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主题:【原创】兔子的300毫米火箭炮 -- 红茶冰

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  • 家园 【原创】兔子的300毫米火箭炮

    前几天“中国军视网”公布一则视频,内容为西藏军区远程火箭炮营用300毫米火箭炮进行极限条件下射击训练,这组视频中首次公布了远程火箭炮发射的钻地弹摧毁混凝土掩体的画面。这里借用下超级大本营的图片用下下~

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    详细介绍可以参阅观网的帖子;http://www.guancha.cn/military-affairs/2016_10_05_376202.shtml

    兔子手里的火箭炮越发像低廉版的地对地导弹了,或者说是早期版的地对地导弹。因为火箭炮的运行轨迹就是弹道曲线,不同之处在于可以轨迹可以微调,从而实现精确打击。

    因为射程有限,同时不具备多角度攻击与空中变轨功能,因此这种武器实现战术打击要求主要是靠量来取胜。

    (老实说,写军事类的主题我还是不给力的说,毕竟我不是军迷。不过这段时间河里实在太冷清了,连晨大都不发主题了。因此 这个帖子主要是活跃下气氛哈)

    通宝推:唐家山,三笑,红军迷,mezhan,广宽,向往,烧锅炉滴,年青是福,
    • 家园 自己回复自己玩

      这一篇就300MM火箭炮成本做个不靠谱分析,不涉及火控系统,发射车与发射具之类的,否则 咱就没法写了。

      火箭炮主体构成工业门类分为,机加工(壳体,发动机喉管.喷嘴与某些战斗部需要的钻地粉末合金金属件)化学制剂合成的火工品(推进剂,炸药)电子元器件(由元器件和集成电路分工的探测.采集.控制组合成了火箭炮的大脑。特别是MEMS的使用,产生了组件模块化这个概念。而且不仅提升了响应时间,更因为MEMS可以预先处理数据,从而节省了电力消耗与主控CPU的数据处理消耗时间,同时,组件的模块化与功能化又节约了宝贵的火箭炮壳体内部空间,留下以后升级的空间基础)

      火箭炮壳体材质一般以锅炉耐压钢为主,也有用铝材的,不过推进段必须做增强隔热处理,因为铝材耐热性不如锅炉钢。

      壳体涉及到的加工工艺早期是挤压成型管材,这种工艺成型的管材,精度高,金属组织结构均匀。后期咱们采用高精度焊接管材成型工艺使成本更一步降低,同时生产效率更高。最牛逼的是采用的焊接成型法后,使用强度更高的钢材可以降低壳体厚度,从而减重!发动机喷嘴不是太特别工艺要求的基本上都是精密铸造为主,铸造出毛坯后,精加工。材质一般是300系耐烧蚀不锈钢。

      推进剂和炸药这块我是真不适合来写,作为一个化学渣,显然无法像晨大和史老七写的东东即通俗易懂,又有不错的趣味性。好在主题仅仅是做个不靠谱的成本估算,所以虽然感到惶恐,但 还能继续瞎扯下去。

      推进剂目前国际主流的配方是APCP:高氯酸铵(AP)+端羟基聚丁二烯(HTPB)+铝粉(AI)外加增塑剂以及固化剂。

      主流国家的军方导弹.火箭都是采用这种配方(也会有各种改进,来适用比冲要求)这燃料优点在于推力很大,制造过程不是特别复杂。缺点在于,所有制造这种燃料的原材料都是对人体有极大危害的,需要相当的保护措施;燃料燃烧时会产生强酸液体,对环境有一定污染。

      既然APCP是主流配方那肯定就有非主流的配方。有种革命叫做无产价级革命,什么叫无产呢?穷逼是也···

      高氯酸铵26000以上一吨,作为燃料的HTPB更是50000/吨。这个成本穷逼们只能仰望星空的说···

      俗话说得好啊,穷 则思变。玩不了高端货,咱玩便宜的。硝酸钾做氧化剂,环氧树脂做燃料,铁粉做催化剂。如果像哈马斯火箭旅那样用白糖代替环氧树脂,非主流配方推进剂成本比主流配方成本差不多相差十倍!

