序言

机电转子式陀螺仪基于经典牛顿力学, 是工业化应用最早的一类惯性仪表, 该种仪表因其简单、 便捷的工作原理, 以及稳定、 可靠的工作特性, 20 世纪初即在舰船等导航中得到广泛应用。 一个多世纪以来, 人们为了提升机电转子式陀螺仪的精度与使用性能, 以降低转子(组件) 支承上的干扰力矩为主线, 陆续发展了滚珠轴承、 静压气浮、 静压液浮、 液浮等支承技术, 及至“三浮” 支承(高速转子采用动压气浮支承, 陀螺组件采用全液浮和磁悬浮支承)和静电支承等技术的发展应用, 使其达到了工程上的最高精度。 时至今日, 机电转子式惯性仪表(包括转子式陀螺仪和同样利用高速转子动力学效应的摆式积分陀螺加速度计) 仍然是高精度惯性仪表工程应用中的典范。

液浮(包括三浮) 惯性仪表实现了高精度的同时, 还具有抗过载、 抗干扰、 抗辐照等特点, 在远程火箭等大动态、 复杂环境的应用中具有特别优势,但因其成本较高, 主要应用于军事尖端领域。 美国、 俄罗斯较早地开展了相关技术研究与产品研制, 长期引领着相关技术发展, 研制的产品达到了非常高的技术水平, 支撑了其运载火箭及武器、 舰艇等在远程、 长航时使用过程中全自主精确导航的实现。 我国从20 世纪60 年代陆续开展液浮惯性仪表相关研究工作, 逐步掌握了高稳定材料和结构设计、 高精度自动控制、 精密机加和装配等关键技术, 研制的多型产品的性能水平处于国内各类惯性仪表的前列, 但距离美、 俄仍有一定差距, 也远未达到理论能有的精度水平。

当前, 新型光学类、 振动类高精度惯性仪表迅猛发展, 性能达到了惯性级及以上水平, 与高精度液浮惯性仪表形成了竞争, 尤其是新型仪表在成本方面具有较强优势, 越来越受到用户方青睐, 已在多类场景中实现了应用。 然而,应当清楚地认识到, 高精度液浮惯性仪表仍然具有某些方面的独特优点, 是新型惯性仪表在相当一段时期内难以比拟的, 如高精度液浮陀螺仪的静态方位瞄准精度, 以及摆式积分陀螺加速度计达到的超高精度等, 对保障某类关键应用具有至关重要的实际意义。

当今世界正面临百年未有之大变局, 在大力发展新型惯性仪表的同时, 高精度机电转子式液浮惯性仪表作为事关国家国防安全的基石和底牌的关键技术, 仍然具有很强的生命力。 我国高精度液浮惯性仪表在材料、 结构、 控制、工艺等方面还有很多持续深入性和创新性的工作要做, 仪表性能还可进一步提升。 本专辑的出版具有现实意义, 相关论文反映了一些先进、 热点技术, 可能促进高精度液浮惯性仪表的发展, 值得进一步深入研究。 希望相关领域的科技工作者坚定信心、 保持定力、 锚定目标、 抓紧攻关, 努力挖掘技术潜力, 谱写三浮等高精度机电转子式惯性仪表发展应用新篇章。

二〇二三年十月