1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈戰(zhàn)法震驚世人，甚至有傳言其曾經(jīng)先用一枚導(dǎo)彈炸開伊拉克一個(gè)電廠的圍墻，而后一顆導(dǎo)彈則從炸開的洞中進(jìn)入擊毀電廠。這樣千里出擊一招斃命的功夫能夠被戰(zhàn)斧施展出來(lái)得益于其高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的核心叫激光陀螺儀。
激光陀螺儀，顧名思義就是利用激光測(cè)方向變化的陀螺儀，其基本原理利用了光學(xué)中的塞格尼克理論，即在一個(gè)環(huán)形軌道里，發(fā)射兩束方向相反的激光。在環(huán)形軌道沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，它將會(huì)用相同的時(shí)間導(dǎo)彈出發(fā)點(diǎn)并且具有相同的相位。
如果一旦環(huán)形軌道有轉(zhuǎn)動(dòng)，則到達(dá)出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間和相位都會(huì)有變化，根據(jù)這個(gè)被測(cè)出來(lái)變化值就可以反推出物理的角度變動(dòng)值。將這個(gè)裝置裝載導(dǎo)彈上之后，就可以隨時(shí)掌握導(dǎo)彈的左右上下偏轉(zhuǎn)量，從而修正導(dǎo)彈的飛行方向向既定的彈道飛行。再配合加速度計(jì)，則能夠?qū)崟r(shí)掌握導(dǎo)彈的位置參數(shù)。
激光陀螺儀的好處在于，其受到外界的干擾非常小，即使是撞擊，震顫，加速等動(dòng)作都無(wú)法改變其對(duì)角度偏轉(zhuǎn)的測(cè)定，而傳統(tǒng)機(jī)械陀螺則不是。此外激光陀螺工作穩(wěn)定，誤差小，體積小，便于使用，雖然現(xiàn)代兵器上一般會(huì)配有GPS設(shè)備進(jìn)行誤差修正把誤差減少到一個(gè)范圍內(nèi)，但GPS干擾設(shè)備更加普及，而激光陀螺是個(gè)封閉設(shè)備，外界完全無(wú)法干擾。
其精度也要高于傳統(tǒng)機(jī)械陀螺，可以達(dá)到0.0001°/h以下的漂移量，這種設(shè)備裝載洲際導(dǎo)彈上之后，其精度將會(huì)大大提高，例如我國(guó)的東風(fēng)-31A從點(diǎn)火起飛到打到美國(guó)目標(biāo)上大概需要30分鐘時(shí)間，在用了激光陀螺儀后，其打擊精度理論上可以控制在30米以內(nèi)。
海灣戰(zhàn)爭(zhēng)的爆發(fā)給我國(guó)軍工人極大的刺激，高伯龍是我國(guó)激光陀螺項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。他想起1971年錢學(xué)森將僅寫有激光陀螺儀簡(jiǎn)單原理的兩張小紙條交給學(xué)校。而20年過(guò)去了，研制依然沒(méi)有突破，研制的兩大攔路虎一直無(wú)法解決。
第一是鍍膜技術(shù)一直不過(guò)關(guān)，這個(gè)技術(shù)不過(guò)關(guān)，激光的反射和折射率就會(huì)無(wú)法穩(wěn)定控制，就會(huì)導(dǎo)致激光在反射折射時(shí)就產(chǎn)生偏差且不可預(yù)測(cè)。如果大到一定程度，那整個(gè)陀螺就沒(méi)法用了。第二個(gè)攔路虎就是超精密光學(xué)加工，這個(gè)工藝達(dá)不到要求的水平，也同樣會(huì)導(dǎo)致光線偏移預(yù)定路線的問(wèn)題。
在沒(méi)有相應(yīng)的高精度制造設(shè)備情況下，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)土法上馬，用手工打磨的方式制造高精度起見(jiàn)。在一次次的失敗和大量的次品出現(xiàn)后他們并沒(méi)有灰心，甚至拜工人師傅為師，學(xué)習(xí)精密制造技術(shù)，經(jīng)過(guò)1000多個(gè)日日夜夜的努力，終于攻克了該關(guān)鍵技術(shù)。在研制的激光陀螺儀的過(guò)程中，錢學(xué)森的這兩張小紙條起到了非常重大的作用。
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)終于成功研制出多種型號(hào)的激光陀螺，多項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國(guó)際一流水平。不僅如此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)也創(chuàng)造了中國(guó)在該領(lǐng)域的多個(gè)第一：第一臺(tái)高精度反射率透射率測(cè)試儀；第一個(gè)激光陀螺實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)、工程化樣機(jī)；第一個(gè)實(shí)現(xiàn)激光陀螺產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；第一家具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)并能全閉環(huán)研制生產(chǎn)激光陀螺的單位。
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