      不过采用硝糖配方的推进剂有个弊端就是比冲小,同时燃烧不均匀,烧起来还容易结块,大结块还容易堵住喷口,干扰喷射方向,甚至于出现爆燃。

      所以哈马斯的火箭弹飞行轨迹总是时高时低,忽左忽右,还特么是随机产生。让以色列的铁穹拦截率始终不高。

      其实以色列完全可以在加沙地区把白糖当做战略物质封锁嘛

      炸药的配方咱就不说了吧?感觉太敏感了,而且我手里的料也不多,拿不出手呵··

      话说晨大关注研究军事这么多年,同时又是化工口的老筒只,对推进剂这块应该相当有心得的说。不打算贡献点经验值给无产价级革命团体?比方说技术支持库尔德成立一只火箭旅什么的~~ 到时候,就让蚂蚱做你的交通员

      终于说道电子系统了。火箭炮整个系统里发展变化最快的其实就是电子部分了。

      嵌入式系统的应用使自主控制能力高度综合化,主控系统高度集成化,探测器和传感器这块功能模块化。

      举个例子;咱们出口的某型远火标准配置就是惯性制导+主控板。当客户提出我要加装卫星制导以及激光瞄准。那么 咱么需要做的生产安排仅仅就是装入两个模块以及配套的业务插板,然后给主控板通电激活设定好配置参数而已。

      当发射时,卫星制导模块的实时信息经过业务板采集.预处理交给主控板,主控板依据模块给定的高度,速度数据再结合惯性制导里角度和速度传感器给定的当前角度数据,再根据火箭炮自身的弹道曲线值,线性计算出气动鳍翼需要调节的姿态参数,当进入预设地址时,光电模块会自动开启搜索无人机或者其他飞行器发射出定位的某波长的光信号。

      一旦搜索到光信号,光电模块自带的处理器以多普勒效应公式计算出结果传送给主控板,光电模块反馈的结果其实很简单,距离 主控板将光电模块以及其他模块采集到的信息调整飞行姿态,向目标区域 靠近 基本上在火箭落地之前,主控板的工作模式就是已采集到的数据不断修正姿态,不断逼近目标,然后 boom

      好吧 我在瞎扯,我也不知道兔纸火箭炮的真正内情,但是呢,技术上的东西传承性是一致的, 上面的内容作个不靠谱的参考,倒也不至于毫无是处。

      终于到了不靠谱账房先生打算盘了,参照物价格来源是以网络平台报价为参考。

      壳体采用Q600系钢板,厚度6MM 价格4500¥/吨 火箭炮壳长度假设为7.5M 直径300MM 那么钢材耗量在327公斤左右,直接成本1470¥左右经过热处理以及表面处理,在做防腐后,那么这个管子就按3000¥/根 喷嘴按照50公斤消耗量,那么市面上300系耐蚀不锈钢价格在32000/吨,那么喷嘴价格在1600¥/个左右。

      再加上杂七杂八零碎配件什么的,那么整个壳体综合成本就按6000¥/根。

      推进剂和炸药这块咱们就按统一配比,统一原料计算好了,战斗部炸药重量为150公斤,那么推进剂也按照150公斤计算好了(相信我推进剂无论是压实密度还是药柱形状,都没法跟炸药比,要知道推进剂药柱是空心的)

      那么APCP主要原料价格是高氯酸铵26000¥/吨 端羟基聚丁二烯是50000/吨 铝粉30000/吨

      假设配比AP70% HTPB20% AI10% 那么300公斤化学品成本在9360%/坨,如果把搅拌以及压实固化成本算进去的话,那么每坨算它12000¥/坨

      电子这块必须事先声明;这里所给出的数据,引证其出处是无法做到自证的。所以河友们就当看个热闹行了。

      借用下某宝上面某个陀螺仪模块的广告词“模块集成高精度的陀螺仪、加速度计、地磁场传感器,采用高性能的微处理器。模块内部集成了姿态解算器,配合动态卡尔曼滤波算法,能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态,姿态测量精度0.01度,稳定性极高”

      价格我不说,但是我可以很肯定地说,我加入的多轴飞行群里有好多人都买了这个模块,效果很不错!

      就我的了解,这个模块与当年咱们山寨大毛火箭炮里带过来的某惯性制导东东相比,性能只好不差!

