Тепловая защита и термостабилизация волоконно-оптических гироскопов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат наук Громов, Дмитрий Сергеевич

• Громов, Дмитрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Громов, Дмитрий Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Современные типы гироскопов и их перспективы

1.2 Волоконно-оптический гироскоп

1.3 Влияние тепловых воздействий на точность волоконно-оптического гироскопа

1.4 Способы снижения влияния тепловых воздействий на точность волоконно-оптического гироскопа

1.5 Современные методы расчетов тепловых режимов

1.6 Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ БИНС НА ОСНОВЕ ВОГ

2.1 БИНС на основе ВОГ

2.2 Постановка задачи

2.3 Тепловые модели БИНС

2.4 Результаты расчета БИНС с неподвижным основанием

2.5 Результаты расчета БИНС с вращающимся основанием

2.6 Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ДЛЯ БИНС

3.1 Обоснование необходимости применения

системы термостабилизации

3.2 Постановка задачи

3.3 Предварительная модель БИМ с СТС

3.4 Аналитический расчет и выбор исполнительных элементов

3.4.1 Оценка общей теплоемкости системы

3.4.2 Расчет необходимых мощностей исполнительных элементов

3.4.3 Выбор ТЭМ и их режимов работы

3.4.4 Выбор мест расположения датчиков температуры

3.5 Выбор и расчеты вентиляторов и радиаторов для СТС

3.5.1 Расчет аэродинамического сопротивления системы,

выбор вентиляторов

3.5.2 Расчеты радиаторов внутреннего контура СТС

3.5.3 Расчеты радиаторов внешнего контура СТС

3.6 Выводы и рекомендации по результатам расчетов

3.7 Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ БИНС С УЧЕТОМ СТС

4.1 Постановка задачи для расчета БИНС с учетом СТС

4.2 Тепловая модель БИНС с учетом СТС

4.3 Расчеты теплового режима БИНС с использованием вентилятора

4.4 Расчеты теплового режима БИНС при постоянном расходе воздуха

4.5 Результаты испытаний макета БИНС с СТС

4.6 Выводы по главе 4

ГЛАВА 5. ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ ИНТЕРФЕРОМЕТРА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА

5.1 Исследуемый волоконно-оптический гироскоп

5.2 Постановка задачи

5.3 Тепловая модель интерферометра ВОГ

5.4 Определение эффективной теплопроводности намотки

оптического волокна

5.4.1 Определение с помощью компьютерного моделирования

5.4.2 Описание экспериментальной установки

5.4.3 Экспериментальное определение

5.5 Результаты расчетов первоначальной конструкции

5.6 Система термостабилизации интерферометра ВОГ

5.7 Компьютерное моделирование предложенных вариантов

изменения конструкции

5.8 Выводы по результатам расчетов и рекомендации по

обеспечению теплового режима

5.9 Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК РАБОТ АВТОРА

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Сокращения:

БИМ - бесплатформенный инерциальный модуль

БИНС - бесплатформенная инерциальная навигационная система

БП — блок питания

ВИМ - вращающийся инерциальный модуль ВОК - волоконно-оптический контур ВОГ - волоконно-оптический гироскоп ГП - гироскопический прибор ГУ - граничное условие

ДНГ - динамически настраиваемый гироскоп

ИНС - инерциальная навигационная система

КЛТР - коэффициент линейного теплового расширения

КТС — контактное тепловое сопротивление

ЛГ - лазерный гироскоп

МИОС - многофункциональная интегрально-оптическая схема

МКО - метод конечных объемов

МКЭ - метод конечных элементов

МД - моментный двигатель

ММГ (MEMS) - микромеханический гироскоп

ПГ - поплавковый гироскоп

ПО - программное обеспечение

СТС - система термостабилизации

ТЭМ - термоэлектрический модуль, элемент Пельтье

ТЭП - термоэлектрический преобразователь, термопара

ХК - хромель-копель

ЭСГ - электростатический гироскоп

CAD - Computer-Aided Design, системы автоматизированного проектирования

для создания трехмерных моделей и конструкторской документации

CAE - Computer-Aided Engineering, программные пакеты для компьютерного

моделирования различных физических процессов

CFD - Computational fluid dynamics, вычислительная гидродинамика

Обозначения:

с, Дж/(кг-К) - удельная теплоемкость

С, Дж/К - темплоемкость (полная)

Ссумм> Дж/К - суммарная теплоёмкость системы тел

Е, мВ - термо-ЭДС в ТЭП

£внутр> мВ - термо-ЭДС ТЭП, расположенных внутри катушки

Енар, мВ - термо-ЭДС ТЭП, расположенных снаружи катушки

G, м /час - объемный расход

Смаке, м /час - максимальный объемный расход

Ншт, мм - высота штыря радиатора

/, А - сила тока

Kh К/мВ - чувствительность ТЭП

L, м - высота (ширина) элемента в расчетной ячейке

La, м - ширина намотки оптического волокна

Ьшт, мм- сторона квадратного сечения штыря радиатора

/, м - длина

т, кг - масса

Р, Вт - мощность тепловыделений

ЛтутР> Вт - мощность тепловыделений внутренних источников теплоты

Ртод? Вт - мощность тепловыделений, уходящих в окружающую среду через

тепловую изоляцию

Рн, Вт - мощность нагревателя

Ртгр, Вт - мощность нагрева

Рнт, Вт - мощность тепловыделений, уходящих через элементы крепления снизу Рохл, Вт - мощность охлаждения (), Вт - тепловой поток

(2с, Вт - мощность, поглощаемая с "холодной" стороны ТЭМ, холодопроизводительность

Оъ, Вт - мощность тепловыделений с "горячей" стороны ТЭМ, д, Вт/м - удельный тепловой поток Я (/?гь)> К/Вт - тепловое сопротивление

