序言

機電轉子式陀螺儀基于經典牛頓力學, 是工業化應用最早的一類慣性儀表, 該種儀表因其簡單、 便捷的工作原理, 以及穩定、 可靠的工作特性, 20 世紀初即在艦船等導航中得到廣泛應用。 一個多世紀以來, 人們為了提升機電轉子式陀螺儀的精度與使用性能, 以降低轉子(組件) 支承上的干擾力矩為主線, 陸續發展了滾珠軸承、 靜壓氣浮、 靜壓液浮、 液浮等支承技術, 及至“三浮” 支承(高速轉子采用動壓氣浮支承, 陀螺組件采用全液浮和磁懸浮支承)和靜電支承等技術的發展應用, 使其達到了工程上的最高精度。 時至今日, 機電轉子式慣性儀表(包括轉子式陀螺儀和同樣利用高速轉子動力學效應的擺式積分陀螺加速度計) 仍然是高精度慣性儀表工程應用中的典范。

液浮(包括三浮) 慣性儀表實現了高精度的同時, 還具有抗過載、 抗干擾、 抗輻照等特點, 在遠程火箭等大動態、 復雜環境的應用中具有特別優勢,但因其成本較高, 主要應用于軍事尖端領域。 美國、 俄羅斯較早地開展了相關技術研究與產品研制, 長期引領著相關技術發展, 研制的產品達到了非常高的技術水平, 支撐了其運載火箭及武器、 艦艇等在遠程、 長航時使用過程中全自主精確導航的實現。 我國從20 世紀60 年代陸續開展液浮慣性儀表相關研究工作, 逐步掌握了高穩定材料和結構設計、 高精度自動控制、 精密機加和裝配等關鍵技術, 研制的多型產品的性能水平處于國內各類慣性儀表的前列, 但距離美、 俄仍有一定差距, 也遠未達到理論能有的精度水平。

當前, 新型光學類、 振動類高精度慣性儀表迅猛發展, 性能達到了慣性級及以上水平, 與高精度液浮慣性儀表形成了競爭, 尤其是新型儀表在成本方面具有較強優勢, 越來越受到用戶方青睞, 已在多類場景中實現了應用。 然而,應當清楚地認識到, 高精度液浮慣性儀表仍然具有某些方面的獨特優點, 是新型慣性儀表在相當一段時期內難以比擬的, 如高精度液浮陀螺儀的靜態方位瞄準精度, 以及擺式積分陀螺加速度計達到的超高精度等, 對保障某類關鍵應用具有至關重要的實際意義。

當今世界正面臨百年未有之大變局, 在大力發展新型慣性儀表的同時, 高精度機電轉子式液浮慣性儀表作為事關國家國防安全的基石和底牌的關鍵技術, 仍然具有很強的生命力。 我國高精度液浮慣性儀表在材料、 結構、 控制、工藝等方面還有很多持續深入性和創新性的工作要做, 儀表性能還可進一步提升。 本專輯的出版具有現實意義, 相關論文反映了一些先進、 熱點技術, 可能促進高精度液浮慣性儀表的發展, 值得進一步深入研究。 希望相關領域的科技工作者堅定信心、 保持定力、 錨定目標、 抓緊攻關, 努力挖掘技術潛力, 譜寫三浮等高精度機電轉子式慣性儀表發展應用新篇章。

二〇二三年十月