      那么 这个东东按照军标生产验收,就算它5000¥/个好了。

      主控板里面大一点的芯片就是CPU和通讯和电源芯片,外加一小堆计算核心(用电工的说法是DSP)和内存。考虑到这个东东上面附加了巨多的软硬件工程师的心血,就按30000¥/块算好了。

      卫星导航这玩意某宝里专业级的才600¥/只,专业级的强项在于灵敏度以及多系统支持度(GPS+格洛纳斯+北斗)

      那么 这个东东按照军标生产验收,就算它15000¥/块好了。

      激光定位里面最核心的技术就是光电倍增管(雪崩管)这个东东脚盆鸡的滨松是当年行业的老大。陶式在国际上扬名立万里面有滨松的功劳。

      那么 这个东东按照军标生产验收,就算它15000¥/块好了。

      对了,河友可以去某宝里搜索下“红外激光测温仪”大家去感受下,什么被兔纸掌握了核心技术,马上烂白菜价····

      如果再把杂七杂八的零碎配件啥的密封圈啊密封胶啊锂电池啊包装材料啊,那么这一些个东东按照军标生产验收块算17000¥好了。

      可以结账了:一发火箭炮的主要部件成本=管子6000¥+一大坨化学品12000¥+惯导5000¥+主控30000¥+卫星制导15000¥+激光制导15000¥+杂七杂八的杂物17000¥

      共计100000¥/发 皆大欢喜!

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      • 家园 基本上电子产品军标就是工标指标全测加168小时老化

        数量小的时候价格3~10倍,因为测试系统一次性投资大,启动成本高,但一旦数量变大,比如说一年10k以上的水平,成本降低到工标2倍, 到100k的水平,工标的30%, 如果到1百万一年的数量,成本降低到工标的1.1倍,如果到300万一年的数量,工标自身成本还要下浮30%。

        所以我估算300km的短程导弹价格极限可以做到5万左右, 200km的火箭弹可以做到2万块。 500亿人民币就可以建起1百万枚短程导弹或火箭弹。

        弯弯不降,可以让他们看流星雨。

        通宝推:向往,
        • 家园 陈王对电子这块还是懂套路滴

          其实老化这块在成熟型的产品里压根就没这么久,因为故障的周期律掌握了以后,根本不需要花这么长的时间来老化,除非是航天级的。

          总装心里也明镜,下面搞这么些个都是套路,只是为了多报些费用而已。给的生产量又只这么点,这么多人吃饭怎么办,所以只能增加名目。大家都心照不宣。国外不也这么玩。

          远火在目前还仅仅是作为战术级别的火力清缴(定点打击)来设定的。所以无法像单兵云爆火箭筒那样做到全军战士人手好几发。

          我上面提到的MEMS惯导.卫星导航.激光制导都存在无法解决的缺陷。

          先从激光制导说起。防御激光定位,最佳的办法就是制造烟雾,让天上的激光束无法穿越到地面,而同时地面的激光也无法被天上激光导引头的寻的器发现。

          卫星导航好处不用说,但是对于像大毛,美帝这样的电磁干扰高手可以防御的手段太多了。不过对于东南某岛咱们还是有反制措施的,地面上有大功率中继站提供北斗信号,同时还可以在天上用空警系列预警机进行中继,全方位信号覆盖。恰恰就是基于此兔纸才对某几个防御重点区域的集团军列装此类远火。

          MEMS的精度从指标来看还是离光纤陀螺仪有蛮远的距离,除开精度以外,这玩意存在随机漂移度(随机游走)某些产品所宣称的高指标是在恒温下,不做大动态/大加速力,状态下测出来的,这显然没办法实际应用的。另外我上面那个成本分析贴里那么高的精度值是指秒,如果换算成小时的话,那么 将达到4°/H 假设 咱们在丹东,要给平壤来一发,其误差直径偏差很可能将本该射到平壤的弹头,射到汉城······真要这样,估计金三得跑去他家祖坟看看是否冒青烟了~~

          所以,咱们列装的某些型号的远火里的陀螺仪是压电式陀螺仪~~具体参数和价格不作讨论。只能说这个陀螺仪在远距离制导精度比较勉强。

          假设,当咱们与某牛逼大佬在某地区开片,当我们的通讯受到强力压制时,仅靠卫星导航和激光制导的攻击武器其作战效果是要大打折扣的。

          仅靠自身精度就能作战要求的只有激光光纤陀螺仪(FOG)和激光陀螺仪(RLG) RLG价格太贵,只能用在其它高阶版的武器,FOG价格便宜不少,但是要满足在高负载下工况且保持高精度的三轴FOG的价格都是数十万来计算,就算按照月10K的量,我估计不会低于三十万¥/枚

          基于此,贸然上量风险太大了,毕竟将来MEMS还是要取代FOG的,而且光学产品对储存环境以及时限都不如电子类元器件,这 又是一笔不小的开支。远火毕竟是常规战术类武器无法像战略武器那样值得更高的投入。