Я] (Я2, К/Вт - тепловые сопротивления отдельных элементов

К/Вт - суммарное тепловое сопротивление

П (г2, гз), м - радиусы цилиндрических поверхностей в катушке с оптическим

волокном

мм - шаг оребрения радиатора

Т, °С - температура

Т0, °С - начальная температура

Тту[р, °С - температура внутри катушки

ТЪ03Д1 °С - температура воздуха

Гмакс, °С - максимальная температура

ГМИ№ °С - минимальная температура

Т1Гс1р, °С - температура снаружи катушки

Тжи, °С - температура основания

Тсгл6, °С - температура термостабилизации

Гср, °С - температура окружающей среды

Тсред. °С - средняя (по объему элемента) температура

Ттс, °С - температура воды в термостате

АТ, К - разница температур

и, В - напряжение

а, Вт/(м -К) - коэффициент теплоотдачи

А,, Вт/(м-К) - коэффициент теплопроводности

Вт/(м-К) - коэффициент теплопроводности каркаса катушки Вт/(м-К) - коэффициент теплопроводности намотки оптического волокна Лц, Вт/(м-К) - коэффициент теплопроводности вдоль волокон Х±, Вт/(м-К) - коэффициент теплопроводности поперек волокон

о

р, кг/м - плотность т, с (мин, ч) — время

°/ч - скорость вращения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Тепловая защита и термостабилизация волоконно-оптических гироскопов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации

В современной гироскопии важной и актуальной задачей является обеспечение тепловых режимов гироскопов и навигационных систем на их основе. В частности, недостаточная проработанность способов тепловой защиты и термостабилизации волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) сдерживает рост точности их показаний и препятствует проникновению бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) на основе ВОГ в область среднеточной навигации в диапазоне точностей 10"2-10"3 °/ч.

Гироскопические приборы (ГП) активно применяются во многих областях современной техники. Навигация - одна из тех сфер, в которых обойтись без них в настоящее время невозможно. Наиболее важное направление в развитии навигационных приборов - улучшение их точностных характеристик. Для обеспечения необходимой точности показаний к гироскопическим приборам предъявляются жесткие требования по температурному режиму. Для многих из них рабочий диапазон температуры окружающей среды находится в пределах от минус 50 °С до плюс 50 °С, в то время как требования к вариациям температуры на чувствительных элементах составляют ±0,1 К и точнее [1].

Волоконно-оптический гироскоп, принцип действия которого основан на эффекте Саньяка, - один из наиболее активно развивающихся и перспективных типов гироскопов. Ожидается, что БИНС на базе ВОГ в самое ближайшее время будут способны заменить более сложные и дорогие приборы в области среднеточной навигации в диапазоне точностей (значения случайного дрейфа)

л л

10" -10' /ч [2, 3, 4]. Для обеспечения подобных точностей необходимо решение научной задачи, которая в том числе включает в себя: разработку адекватных тепловых моделей приборов, компьютерное моделирование протекающих в приборах тепловых процессов, проектирование средств тепловой защиты и систем термостабилизации.

За рубежом к настоящему времени уже существуют и активно применяются навигационные системы на базе волоконно-оптических гироскопов, точность которых не хуже 10"2 °/ч, например, БИНС французской фирмы IXSEA [5, 6]. Кроме того, мировыми лидерами в области разработки и производства ВОГ, а также инерциальных измерительных блоков (модулей) на их основе являются компании Northrop Grumman [7], KVH [8], Honeywell [9]. В России подобными разработками занимаются несколько научно-производственных центров, в том числе: ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор" совместно с НИУ ИТМО [10, 11, 12], Пермская научно-производственная приборостроительная компания [13], ЗАО "Гирооптика", ЗАО "Физоптика"[14, 15, 16], НИИ прикладной механики имени академика В. И. Кузнецова [17, 18], ООО "Оптолинк" [19, 20]. Разработка волоконно-оптических датчиков и навигационных приборов на их основе является актуальной в нашей стране, Государством выделяются существенные средства на это направление. К примеру, в ЦНИИ "Электроприбор" и НИУ ИТМО в настоящее время работы по данной тематике ведутся при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (договор №02.G25.31.0044 от 12 февраля 2013 года) [21].

Известно, что обеспечение указанной точности (10'2 °/ч) требует стабильности температуры по волоконному контуру на уровне вплоть до 0,01 К [1, 22, 23], что является крайне сложной задачей. Выделяют три основных пути решения данной проблемы: конструктивные меры по усовершенствованию технологий изготовления отдельных узлов и компонентов гироскопа, особенно чувствительного элемента - оптоволоконного контура [18, 24, 25]; методы алгоритмической компенсации теплового дрейфа гироскопа [24, 26, 27, 28]; выравнивание полей температур, тепловая защита и термостабилизация как непосредственно ВОГ, так и БИНС, созданных на их основе [29, 30]. Считается, что лишь комплексное применение всех вышеперечисленных подходов способно привести к достижению требуемых точностей. Решением задачи температурной компенсации успешно занимаются в лаборатории ВОГ ОАО "Концерн "ЦНИИ

"Электроприбор" совместно с кафедрой Физики и техники оптической связи НИУ ИТМО, в настоящей же работе рассматриваются способы, направленные на тепловую защиту и термостатирование ВОГ и БИНС на их основе. Решение задачи поддержания требуемого уровня температур в ВОГ однозначно приведет к улучшению его точностных характеристик.

Расчет температурных состояний приборов с подобными уровнями точности поддержания температуры не является тривиальным. В настоящее время подобные задачи принято решать в основном с помощью метода тепловых балансов или математического (компьютерного) моделирования. Большой вклад в исследование тепловых режимов, в том числе и волоконно-оптических гироскопов, внесли специалисты Института проблем точной механики и управления РАН г. Саратов под руководством В.Э. Джашитова и В.М. Панкратова. Ими разработаны методики и средства для определения температурных распределений в приборах на базе ВОГ, разрабатываемых ПНППК, сделаны рекомендации по усовершенствованию конструктивов приборов в целях обеспечения оптимального теплового режима [1, 30, 31].

Тем не менее, с учетом всех особенностей и сложностей конструкции приборов, необходимостью учета теплообмена как кондукцией и конвекцией, так и тепловым излучением, применяемые в настоящий момент методы не кажутся оптимальными и не дают полного представления о тепловых режимах приборов.

