Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01762 AP26104843-KC-25 0125РК01014
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 39959087 AP26104843
Name of work
Исследование и примение волоконно-оптических гироскопов для развития системы навигации
Type of work Source of funding Report authors
Applied Таштай Ерлан
2
2
3
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Объект исследования — волоконно-оптический гироскоп, включая его конструкцию, оптическую схему, материалы волокна, методику измерения и цифровую обработку сигнала. Фактически объектом является полный комплекс технологий, необходимых для создания высокоточного навигационного гироскопа.

Зерттеу нысаны - талшықты-оптикалық гироскоп, оның дизайны, оптикалық тізбегі, талшықты материалдары, өлшеу әдістемесі және сандық сигналды өңдеу. Негізінде, зерттеу нысаны - жоғары дәлдіктегі навигациялық гироскопты жасау үшін қажетті технологиялардың толық жиынтығы.

Целью данного проекта является исследование возможностей применения волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) для улучшения современных навигационных систем. Основное внимание уделяется анализу принципов работы ВОГ, их преимуществ перед традиционными гироскопами и роли в повышении точности и надежности навигации. Проект также рассматривает перспективы использования ВОГ в автономных системах, таких как беспилотные транспортные средства, и изучает новейшие технологии, направленные на улучшение характеристик ВОГ. Итогом работы станет оценка вклада ВОГ в развитие систем навигации и прогноз их дальнейшего применения.

Бұл жобаның мақсаты қазіргі заманғы навигациялық жүйелерді жақсарту үшін талшықты-оптикалық гироскоптарды (ТОГ) қолдану мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады. ТОГ жұмыс принциптерін, олардың дәстүрлі гироскоптарға қарағанда артықшылықтарын және навигацияның дәлдігі мен сенімділігін арттырудағы рөлін талдауға баса назар аударылады. Жоба сонымен қатар ұшқышсыз көлік құралдары сияқты автономды жүйелерде VOC пайдалану перспективаларын қарастырады және ТОГ өнімділігін жақсартуға бағытталған соңғы технологияларды зерттейді. Жұмыстың қорытындысы навигация жүйелерін дамытуға ТОГ үлесін бағалау және оларды одан әрі қолдану болжамы болады.

Методы исследования для достижения целей проекта используются следующие методы исследования. Изучение физических принципов работы ВОГ (эффект Саньяка, влияние фазового сдвига света в оптическом волокне). Этот метод обеспечит основу для понимания работы ВОГ и позволит сформулировать требования к экспериментам. Лабораторные тесты с использованием оптических гироскопов и их сравнений с традиционными гироскопами. Эксперименты будут проводиться с применением современных лазерных технологий и оптических материалов. Методы математического моделирования работы ВОГ используются программные комплексы, позволяющие симулировать физические процессы, происходящие в оптических волокнах. Корреляционный анализ используется для оценки взаимосвязей между параметрами различных гироскопов, такими как точность, стабильность и реакция на внешние воздействия температура, вибрации.

Жобаның мақсаттарына жету үшін келесі зерттеу әдістері қолданылады. ТОГ жұмысының физикалық принциптерін зерттеу (Саньяк эффектісі, оптикалық талшықтағы жарықтың фазалық ығысуының әсері). Бұл әдіс ТОГ жұмысын түсінуге негіз болады және эксперименттік талаптарды тұжырымдауға мүмкіндік береді. Зертханалық сынақтар оптикалық гироскоптарды пайдалану және оларды дәстүрлі гироскоптармен салыстыру арқылы жүргізіледі. Эксперименттер заманауи лазерлік технологиялар мен оптикалық материалдарды пайдалану арқылы жүргізіледі. Оптикалық талшықтарда болып жатқан физикалық процестерді модельдейтін бағдарламалық пакеттерді пайдалана отырып, ТОГ жұмысын математикалық модельдеу әдістері қолданылады. Корреляциялық талдау әртүрлі гироскоптардың параметрлері арасындағы байланыстарды, мысалы, дәлдік, тұрақтылық және температура мен діріл сияқты сыртқы факторларға жауап беруді бағалау үшін қолданылады.

