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战斗机上的陀螺有多先进,仅4国能造,高伯龙院士用43年研究它

来源:未知 编辑:admin 时间:2020-05-22
导读:看到题目后,很多人一定会持着一种怀疑的态度来看这篇文章。不就是一个陀螺吗?有什么好讲的,整得跟谁没玩过似的。事实也确实如此,还真的就是我们所玩的那个陀螺,只不过不是用来玩的,而是根据陀螺的力学原理研究的陀螺仪,并且是应用于科研方面,特别是

看到题目后,很多人一定会持着一种怀疑的态度来看这篇文章。不就是一个陀螺吗?有什么好讲的,整得跟谁没玩过似的。事实也确实如此,还真的就是我们所玩的那个陀螺,只不过不是用来玩的,而是根据陀螺的力学原理研究的“陀螺仪”,并且是应用于科研方面,特别是在武器装备方面的应用!

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现在一般的武器上面都有应用陀螺的原理,不论是我们看到的大型军舰、还是大型战斗机,都有它的存在。如果有人玩过《吃鸡》游戏的话,应该有看到设置界面中有一个陀螺仪的设置,打开它之后,可以防抖,射击会更精准,不过首先你需要学会使用它。

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那么陀螺仪的原理又是怎样的呢?

根据我们所玩过的陀螺来看,保持其高速的旋转,它就不会跌倒。而对于陀螺仪来讲,如果可以的话,有句名言是“给我一个支点,我可以撬动整个地球”。陀螺仪则可以做到:“给它一个支点,他就可以在任何地方旋转,即便是一个细线、甚至是刀尖上面,都可以旋转”。

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它是一种机械装置,基本结构为一个旋转轴、一个转子、两个支架。运动时,转子围绕旋转轴以很高的角速度进行旋转,而转子装在较小的那个支架里面,外面再套一个比较大的支架,陀螺仪就可以环绕平面以及三轴进行自转。因此它的特点就是非常稳定,其实我们现在使用的手机中的防抖功能,便是根据这个原理来的!

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只不过现在的各种武器装备以及民用方面的陀螺仪,并不仅仅是我们所看到上图中的缩小版,而是根据其原理,早已衍生出不同的高科技陀螺仪!并且具体原理是与机械原理也有很大区别!

现代陀螺仪主要分以下三种

激光陀螺仪。大致原理由法国科学家于1913年发明,被称为萨格纳克效应,不过由于没有合适的光源,并没有太多进展。一直到1960年,世界上第一台激光器出现之后,很多科学家受此启发,美英法苏联才开始对激光陀螺仪的研制。

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1963年,美国研制出世界上第一台激光陀螺仪。其基本原理就是利用光程差,然后来测量旋转角速度,当它在闭合的光路中时,由同一光源发射出,沿着顺时针方向与逆时针方向传输的两束光与光干涉,再利用其相位差,就可以检测出闭合光路的旋转角速度。

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相对于机械陀螺,激光陀螺体积小、结构也简单、反应更快、成本也比较低、误差也小、精度更高,适合于计算机的结合,并且适应环境能力也更强!继激光陀螺后,光纤的出现,开始出现光纤陀螺,大致原理其实与激光陀螺差不多,只不过光源不同!

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除此之外,还有一种用于手机等电子产品上面的陀螺仪:微机电陀螺仪MEMS。其原理主要以检测电容变化为主,一般的微机电陀螺仪有两个可以移动的不同方向的电容板,不同方向的电容板分别测试出不同方向的电容变化,然后根据电容的变化就可以计算出角速度!

我国激光陀螺仪的艰难发展!

虽然美国1963年就已经拥有了激光陀螺仪技术,但是因为激光陀螺仪的主要用途是在航空、航天、航海、陆地等军事领域方向。可以这么说,如果没有激光陀螺仪技术,就不会有现在的精准制导武器。像我们所知道的战斗机、潜艇、人造卫星、火箭等,他们都装有激光陀螺。因此激光陀螺也是每个国家都渴望掌握的一项技术,而拥有这项技术的国家又禁止出售!

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由此,我国在钱学森倡议之下,国防科技大学成立了激光研究实验室,而研究激光陀螺的高伯龙,正是钱学森挑选的。于是从1975年开始,当时已经47岁的高伯龙调任至激光实验室,开始了长达40多年的隐姓埋名生活。当时条件非常艰苦,对于激光陀螺的原理也很模糊,只有钱学森写的两张小纸条,但高老就凭借这薄弱的基础,让中国的激光陀螺走上了世界领先地位!

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到1994年时,由高老团队研制出的全内腔四频差动激光陀螺工程样机通过鉴定,而当时美国、法国、苏联都采用的是二频,因为他们搞不定四频。由此,我国不仅成为了继美国、苏联、法国之后第四个掌握激光陀螺的国家,还成功走在了世界前列。当我国的四频技术出现之后,国外才又开始重新开始研究,不过这已经与我国有了差距!

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也正是那个时候起,我国的东风系列弹道导弹、红旗导弹等一系列尖端武器,都用上了拥有自主知识产权的激光陀螺,同时再也不用担心高尖端武器会受制于他人了。

而这一切都要归功于钱学森,钱老的倡议,高伯龙,高老43年不懈的努力。很遗憾的是,高老已经于2017年逝世,而他的名字我们也是在他80几岁高龄时,国家解密之后,才真正对他开始有所了解!而我们能做的,只有向他们致敬、向他们学习,继续加油吧!

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