Цель и задачи диссертационной работы

Основной целью диссертационной работы является разработка научно обоснованных методов и средств, направленных на обеспечение и поддержание необходимого теплового режима волоконно-оптических гироскопов и навигационных систем точностью 10"2-10"3 °/ч на их основе, для обеспечения требуемых и улучшения существующих точностных параметров.

Для достижения настоящей цели были поставлены и решены следующие задачи:

Анализ существующих вариантов БИНС на основе ВОГ, выявление наиболее термочувствительных элементов, определение направлений усовершенствования конструкций.

Разработка тепловых моделей ВОГ и приборов на их основе.

Проектирование активной системы термостабилизации для БИНС на основе термоэлектрического охлаждения. Оптимизация создаваемых ей конвективных воздушных потоков в приборе.

Разработка методов термостатирования ВОГ, оценка вариантов усовершенствования конструкции прибора.

Определение эффективной теплопроводности намотки оптического волокна.

Методы исследования

Поставленные в работе задачи в основном решены с помощью применения метода конечных элементов, реализованного в современном программном обеспечении Autodesk Simulation CFD. Кроме того, расчеты и исследования проводились с использованием теории и методов термоэлектрического охлаждения, термостатирования, математического анализа и натурных экспериментов.

Научная новизна результатов работы:

1. Разработаны способы термостабилизации и тепловой защиты волоконно-оптических гироскопов от неравномерных в пространстве и времени внешних и внутренних тепловых воздействий.

2. Предложены тепловые модели и методики расчетов тепловых режимов приборов в виде системы тел с внутренними источниками теплоты в условиях свободного и вынужденного конвективного теплообмена с учетом

теплового излучения в замкнутом объеме с помощью современного программного обеспечения.

3. Экспериментально и с помощью компьютерного моделирования получены новые данные по теплопроводности волокнистых структур, связанных компаундами и композитами.

4. Разработана методика выбора оптимальных параметров радиаторов системы термостабилизации с помощью современного программного обеспечения.

Практическая ценность:

1. Результаты работы помогли получить в навигационных приборах на основе ВОГ значения точности 10"2 °/ч и подтвердили возможность достижения больших точностей, вплоть до 10'3 °/ч.

2. Разработаны методики расчетов тепловых режимов приборов сложной конструкции с учетом термоэлектрических модулей, вентиляторов и распределенных нагревателей в современном программном обеспечении с помощью конечно-элементных методов.

3. Определена эффективная теплопроводность намотки оптического волокна.

4. Предложена методика определения теплового сопротивления радиаторов с помощью современного программного обеспечения.

Внедрение результатов

Результаты работы применены при разработке гироскопов и навигационных систем в ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", разработана, изготовлена, испытана и поставлена на объект бескарданная инерциальная навигационная система на основе волоконно-оптических гироскопов. Методики расчетов приборов с помощью современного программного обеспечения использованы в учебном процессе на кафедре КТФиЭМ Университета ИТМО при подготовке

магистров по магистерской программе "Теплофизические процессы и технологии".

Личный вклад автора

Все расчеты и исследования по теме диссертации проведены лично автором под руководством научного руководителя при поддержке специалистов в области гироскопической техники. Подготовка публикаций, выступлений и патента на полезную модель проводилась совместно с соавторами, при этом вклад диссертанта был определяющим.

Положения, выносимые на защиту:

1. Способы термостабилизации и тепловой защиты волоконно-оптических гироскопов от неравномерных в пространстве и времени внешних и внутренних тепловых воздействий, основанные на применении системы термостабилизации гироскопа в навигационной системе и использовании распределенных поверхностных нагревателей непосредственно в гироскопе.

2. Тепловые модели и методики расчетов тепловых режимов приборов в виде системы тел с внутренними источниками теплоты в условиях свободного и вынужденного конвективного теплообмена с учетом теплового излучения в замкнутом объеме с помощью современного программного обеспечения.

3. Экспериментально и с помощью компьютерного моделирования определенные значения эффективной теплопроводности намотки оптического волокна.

4. Методика выбора оптимальных параметров и определения теплового сопротивления радиаторов с помощью современного программного обеспечения.

Достоверность результатов

Достоверность результатов исследований подтверждается применением апробированных численных методов решения задач теплообмена, соблюдением принципов верификации созданных расчетных моделей, проведением соответствующих экспериментов и испытаний, как макетных моделей, так и законченных приборов, как по тепловым, так и по конечным рабочим характеристикам. А также апробацией основных результатов работы в виде обсуждений на конференциях регионального, всероссийского и международного уровня.

Апробация

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XII, XIII, XIV, XV и XVI конференциях молодых ученых (ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2010-2014 г.), XXVII конференции памяти H.H. Острякова (ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2010 г.), I, II и III всероссийском конгрессе молодых ученых (НИУ ИТМО, 2011-2014), XX международной научно-практической конференции "Современная техника и технологии" (г. Томск, Томский политехнический университет, 2014 г.) и ежегодных научно и учебно-методических конференциях (НИУ ИТМО, кафедры КТФиЭМ и ИНС, 2010-2014). Возможность и целесообразность применения использованного программного обеспечения в решении задач данного типа обсуждались на конференциях «Autodesk Simulation - инновационные технологии инженерного анализа» в 2013 году и "Решения Autodesk для строительства и машиностроения" в 2014. Всего за 4 года сделано 19 докладов на 16 конференциях. На XVI конференции молодых ученых "Навигация и управление движением" в 2014 году соискатель был награжден дипломом первой степени за лучший доклад, еще на двух конференциях - дипломами второй степени.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, среди которых 3 статьи в журналах рекомендованных ВАК и патент на полезную модель.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из изложенных на 134 страницах печатного текста введения, 5-ти основных глав, заключения и списка литературы, включающего 81 наименование. В работе содержится 64 рисунка и 8 таблиц.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Современные типы гироскопов и их перспективы

Гироскопы и гироскопическая техника прошли долгий путь развития от первого гироскопа Боненбергера в начале 19-го века до современных прецизионных устройств. Всё это время гироскопическая техника и её развитие связаны с задачами навигации и стабилизации. В области прецизионной навигации (случайный дрейф менее 10~3 °/ч) по настоящий момент лидером по точности и стабильности является электростатический гироскоп (ЭСГ). Механические гироскопы с поплавковым, аэродинамическим или магнитно-резонансным подвесами заполняют область высокоточной навигации (случайный дрейф 10~2 -10"3 °/ч). К механическим гироскопам средней точности (Ю^-Ю"2 °/ч) относятся, например, динамически настраиваемые (ДНГ) и вибрационные гироскопы [2].