Проведена разработка и обоснование ключевых параметров для гироскопов, специально предназначенных для высокоточных навигационных систем. В рамках этой работы определены основные характеристики, такие как стабильность смещения нуля и стабильность масштабного коэффициента, которые критически влияют на точность навигационного решения. Дополнительно были обоснованы требования к угловому случайному блужданию и необходимости обеспечения широкого динамического диапазона для адекватной работы в условиях высоких маневров. Установлено, что минимизация чувствительности к внешним воздействиям, таким как температура и вибрация, является решающим условием для стабильной работы системы. Таким образом, сформирован полный набор основных характеристик, обеспечивающих заданную точность и надежность навигационной системы при эксплуатации.

Жоғары дәлдіктегі навигациялық жүйелер үшін арнайы жасалған гироскоптардың негізгі параметрлері әзірленіп, тексерілді. Бұл жұмыс навигациялық шешімнің дәлдігіне айтарлықтай әсер ететін нөлдік ығысу тұрақтылығы және масштаб коэффициентінің тұрақтылығы сияқты негізгі сипаттамаларды анықтады. Сонымен қатар, бұрыштық кездейсоқ жүріске қойылатын талаптар және жоғары жылдамдықты маневрлер кезінде тиісті жұмыс істеу үшін кең динамикалық диапазонды қамтамасыз ету қажеттілігі негізделді. Температура мен діріл сияқты сыртқы әсерлерге сезімталдықты азайту жүйенің тұрақты жұмыс істеуі үшін өте маңызды екені анықталды. Осылайша, жұмыс кезінде навигациялық жүйенің көрсетілген дәлдігі мен сенімділігін қамтамасыз ету үшін негізгі сипаттамалардың толық жиынтығы жасалды.

Основные конструктивные показатели включают разработку параметров волоконно-оптического гироскопа, включая тип оптического волокна, конструкцию катушки и методы измерения угловой скорости. Технико-экономические показатели на 2025 год — бюджет 39,96 млн тг, с фокусом на разработку концепции, создание прототипов и научные публикации.

Негізгі жобалау көрсеткіштеріне оптикалық талшық түрін, катушканың дизайны мен бұрыштық жылдамдықты өлшеу әдістерін қоса алғанда, талшықты-оптикалық гироскоп параметрлерін әзірлеу кіреді. 2025 жылға арналған техникалық-экономикалық көрсеткіштер 39,96 миллион теңге көлемінде бюджеттелген, бұл ретте тұжырымдаманы әзірлеуге, прототиптеуге және ғылыми басылымдарға баса назар аударылады.

Не внедрено

Енгізілмеген

Проект обеспечивает повышение точности и надёжности навигационных систем за счёт применения волоконно-оптических гироскопов, обладающих высокой чувствительностью и устойчивостью к внешним воздействиям. Применяемые научно-технические решения позволяют снизить эксплуатационные затраты благодаря отсутствию механического износа и минимальным требованиям к обслуживанию. Эффективность проекта проявляется в расширении возможностей высокоточных навигационных технологий и формировании научно-технической базы для их дальнейшей интеграции.

Жоба жоғары сезімталдыққа ие және сыртқы әсерлерге төзімді талшықты-оптикалық гироскоптарды пайдалану арқылы навигациялық жүйелердің дәлдігі мен сенімділігін арттырады. Қолданылған ғылыми-техникалық шешімдер механикалық тозудың болмауына және техникалық қызмет көрсетудің минималды талаптарына байланысты пайдалану шығындарын азайтады. Жобаның тиімділігі жоғары дәлдіктегі навигациялық технологиялардың мүмкіндіктерін кеңейту және оларды одан әрі интеграциялау үшін ғылыми-техникалық негізді әзірлеу арқылы көрінеді.

Инжиниринг и технологии, Телекоммуникации.

Инженерия және технология, Телекоммуникация.

UDC indices
681.7.068.13
International classifier codes
49.46.00;
Key words in Russian
волоконно-оптический; волоконно-оптический гироскоп; кольцевой лазерный гироскоп; наноспутник; навигация; деформация; решетки Брэгга; космические технологии; космическая техника;
Key words in Kazakh
талшықты-оптикалық; талшықты-оптикалық гироскоп; сақиналы лазерлік гироскоп; наноспутник; навигация; деформация; Брагг торлары; ғарыштық технологиялар; ғарыш техникасы;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Таштай Ерлан Кандидат технических наук / Ассоциированный профессор