光纖技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

目前已在飛機(jī)中少量使用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路主要用于航空電子裝置“黑盒子”之間的數(shù)據(jù)傳送。這些鏈路在F/A-18、AV-88及黑鷹直升飛機(jī)中表現(xiàn)良好，數(shù)據(jù)速率從10Mb/s～100Mb/s。由于光纖系統(tǒng)價(jià)格較貴，低損耗及寬帶能力不能充分利用，因此配備數(shù)量較少，只用于存在嚴(yán)重電磁干擾和電磁脈沖問(wèn)題的場(chǎng)合。

隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：

1、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

目前已在飛機(jī)中少量使用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路主要用于航空電子裝置“黑盒子”之間的數(shù)據(jù)傳送。這些鏈路在F/A-18、AV-88及黑鷹直升飛機(jī)中表現(xiàn)良好，數(shù)據(jù)速率從10Mb/s～100Mb/s。由于光纖系統(tǒng)價(jià)格較貴，低損耗及寬帶能力不能充分利用，因此配備數(shù)量較少，只用于存在嚴(yán)重電磁干擾和電磁脈沖問(wèn)題的場(chǎng)合。隨著復(fù)雜性的增加，光纖數(shù)據(jù)總線(xiàn)的帶寬也將增加。如F-22和RAH-66 Comanche要求100Mb/s～1Gb/s的高速光纖數(shù)據(jù)總線(xiàn)用于通信和傳感器接口。

2、光控飛行(Flight-by-Light)

 由于電磁干擾(EMI)、電磁脈沖(EMP)、高強(qiáng)度無(wú)線(xiàn)電頻率(HIRE)以及新的威協(xié)(如直接能量武器)會(huì)嚴(yán)重威脅配備電控飛行的飛行器的飛行安全，因此人們不得不采取適當(dāng)?shù)钠帘未胧?，光纜但這樣將造成重量的增加，而光控飛行可起到一箭雙雕的作用。

對(duì)于戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)來(lái)說(shuō)，如用光控飛行替代電控飛行，重量約可節(jié)省90～317kg，而且，光纖系統(tǒng)不僅可進(jìn)行飛行控制，還可用來(lái)控制和監(jiān)測(cè)飛行器的子系統(tǒng)，機(jī)載光纖系統(tǒng)在“隱形”飛機(jī)中也很重要，因?yàn)闄C(jī)內(nèi)長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里的電纜的噪聲輻射將成為輻射源而易被雷達(dá)所發(fā)現(xiàn)，采用光纖系統(tǒng)則不存在這個(gè)問(wèn)題。

光控飛行的研制工作始于1980年美國(guó)陸軍的“先進(jìn)的數(shù)字光控制系統(tǒng)(ADOCS)計(jì)劃，由Boeing VertolCo.公司承擔(dān)，后來(lái)安裝于Sikorski UH-60A“黑鷹”直升飛機(jī)上成功地進(jìn)行了演示。打算安裝在各種軍用直升飛機(jī)上。

1985年，美國(guó)航空航天局(NASA)和國(guó)防部合作，開(kāi)始了一項(xiàng)“光纖控制系統(tǒng)總成(FOCSI)”的計(jì)劃。該計(jì)劃于1993年秋天在美國(guó)海軍的F-18戰(zhàn)斗機(jī)上進(jìn)行了開(kāi)放環(huán)路飛行試驗(yàn)，重點(diǎn)是飛行控制傳感器，以及用于總壓力、靜態(tài)壓力、馬赫數(shù)、攻擊角度的傳感器，以及用于一個(gè)完整的綜合推進(jìn)/飛行控制系統(tǒng)所需的總體溫度的傳感器。

NASA還準(zhǔn)備在一項(xiàng)“推進(jìn)管理光學(xué)接口系統(tǒng)(OPMIS)”計(jì)劃中對(duì)光纖控制飛行進(jìn)行另一項(xiàng)演示。美國(guó)高級(jí)研究計(jì)劃局(ARPA)和NAS已開(kāi)始著手光控飛行計(jì)劃，這項(xiàng)計(jì)劃稱(chēng)之為“光控飛行先進(jìn)系統(tǒng)硬件技術(shù)再投資項(xiàng)目(FLASH)”，由Wright實(shí)驗(yàn)室實(shí)施。

3、光纖技術(shù)在導(dǎo)彈及航天飛行器的應(yīng)用

除了前面所述的MX導(dǎo)彈發(fā)射場(chǎng)用光纖鏈路外，光纖可以在運(yùn)載火箭的三個(gè)子系統(tǒng)中替代電纜，并大大提高運(yùn)載火箭的可靠性。這三個(gè)子系統(tǒng)是：1)起飛倒計(jì)時(shí)(T-O)臍帶系統(tǒng);2)航空電子設(shè)備互連網(wǎng);3)監(jiān)控傳感器。

據(jù)報(bào)道，歐洲航天局(ESA)與英國(guó)Sira公司簽訂合同，要求該公司設(shè)計(jì)一種低成本、無(wú)源、且高度靈活的航天器光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以解決航天器缺乏視覺(jué)數(shù)據(jù)，特別是不完全展開(kāi)的問(wèn)題，并打算安裝在計(jì)劃于1998年底發(fā)射的ENVISAT宇宙飛船上，以及在標(biāo)準(zhǔn)化后裝配到所有宇宙飛船上。

美國(guó)RockwellInternational公司對(duì)光纖技術(shù)在液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的儀表和控制應(yīng)用的可行性進(jìn)行了研究。應(yīng)用場(chǎng)合包括：用于渦輪葉片溫度測(cè)量的光纖高溫計(jì);燃燒過(guò)程的光纖拉曼溫度傳感;渦輪泵軸承磨損的光纖撓度計(jì)測(cè)量等。