機場激光驅鳥器掃描系統(tǒng)設計及應用

摘要：介紹了機場激光驅鳥器掃描系統(tǒng)設計的基本內容，即系統(tǒng)原理、功能、特點、組成及各分系統(tǒng)設計；分析了系統(tǒng)的要求和使用條件，對直流電機選型進行計算及校核，驗證了設計的正確性和可靠性。
關鍵詞：驅鳥器；直流電機；轉矩；慣量

0 引言
近年來，隨著國內外生態(tài)環(huán)境的改善和人民保護鳥類的意識的提高，鳥類越來越多。這給世界和中國軍民用航空業(yè)卻帶來了災難。機場采取了各種各樣的驅鳥措施，并且起到了一定的效果。但現(xiàn)在世界范圍內還沒有一種能解決全空域、全時間段的全能手段來驅鳥。驅鳥是一個世界性難題，是一個目前亟待解決的難題。
機場激光驅鳥器掃描系統(tǒng)主要用以控制光線在機場允許范圍內均勻掃描，刺激恐嚇鳥類，使其不敢在機場降落、盤旋、停留，達到保護航空安全，維護乘客的財產(chǎn)和生命安全的目的。

1 技術指標
掃描半徑：1500m(平直跑道)；
方位掃描范圍：-120°～+120°；
俯仰掃描范圍：-4°～+2°；
方位在-120°～+120°范圍內做勻速(1°／s)重復掃描；
俯仰在-4°～+2°范圍內做勻速(1°／s)重復掃描。

2 系統(tǒng)原理、功能、特點及組成
2．1 工作原理
系統(tǒng)根據(jù)上位機的設定及指令，能夠自動控制轉臺進行方位、高低轉動，能夠自動控制光線掃描范圍、光斑停留位置和停留時間，原理框圖見圖1。

2．2 系統(tǒng)功能
控制機柜內部的激光器發(fā)射出激光，經(jīng)擴束管擴束后向上射入反射鏡，反射鏡由轉臺帶動進行高低方位運動，反射出的激光在機場允許范圍內均勻掃描，刺激、恐嚇鳥類，使其不敢在機場停留，保護航空安全，維護乘客的財產(chǎn)和生命。
2．3 系統(tǒng)特點
(1)連續(xù)工作時間長，可靠性要求高；
(2)系統(tǒng)轉速低，要求低速平穩(wěn)性好，回轉運動精度高；
(3)由于采用激光系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)安全可靠性高。
2．4 系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)由以下幾個分組成：方位伺服系統(tǒng)、高低伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、反射鏡系統(tǒng)、防護罩、回轉支撐等。系統(tǒng)組成見圖2。

方位伺服系統(tǒng)包括方位電機、方位驅動器、方位減速器、方位傳感器、回轉主軸。
高低伺服系統(tǒng)包括高低電機、高低驅動器、高低減速器、高低傳感器、高低軸系。
控制系統(tǒng)由控制器、數(shù)據(jù)運算單元、數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)據(jù)通訊單元、接口單元、AD／DA轉換單元、DA轉換單元、脈沖發(fā)生單元等組成。
反射鏡系統(tǒng)包括反射鏡和支撐。
防護罩包括上罩體和下罩體。
2．5 使用條件
工作環(huán)境：室外；
工作溫度：-10℃～+40℃；
儲存溫度：-20℃～+50℃。