Современные тенденции в гироскопии и навигации указывают на то, что дальнейшее развитие гироскопической техники идет в двух основных направлениях. Первое - миниатюризация устройств средней точности. Развитие этого направления по большей части связано с созданием, разработкой и усовершенствованием микромеханических гироскопов (ММГ/МЕМБ) [32, 33, 34]. Второе - получение прецизионных точностей от более простых с точки зрения создания и изготовления (и, соответственно, менее дорогих) современных гироскопических приборов, основанных на иных физических принципах. Оптические гироскопы, такие как лазерный гироскоп (ЛГ) и волоконно-оптический гироскоп (ВОГ), имеют ряд преимуществ по сравнению с механическими и постепенно вытесняют более сложные, дорогие и громоздкие механические гироскопы из области высокоточной и прецизионной навигации. При этом считается, что предельная точность именно ВОГ еще не достигнута, от ВОГ можно получить значение случайного дрейфа более 10"3 °/ч [35, 36, 37, 38]

и, именно эта задача представляет собой значительный научный интерес и обширное поле для исследований и инноваций.

В то же время, идеи создания совершенно новых гироскопов (основанных, например, на явлении ядерного магнитного резонанса, на использовании бозе-эйнштейновского конденсата, либо на квантовых свойствах сверхтекучести гелия), находятся в зачаточном состоянии и далеки от практического применения и реализации [39].

1.2 Волоконно-оптический гироскоп

Волоконно-оптический гироскоп - оптико-электронный прибор, служащий для измерения абсолютной относительно инерциального пространства угловой скорости. Принцип его действия основан на открытом Жоржем Саньяком в 1913 году эффекте (эффект Саньяка) [37, 40]. Сущность эффекта заключается в следующем: если в замкнутом оптическом контуре в противоположных направлениях распространяются два световых луча, то в неподвижном контуре фазовые набеги обоих лучей, прошедших весь контур, будут одинаковыми; при вращении же контура вокруг оси, нормальной к плоскости контура, фазовые набеги лучей неодинаковы. При этом разность фаз лучей пропорциональна угловой скорости вращения контура [13]. Следовательно, основным параметром, по которому определяются угловая скорость вращения и угол поворота, является разность фаз лучей (фаза Саньяка). Принципиальная схема ВОГ показана на рисунке 1.1. Основными составными элементами волоконно-оптического гироскопа являются: чувствительный элемент, который представляет собой оптическое волокно определенной длины, уложенное в многовитковый контур -волоконно-оптический контур (ВОК); источник излучения; фотодетектор, преобразующий интерферированный сигнал в электрический; блок обработки — вычислитель для обработки сигналов, получаемых с фотодетектора, и определения угловой скорости вращения [13].

Рисунок 1.1 - Принципиальная схема БОГ

ВОК представляет собой многовитковую катушку оптоволокна, и чем больше длина волокна и меньше потери в нем, тем сильнее проявляется эффект Саньяка, и тем, соответственно, чувствительнее может быть гироскоп [41]. К основным свойствам ВОГ, которые формируют их преимущества перед механическими гироскопами, относят [13, 37]:

потенциально высокую чувствительность (точность) прибора, которая уже сейчас стремится к 10~3 °/ч;

- малые габариты и масса конструкции;

широкий динамический диапазон измеряемых угловых скоростей (в частности, например, одним прибором можно измерять скорость поворота от 1 °/ч до 500 °/ч);

- малое потребление энергии;

- простота в конструировании, разработке и производстве;

- отсутствие вращающихся механических элементов (роторов) и подшипников, что повышает надежность приборов и удешевляет их производство;

- быстрое время готовности к работе, поскольку, например, нет необходимости в раскрутке ротора динамического гироскопа. Все эти преимущества подчеркивают перспективность ВОГ в качестве замены высокоточным и прецизионным механическим гироскопам. Однако, существует целый ряд факторов, негативно влияющих на выходные характеристики ВОГ. Например, обратное релеевское рассеивание, эффект Керра, фазовые шумы, температурные градиенты в волокне, эффект Фарадея и другие факторы [23, 37, 42]. Нестабильность ВОГ, связанная тепловыми явлениями, является одной из наиболее значимых проблем в настоящий момент.

1.3 Влияние тепловых воздействий на точность волоконно-оптического гироскопа

Основные механизмы влияния тепловых воздействий на основные компоненты ВОГ и, следовательно, на его точностные характеристики показаны на рисунке 1.2 и описаны, например, в [24]. Рамкой на рисунке 1.2 выделены воздействия, связанные с ВОК.

Следствие

Дрейф нуля

Погрешность масштабного коэффициента

Тепловые воздействия

ВОК

Механизмы

Зависимость длины волны источника света от температуры_

Неточность стыковки волокна и

Изменение электроотнческого коэффициента модулятора при изменении температуры

Термически индуцированная невзаимность (Эффект Шупе). вызванная расширением волокна при изменении температурного поля

Выходной сигнал ВОГ (угловая скорость)

Зависимость величины показателя , | преломления волокна от температуры

Изменение геометрического размера ВОК прн изменении температуры за счет конечной величины КЛТР волокна

Рисунок 1.2 — Влияние тепловых воздействий на основные компоненты ВОГ

Погрешность выходного сигнала ВОГ, вызванную тепловыми воздействиями, можно разделить на две части: мультипликативную и аддитивную [43, 44], часто из них отдельно выделяют эффект Шупе. Основные источники погрешностей ВОГ, вызванные изменением температуры, и механизм их возникновения, представлены ниже.

Эффект Шупе - термооптический сдвиг нуля, термооптический эффект [45]. Возникает из-за того, что при растяжении участка волокна в контуре встречные волны приобретают разные фазовые набеги. Фазовые набеги встречных волн различаются из-за разного запаздывания этих волн при прохождении от ответвителя до растянутого участка волокна. Разность фазовых набегов встречных волн тем больше, чем больше скорость изменения длины волокна и чем больше разность времен запаздывания этих волн. Величина термооптического эффекта зависит, в том числе, и от коэффициента линейного теплового расширения (КЛТР) катушки, на которую намотано волокно и от конфигурации намотки волокна на катушку [16].

