ВЫБОР СПОСОБА НАМОТКИ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ С ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ ОБЪЕКТОМ

Исследованы способы намотки волоконно-оптического кабеля для реализации волоконно-оптической линии связи с высокоскоростным объектом. Рассмотрены варианты катушек для намотки оптического кабеля, обеспечивающие подвижность одного из концов кабеля на объекте. Показано, что выбор способа намотки обусловливается необходимостью обеспечения минимальной деформации волоконно-оптического микрокабеля при отрыве от тела намотки. Выявлено, что минимальная величина натяжения и ее неравномерность наблюдаются при смотке с катушек ракетной формы. Приведены расчетные соотношения для определения параметров намотки. Показано, что уменьшение неравномерности натяжения снижает скачки внутренних напряжений, а также уменьшает вероятность обрыва и возникновения локального затухания оптического сигнала. Снижение внутренних напряжений связано с отсутствием перехлеста витков нижележащих слоев с вышележащими. Для подтверждения работоспособности и возможности конструктивной реализации выбранной схемы намотки проведены эксперименты по выполнению ракетной и других видов намотки с использованием специально спроектированного макета станка. Показано, что применение рядной ракетной намотки позволяет добиться стабильности при смотке кабеля в процессе движения и исключает обрывы. Оптические потери уменьшаются за счет увеличения минимального радиуса изгиба, что объясняется уменьшением внутренних напряжений, вызывающих затухание оптического сигнала в месте отрыва кабеля от катушки.

1. Свинцов А.Г. ВОСП и защита информации // Фотон-Экспресс. 2009. № 1. С. 34–38.
2. Lea R.K., Allen R., Merry S.L. A comparative study of control techniques for an underwater flight vehicle // International Journal of Systems Science. 1999. V. 30. N 9. P. 947–964. doi: 10.1080/002077299291831
3. Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В. Волоконно-оптические кабели и линии связи. М.: Эко-Трендз, 2002. 282 с.
4. Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. М.: Сайрус системс, 1999. 664 с.
5. Шрамко О.А., Рупасов А.В., Новиков Р.Л., Аксарин С.М. Метод исследования зависимости h-параметра анизотропного световода от радиуса изгиба // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. № 1 (89). С. 26–31.
6. Аксарин С.М., Архипов С.В., Варжель С.В., Куликов А.В., Стригалев В.Е. Исследование зависимости параметров анизотропных одномодовых волоконных световодов от диаметра намотки // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 6(88). С. 22–26.
7. Мешковский И.К., Киселев С.С., Куликов А.В., Новиков Р.Л. Дефекты намотки оптического волокна при изготовлении чувствительного элемента волоконно-оптического интерферометра // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2010. Т. 53. № 2. С. 47–51.
8. Мешковский И.К., Унтилов А.А., Киселев С.С., Куликов А.В., Новиков Р.Л. Качество намотки чувствительного элемента волоконно-оптического гироскопа // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2011. Т. 54. № 7. С. 76–80.
9. Kothari V.K., Leaf G.A.V. The unwinding of yarns from packages. I. Theory of yarn-unwinding // Journal of the Textile Institute. 1979. V. 70. N 3. P. 89–95. doi: 10.1080/00405007908631523
10. Kothari V.K., Leaf G.A.V. The unwinding of yarns from packages. II. Unwinding from cylindrical packages // Journal of the Textile Institute. 1979. V. 70. N 3. P. 96–104. doi: 10.1080/00405007908631524
11. Kothari V.K., Leaf G.A.V. The unwinding of yarns from packages. III. Unwinding from conical packages // Journal of the Textile Institute. 1979. V. 70. N 5. P. 172–183. doi: 10.1080/00405007908658794
12. Панин А.И. Исследование и разработка структур мотальных паковок, обеспечивающих оптимальный процесс сматывания: дис. … канд. техн. наук. Москва, 2004. 169 с.
13. Kim K.W., Lee J.W., Yoo W.S. Unwinding characteristics of thin cables for inner and outer dispensers // Nonlinear Dynamics. 2013. V. 72. N 1-2. P. 333–351. doi: 10.1007/s11071-012-0717-3
14. Kim K.W., Lee J.W., Yoo W.S. Verification of simulation for unwinding motion of cable in water by physical experiment // Nonlinear Dynamics. 2014. V. 77. N 3. P. 553–568. doi: 10.1007/s11071-014-1317-1
15. Akiyama A., Shibata M., Araki S., Ishii H. A theory of unwinding optic fiber's motion for fiber optic data link bobbin // Electronics and Communications in Japan, Part I: Communications. 2002. V. 85. N 3. P. 61–73. doi: 10.1002/ecja.1084
16. Optical Fibers, Cables and Systems. International Telecommunication Union Manual. Geneva, 2009. 324 p. (In Russian)
17. Волновая оптоэлектроника / под ред. Т. Тамира М.: Мир, 1991. 575 с.
18. Панин А.И. Построение модели зависимости удельной плотности намотки от угла сдвига витков и толщины наматываемого слоя пряжи // Вестник ДИТУД. 2001. № 3.
19. Иванов С.Н., Быкадоров Р.В. О факторах, влияющих на натяжение нити при осевом сматывании нити с бобин // Известия Вузов. Технология текстильной промышленности. 1974. № 7.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License