ВПЛИВ НАДІЙНОСТІ ТЕРМОСТАБІЛІЗАЦІЇ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНОГО ГІРОСКОПА НА ЯКІСТЬ КЕРУВАННЯ КУРСОМ СУДНА

Анотація

У роботі проаналізовано вплив показників надійності системи термостабілізації волоконно- оптичного гіроскопа на якість керування курсом судна в умовах тривалої експлуатації. Показано наявність суперечливих вимог при виборі робочого режиму термоелектричного модуля: підвищення струму сприяє інтенсифікації ефекту Пельтьє та покращенню теплової стабільності чутливих елементів гіроскопа, але водночас призводить до зростання температурних і термомеханічних навантажень, що прискорюють деградаційні процеси в матеріалах і з’єднаннях модуля. Розглянуто фізично обґрунтовані моделі відмов, які враховують температурний фактор за законом Арреніуса та вплив механічних напружень за степеневим законом. Запропоновано комплексний підхід, що пов’язує робочий струм термоелектричного модуля з імовірністю безвідмовної роботи протягом рейсу, середнім напрацюванням до відмови та подальшими навігаційними наслідками. Проведено кількісне моделювання для термоелектричного модуля TEC1-01102 у діапазоні струмів 0-2 А з урахуванням характерних суднових умов експлуатації. Встановлено, що підвищення струму зумовлює нелінійне зростання коефіцієнта прискорення деградації та суттєве скорочення ресурсу модуля навіть у межах допустимих режимів. Досліджено вплив деградації системи термостабілізації на дрейф нульового зсуву гіроскопа, який у процесі інтегрування трансформується в похибку курсу та бічне відхилення судна від заданої лінії шляху. Показано, що за навігаційний інтервал активного руху тривалістю 6 год величина бічного відхилення може досягати десятків метрів. Отримані залежності мають узагальнений характер і можуть бути використані для оцінювання допустимих режимів роботи термоелектричних систем термостабілізації в інерціальних навігаційних комплексах суднового призначення. Отримані результати дозволяють інженерно обґрунтувати вибір робочої точки регулятора з урахуванням компромісу між ефективністю термостабілізації, надійністю та навігаційною точністю для різних типів морських і річкових суден.