Составляющие мультипликативной погрешности (погрешности масштабного коэффициента), вызываются [24]:

- изменением площади оптического контура;

- нестабильностью длины волны источника света;

- изменением коэффициента преломления волокна;

- изменением электрооптического коэффициента многофункциональной

интегрально-оптической схемы (МИОС).

Кроме вышеописанного эффекта Шупе существуют следующие составляющие аддитивной погрешности (смещения нуля) [24]:

смещение электрического нуля, вызванное нестабильностью

характеристик электронных компонентов ВОГ при изменении температуры;

- эластооптическое смещение нуля, вызванное зависимостью коэффициента

преломления от напряженно-деформированного состояния волокна.

Масштаб температурных вариаций сдвига нуля при температуре ниже температуры намотки волокна обусловлен двулучепреломлением волокна. При температуре выше температуры намотки наблюдаются более быстрые изменения, вызванные несимметричным растяжением участков волокна, намотанных на катушку. Катушка растягивает достаточно большой участок волокна слой за слоем [14].

На рисунке 1.3 представлены графики, полученные от разработчиков ВОГ. На них показано, как изменяется выходной сигнал гироскопа в БИНС под действием переменных внешних тепловых воздействий, созданных в

термокамере.

Температура волоконного контура

Рисунок 1.3 - Влияние внешних температурных возмущений на выходной сигнал

гироскопа в БИНС

Из рисунка следует, что при достаточно плавных изменениях температуры окружающей среды в диапазоне от 15 °С до 35 °С (верхний график на рисунке 1.3) разница в показаниях гироскопа (нижний график на рисунке 1.3) составляет 0,1-0,13 °/ч. При более же резких ступенчатых изменениях температуры

окружающей среды в том же диапазоне разница между максимальным и минимальным значением скорости вращения, регистрируемой гироскопом, превышает 0,45 °/ч. Стоить отметить, что для использования в БИНС необходимы гироскопы с точностью не хуже 0,01 °/ч. Рисунок 1.3 подтверждает высокую чувствительность ВОГ к резким перепадам температур окружающей среды и необходимость снижения этого влияния.

1.4 Способы снижения влияния тепловых воздействий на точность волоконно-оптического гироскопа

Способы снижения влияния тепловых эффектов на точность показаний волоконцо-оптических гироскопов можно разделить на 3 основных вида:

- Конструктивные меры по усовершенствованию технологий изготовления отдельных узлов и компонентов самого гироскопа или расположения элементов в БИНС.

- Температурная компенсация ВОГ, которая заключается в применении специальных алгоритмов для корректировки выходного сигнала гироскопа, находящегося под действием тепловых воздействий.

- Термостатирование и тепловая защита как БИНС в целом, так и непосредственно ВОГ в частности.

Из конструктивных методов при проектировании БИНС стоит отметить рациональное с точки зрения тепловых режимов расположение ВОГ и плат электроники в конструкции в целях уменьшения негативного влияния основных тепловыделяющих элементов на чувствительные элементы, отделение их экранами, изоляцию ВОГ в тепловом смысле, обеспечение необходимых теплоотводов.

Для уменьшения влияния эффекта Шупе, например, наматывание волокна на катушку можно осуществлять при повышенной температуре, близкой к максимальной рабочей для гироскопа. После такой намотки катушка не будет

растягивать волокно, но недостаток этого метода заключается в слабом закреплении волокна на катушке [15]. Другим методом является использование специальных видов намотки волокна, например, квадрупольной (Рисунок 1.4), при которой намотка оптического волокна начинается с середины и производится симметрично, так, чтобы части волокна, находящиеся на равном расстоянии от середины контура располагались рядом друг с другом. Это приводит к тому, что температура распределяется симметрично и влияние эффекта Шупе сводится к минимуму [46, 47, 48].

Для исключения температурного влияния на изменение длины волны источника света на величину масштабного коэффициента применяется источник света с исправленной спектральной характеристикой. В таком источнике осуществляется стабилизация мощности оптического излучения по току накачки при изменениях температуры. Исследования зависимости длины волны источника света от температуры в режиме стабилизации показали, что при изменении температуры не происходит значимого перераспределения оптической мощности между длинами волн [24].

Многочисленные исследования и практика показали, что одних только конструктивных методов недостаточно для достижения точности ВОГ 10"2 °/ч.

Существующие методы температурной компенсации выходного сигнала ВОГ можно условно разделить на три группы [44]:

- Интерполяция параметров калибровки, полученных при нескольких постоянных значениях температуры. Достоинства - простота реализации, недостатки - низкая эффективность при динамическом изменении температуры.

- Использование динамической модели зависимости параметров калибровки от температуры и скорости изменения температуры по одному датчику температуры, расположенному во внутреннем объеме ВОГ. Достоинства -подходит для ВОГ среднего и низкого класса точности, недостатки - не компенсирует термооптическое и эластооптическое смещение нуля.

Использование динамической модели зависимости параметров калибровки от температуры, и пространственно-временного градиента температуры по нескольким датчикам температуры, расположенным в непосредственной близости к волоконному контуру. Достоинства этого метода - обеспечивает высокую точность компенсации, недостатки - сложность в реализации.

Задачу коррекции выходного сигнала волоконно-оптического гироскопа от температурной нестабильности масштабного коэффициента и температурной нестабильности сдвига нулевого сигнала в ООО НИИ "Антарес" решают с помощью термокомпенсированного цифрового входа [49].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Громов, Дмитрий Сергеевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Джашитов В. Э., Панкратов В. М. Датчики, приборы и системы авиакосмического и морского приборостроения в условиях тепловых воздействий. - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор". - 2005.- 404 с.

2. Пешехонов В. Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем // Гироскопия и навигация. - 2011. - №1(72). - С.3-16.

3. Лефевр Э.К. Волоконно-оптический гироскоп: достижения и перспективы // Гироскопия и навигация. - 2012. - №4(79). - С.3-9.

