是从一块石英基板批生产得到的。这种简单、小而且可靠的DQI采用振动石英传感器，适用于灵巧武器、导弹和无人机。

　　美国Irvine传感器公司正在研制一种尺寸像一块方糖大小的惯导系统，系统基于定制微机械加工陀螺，称为硅微环陀螺（Silicon MicroRing Gyro）。美国海军官员们想把这种2立方厘米的系统用于声纳浮标和有关应用。微机械加工采用半导体制造方法来制造特征尺寸以微米计的传感器和结构。MicroRing采用低价的硅与金属结构，同时测量沿几条轴的运动。美国海军为它规定的指标为：100分贝的动态范围，10毫瓦功耗与0.5飞电容。