4. Сущенко О.А. Обзор современного состояния волоконно-оптических датчиков угловой скорости и тенденции их развития // Електрошка та системи управлшня. - 2011. - №3(29). - С.74-84.

5. Napolitano F. Fiber-optic gyroscopes key technological advantages // iXSea. Fiber-optic gyroscopes. - 2010 -№10.

6. Y. Paturel, V. Rumoroso, A. Chapelon, J. Honthaas. Marins, the First FOG Nivigation System for Submarines // Symposium Gyro Technology - Stuttgart, Germany, September, 19/20, 2006.

7. J.Lincoln, D.Tazartes Ch.Volk Northrop Grummans Family of Fiber-Optic Based Inertial — San Diego, Calif.: Position, Location, And Navigation Symposium, 2006 IEEE/ION, 2006.

8. KVH IDUSTRIES, Inc. [Электронный ресурс] / владелец прав: KVH IDUSTRIES, Inc. - Электрон, дан. - Обновляется регулярно. - Режим доступа: http://www.kvh.com, доступ свободный. - Заголовок с экрана (дата обращения 17.08.2014).

9. Steve J. Sanders Sudhakar P. Divakaruni Fiber Optic Gyros -A Compelling Choice for High Precision Applications // OSA/OFS. — 2006.

10. Мешковский И.К. и др. Трехосный волоконно-оптический гироскоп. Результаты разработки // XVIII Санкт-Петербургская международная

конференция по интегрированным навигационным системам. Сборник материалов. - СПб, 2011. - С. 8-14.

11. Мешковский И. К. Трехосный волоконно-оптический гироскоп для морских навигационных систем / И.К.Мешковский [и др.] // Гироскопия и навигация. - 2009. - № 3. - С. 3-9.

12. Мешковский И. К. Трехосный волоконно-оптический гироскоп. Результаты разработки и предварительных испытаний / И.К.Мешковский [и др.] // Гироскопия и навигация. - 2011. - №3 (74). - С. 67-74.

13. Галягин К.С., Ошивалов М.А., Вахрамеев В.И. Расчетный прогноз теплового дрейфа волоконно-оптического гироскопа // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. - 2012. - №32.-с. 127-140.

14. ЗАО "Физоптика" [Электронный ресурс] / владелец прав: ЗАО "Физоптика". - Электрон, дан. - Обновляется регулярно. - Режим доступа: http://www.fizoptika.com, доступ свободный. — Заголовок с экрана (дата обращения 17.06.2014).

15. Листвин В. Н., Логозинский В.Н. Волоконно-оптический датчик вращения [Электронный ресурс] / владелец прав: ЗАО "Физоптика". - Электрон, дан. -Обновляется регулярно. - Режим доступа: http://www.fizoptika.com/old/Manuals/index.html, свободный доступ. - Заголовок с экрана (дата обращения 17.06.2014).

16. Листвин В. Н., Логозинский В.Н. Миниатюрные волоконно-оптические датчики вращения. Конструкция, технология, характеристики // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2006. - №8. - С. 72-76.

17. Колеватов А.П. Волоконно-оптический гироскоп для бесплатформенных инерциальных систем навигационного класса. Разработка, термокомпенсация, испытания // Гироскопия и навигация. - 2010 - №3. - С. 49-60.

18. Курбатов A.M. Пути повышения точности волоконно-оптических гироскопов / А.М.Курбатов, P.A. Курбатов // - Гироскопия и навигация. -2012. -№ 1.-С. 102-121.

19. Прилуцкий В.Е. Интерферометрические волоконно-оптические гироскопы с линейным выходом / Прилуцкий В.Е. и [др] // Гироскопия и навигация. - 2004. - №3 - С. 62-72.

20. Пат. 2283475 РФ. Волоконно-оптический гироскоп. / Пономарев В.Г. и др; ООО "НПК "Оптолинк". - 2005114117/28; заявл. 11.05.2005; опубл. 10.09.2006. -6 е.: ил.

21. Инновационные продукты [Электронный ресурс] - Электрон, дан. -Обновляется регулярно. - Режим доступа: http://www.inno-projects.ru/index.php/npoeKT_2012-218-03-022, свободный доступ. - Заголовок с экрана (дата обращения 05.08.2014).

22. Голиков А. В., Джашитов В. Э. Температурные погрешности волоконно-оптических гироскопов //Гироскопия и навигация. - 2001. - №2(33). - С.3-17.

23. Филатов, Ю.В. Оптические гироскопы: Учебное пособие. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», ЦНИИ «Электроприбор» - 2005. - 139 с.

24. Драницына Е.В., Егоров Д.А., Унтилов А.А., Дейнека Г.Б., Шарков А.И., Дейнека И.Г. Снижение влияния изменения температуры на выходной сигнал волоконно-оптического гироскопа // /Гироскопия и навигация. -2012. - №4(79). - С. 10-21.

25. S. Blin, Н.К. Kim, Michel J.F. Digonnet, Gordon S. Kino. Reduced Thermal Sensitivity of a Fiber-Optic Gyroscope Using an Air-CorePhotonic-Bandgap Fiber // Journal of Lightwave Technology. - March 2007. - vol. 25, No.3 - p. 861- 865.

26. Chong Shen, Xiyuan Chen. Analysis and modeling for fiber-optic gyroscope scale factor based on environment temperature // Applied Optics. - 2012. — Vol. 51, No. 14.-p. 2541-2547.

27. Dunhui Zhao, Jiabin Chen, Yongqiang Han, Chunlei Song, Zhide Liu. Temperature Compensation of FOG Scale Factor Based on CPSO-BPNN // Chinese Control and Decision Conference. - 2010. - p.2898-2901.

28. Шарков И.А. Исследование и пути компенсации тепловых воздействий на сигнал волоконно-оптического гироскопа: Дис. ... канд. техн. наук. -Санкт-Петербург - 2013. - 112 с.

29. Пылаев Ю.К. Температурные возмущения бесплатформенной инерциальной навигационной системы с волоконно-оптическими гироскопами: Дис.... канд. техн. наук. - Саратов. - 2004. - 258 с.

30. Джашитов В.Э., Панкратов В.М. Применение метода элементарных балансов для анализа и синтеза системы терморегулирования на модулях пельтье для БИНС на ВОТ // Гироскопия и навигация. - 2013. - №2 (81). -С. 84-103.

31. Джашитов В.Э. [и др.] Иерархические тепловые модели бесплатформенной инерциальной навигационной системы с волоконно-оптическими гироскопами и акселерометрами // Гироскопия и навигация. -2013. - №1 (80).- С. 49-63.

32. Пешехонов В.Г. и др. Результаты разработки микромеханического гироскопа// XII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным системам. - 2005 г. - с.268-274.

33. Распопов В.Я. Микромеханические приборы: учебное пособие. -М.: Машиностроение. - 2007. - 400 с.

34. Сысоева С. С. Ключевые сегменты рынка МЭМС-компонентов. Инерциальные системы - от low-end до high-end сегментов. // Компоненты и технологии. - 2010. - №3. - С. 22-30.

35. Окоси Т. Волоконно-оптические датчики - Л.: Ленинград, Энергоатомиздат. - 1990. - 256 с.

36. Lefevre Н.С. Fiber Optic Gyroscope — Boston London: Artech House, 1993

37. Шереметьев А.Г. Волоконный оптический гироскоп. - M: «Радио и связь». - 1987.- 152 с.

38. Lefevre H.C. The Fiber-Optic Gyroscope: Achievement And Perspective // Proceedings of 19th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. - 2012. - P. 122-126.

39. Кробка Н.И. Квантовая механика: гороскопы на волнах де Бройля и кватновых свойствах сверхтекучей жидкости. Тенденция развития и состояние разработок // Гироскопия и навигация. - 2009. - №3 (66). - С.36-55.

40. G. Sagnac L'ether lumineux demontre par l'effet du vent relatif d'ether dans un interferometre en rotation uniforme // C.R. Acad. Sei. - 1913 - №95.

41. Вахрамеев Е.И., Галягин K.C., Киселев Е.В., Ошивалов М.А., Ульрих Т.А. Тепловой дрейф волоконно-оптического гироскопа // Приборостроение. 2011. -№1.- С. 32-37.

42. Андронова И.А., Малыкин Г.Б. Физические проблемы волоконной гироскопии на эффекте Саньяка // Успехи физических наук. - 2002. - т. 172, №8. -С. 849-873.

43. Голиков A.B. Температурные погрешности волоконно-оптических гироскопов: Дис. ... канд. техн. наук. Саратов. 2001. - 197 с.

44. Драницына Е.В., Егоров Д.А. Исследование зависимости выходного сигнала волоконно-оптического гироскопа от температуры в составе бескарданного инерциального измерительного модуля. // Навигация и управление движением: Материалы докладов XIV конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» - 2012. - С. 447-452.

45. Shupe D.M. Thermally induced nonreciprocity in the fiber-optic interferometer // Applied optics 19, 1980, 654-655.

46. Новиков P.JI. Метод контроля качества намотки волоконного контура волоконно-оптического гироскопа// Навигация и управление движением: Материалы докладов XV конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» - 2013. - С. 240-245.

47. Мешковский И.К., Унтилов A.A., Киселев С.С., Куликов A.B., Новиков P.J1. Качество намотки чувствительного элемента волоконно-оптического // Приборостроение. - 2011 - №54, Выпуск 7. - С. 76-79.

48. Пат. 2465554 РФ. Чувствительная катушка для волоконно-оптического гироскопа / Курбатов P.A. Курбатов A.M.; ФГУП "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры". - №2011117434/28; заявл. 29.04.2011; опубл. 27.10.2012. - 13 с.

49. Пат. 2448325 РФ. Волоконно-оптический гироскоп с термокомпенсированным цифровым выходом / Ефремов М. В. и др.; Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антарес". -№ 2010123001/28; заявл. 04.06.2010; опубл. 10.12.2011. - 4 с. : ил.

50. Q. Wang, Z. Qi, F. Sun. Six-position calibration for the fiber optic gyro based on a double calculating program // Optical Engineering. - April 2013. - Vol. 52(4). -p. 1-8.

51. Пат. 2146807 РФ. Способ компенсации разности фаз саньяка в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа / Курбатов A.M. -98103976/28; заявл. 02.03.1998; опубл. 20.03.2000. - 5 е.: ил.

52. Коркишко Ю.Н. [и др.] XIV Санкт-Петербургская Международная конференция по интегрированным навигационным системам // Волоконно-оптический гироскоп навигационного класса точности. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор» -2007.-е. 141-150.

53. М. Li. X. Zhao. A Novel 3-D Model for Thermal Transient Effects in Fiber Gyro Coils // Simposium Gyro Technology. - Karlsrue, Germany. -21-22 September. 2010.

54. Джашитов В.Э. и др. Пути обеспечения термоинвариантности волоконно-оптического гироскопа // Гироскопия и навигация. - 2011. - №4 (75). — С.42-56

55. Ю.Я. Болдырев, Е. П. Петухов Е. П. Суперкомпьютерные технологии и их приложения. Учебное пособие. - СПб, СПбГПУ - 2010.-92 с.

56. Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности / Под редакцией: академика В.А. Садовничего, академика Г.И. Савина, чл.-корр. РАН Вл.В. Воеводина. - М.: Издательство Московского университета. - 2012. -232 е., ил.

57. Ansys Inc. [Электронный ресурс] / владелец прав: Ansys Inc. - Электрон, дан. - Обновляется регулярно. - Режим доступа: http://www.ansys.com/, свободный доступ. - Заголовок с экрана (дата обращения 17.06.2014).

58. Autodesk Simulation CFD [Электронный ресурс] / владелец прав: Autodesk Inc. - Электрон, дан. - Обновляется регулярно. - Режим доступа: http://www.autodesk.com/products/simulation-cfd/overview, свободный доступ. -Заголовок с экрана (дата обращения 13.07.2014).

59. Громов Д. С. Тепловой режим двухстепенного поплавкового гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.

- 2012. - №3 (79). - С. 119-123.

60. Кузовков Н. Т., Салычев О. С. Инерциальная навигация и оптимальная фильтрация. - М.: Машиностроение, 1982.-216с.

61. РТС Creo [Электронный ресурс] / владелец прав: РТС Inc. - Электрон, дан.

- Обновляется регулярно. - Режим доступа: http://ru.ptc.com/product/creo, свободный доступ. - Заголовок с экрана (дата обращения 21.08.2014).

62. Чигарев А.В. и др. Ansys для инженеров. - М.: Машиностроение. - 2004. -512 с.

63. Громов Д. С., Шарков А. В. Тепловые режимы гироскопических приборов на базе волоконно-оптических гироскопов // Известия вузов. Приборостроение. -2013. - т.56. №1. - С. 62-67.

64. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. Учебник для вузов. - М.: Энергия, 1975.-488 с.

65. Дульнев Г. Н. Тепло-и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Высшая школа, 1984. - 247 с.

66. Громов Д. С., Унтилов A.A., Чапурский А.П. Исследование тепловых режимов гироскопических приборов на базе волоконно-оптических гироскопов // Навигация и управление движением: Материалы докладов XIV конференции молодых ученых «Навигация и управление движением»/ Науч.редактор д.т.н. О.А.Степанов. Под общ. ред. академика РАН В.Г.Пешехонова. - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012. - С. 453-459.

67. Попов В. М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. - М.: Энергия, 1971. - 216 с.

68. Громов Д.С. Снижение влияния температурных воздействий на точность показаний волоконно-оптических гироскопов // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых, Выпуск 4. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. - С.6-7

69. Берман З.М. и др. Система инерциальной навигации и стабилизации "Ладога-М": результаты разработки и испытаний // Гироскопия и навигация -2002. - №4 (39). - С. 29-38.

70. Ярышев H.A., Андреева Л.Б. Тепловой расчет термостатов. -Л.: Энергоатомиздат, 1984. - 176 с.

71. Булат Л.П. и др. Термоэлектрическое охлаждение: Текст лекций / Под. общ. ред. Л.П. Булата. - Спб.: СПбГУГиПТ. - 2002. - 147 с.

72. Тахистов Ф.Ю., Шарков A.B. Методика выбора конструктивных и режимных параметров термоэлектричского термостата с неизотермической камерой // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2006. - № 3 (26). -С. 263-267.

73. Тахистов Ф.Ю. Методики расчета и выбора параметров термоэлектрических термостатов // Дис. ... канд. техн. наук. Санкт-Петербург. -2007.-172 с.

74. Криотерм [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.kryotherm.ru, доступ свободный. - Заголовок с экрана (дата обращения 05.07.2014).

75. Громов Д. С., Чапурский А.П. Термостабилизация бесплатформенной инерциальной навигационной системы на основе волоконно-оптических гироскопов (реферат доклада) // Гироскопия и Навигация. - 2014. - №2 (85). -С. 105.

76. Громов Д.С. Термостабилизация волоконно-оптического гироскопа в целях повышения его точностных характеристик // Современные техника и технологии: сборник докладов XX Международной юбилейной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, том.З / Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. - С. 133-134.

77. Громов Д.С. Тепловая защита и термостабилизация волоконно-оптического гироскопа в составе бесплатформенной инерциальной навигационной системы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2014. - №2 (90). - С. 137-142.

78. Пат. 2444704 РФ. Волоконно-оптический гироскоп /Алейник А.С. и др.; ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор". - №2010144351/28; заявл. 26.10.2010; опубл. 10.03.2010.- 14 с.

79. Громов Д.С. Тепловая модель интерферометра волоконно-оптического гироскопа (реферат доклада) // Гироскопия и Навигация. - 2014. - №2 (85). -С. 132.

80. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. - Л.: Энергия. - 1974. - 264 с.

81. Пат. полезная модель №140464 РФ. Интерферометр термостабилизированный / Громов Д.С. и др.; ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор". - №201403865/28; заявл. 04.02.2014; опубл. 10.05.2014. -2 е.: ил.

СПИСОК РАБОТ АВТОРА

Патент РФ:

1. Пат. полезная модель №140464 РФ. Интерферометр термостабилизированный / Громов Д.С. и др.; ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор". - №201403865/28; заявл. 04.02.2014; опубл. 10.05.2014. - 2 е.: ил.

Публикации в изданиях, входящих в перечень, рекомендованный ВАК РФ:

2. Громов Д. С. Тепловой режим двухстепенного поплавкового гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2012. - №3 (79). - С. 119-123.

3. Громов Д. С., Шарков А. В. Тепловые режимы гироскопических приборов на базе волоконно-оптических гироскопов // Известия вузов. Приборостроение. 2013. т.56. №1. - С. 62-67.

4. Громов Д.С. Тепловая защита и термостабилизация волоконно-оптического гироскопа в составе бесплатформенной инерциальной навигационной системы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2014. - №2 (90). - С. 137-142.

Прочие публикации:

5. Громов Д. С., Унтилов A.A., Чапурский А.П. Исследование тепловых режимов гироскопических приборов на базе волоконно-оптических гироскопов // Навигация и управление движением: Материалы докладов XIV конференции молодых ученых «Навигация и управление движением»/ Науч. редактор д.т.н. О.А.Степанов. Под общ. ред. академика РАН В.Г.Пешехонова. - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012. - С. 453-459.

6. Громов Д.С. Снижение влияния температурных воздействий на точность показаний волоконно-оптических гироскопов // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых, Выпуск 4. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. - С.6-7.

7. Громов Д.С. Тепловая модель интерферометра волоконно-оптического гироскопа (реферат доклада) // Гироскопия и Навигация. — 2014. - №2 (85). - С. 132.

8. Громов Д. С., Чапурский А.П. Термостабилизация бесплатформенной инерциальной навигационной системы на основе волоконно-оптических гироскопов (реферат доклада) // Гироскопия и Навигация. - 2014. - №2 (85). - С. 105.

9. Громов Д.С. Термостабилизация волоконно-оптического гироскопа в целях повышения его точностных характеристик // Современные техника и технологии: сборник докладов XX Международной юбилейной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, том.З / Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. - С. 133-134.