          通宝推:光头佬,秦波仁者,烤糊的卷子,脊梁硬,
          • 家园 大规模量产,光纤陀螺仪也会降低成本到1000元以下

            有什么理由降不下来? 自用军工产品,专利又不用付钱。

            MEMS的随机游走在多MEMS传感器融合下不是问题,简单的异常信号排除算法就可以解决了。MEMS传感器体积小,功耗低,组成一个阵列再数字化处理,性能可以提高一到两个数量级。最后再把卫星导航,激光雷达数据综合起来,最终精度真的有可能到达10m半径以内。

            军工口为了赚钱,很多技术都是神神叨叨的,当然也能理解。反正我只相信一个道理,量到了一百万,一切成本都取决于材料和成品率。把要求放松一点,比如故障率允许到10PPM,精度降低到50m半径, 几万块一枚短程导弹不是问题。

            • 家园 说下个人看法

              陈王 真不是我要跟你抬杠。国内相关部门在惯导应用技术类型这块还是研究得很透彻的。

              光电类的惯导元器件里有很多是需要手工操作的,镀膜,棱镜,透镜的加工必须依赖经验丰常丰富的人员来操作,特别是各种镜片需要不断打磨修整才能达标。

              就这一项工序你就根本无法大规模量产。国内一家生产RLG的厂家,他的年生产量不到两千套。

              MEMS这块如果对器件的体积与功耗不做过多限制同时增加多路处理芯片,的确可以提升到一个比较可以接受的精度 0.5°/H 但是价格已经接近甚至超过单轴FOG 而靠gnss进行参数修正在某些战场环境下缺乏可行性。

              就现在的状态而言,想找到既便宜又能在精度上满足的惯导模块是没有两全其美的选择。

              • 家园 可编程标准化研磨设备又不是没有

                大家闲聊, 谈不上抬杠,其实我也不是这一行的,瞎侃。

                说真的,我最看不上的就是国内很多军工设备严重依赖个人技艺。镀膜,研磨都可以标准化,因为产量低,一年可能就生产几百枚, 多的也就一两千枚, 不去发展标准流程,谬之大也。十年前我曾经无意中推动中国大型LED显示屏校准的标准化。大型LED屏动辄几千万上亿,一年也生产不了几百块块, 过去各个模块的平整度, 模块内各个像素的角度,亮度,色彩偏差都是手工调校的, 非常慢,效率低,效果也不一定好。 我利用公司资源做了一个拍照,图像处理,计算,标示偏差像素、偏差模块的系统,仅仅演示了一下,吓得行业内各公司纷纷跟进,花了100万不到, 一劳永逸。

                标准化流程,标准化测试,只要加工方法正确,最后的精度满足正态分布,需要的产品可以从中挑选,最多是成品率问题。真的很难做高,就把精度高的用在高价值导弹比如DF-21D上,把精度略低的用在短程导弹上,精度最低但仍好于MEMS的,用在火箭弹上,这样的梯级应用,几乎没有浪费,可以最大化降低成本。

                MEMS惯导是未来的发展方向,几乎每18个月价格降低一半。 不信,你去看看3年前的价格, 5年前的价格。 展望未来,MEMS价格还要继续下降,现在价格相当,意味着明年价格只有一半,3年后只有四分之一了, 趋势之快, 不可不察。当然, 国内的供应商都是各有山头的,利益关系复杂,要改很难,但还是可以借力打力,奋力前行。

                退一步讲,很多人不同意成本可以大幅度降低,理由就是精度要求高。其实3m的圆概率打击半径,很多产品吹嘘能达到,真的实战,有多少能达到?在现代战场上,考要考虑对方的抵抗,移动和拦截。3m圆概率导弹价格可能是10m圆概率导弹的10倍,在对抗条件下我宁愿采购10m圆概率导弹, 真正杀伤率远超1枚3m圆概率导弹。

                国内军工口我不太熟,以前有几个同事军工出身的,职业生涯中也接到过几个军工口的技术咨询要求,整体而言,军工口的大部分单位以捞钱为主,以拼凑为手段,产品令人不齿,但有一些团队能十年如一日钻研,符合一万小时天才密码理论,技术上升华成了大师, 我非常敬服。

                但所有的所有,没有一个团队以降低成本到十分之一, 百分之一为目标,以500亿人民币建立远超火力摧毁台湾、南海的抵抗为目标。他们降低成本的目的,就是击败竞争对手中标,境界而言,已经失之于下。

                我是搞半导体的,习惯于高价格,高性能。去过一次温州宁波,偶然的机会参加同学(三星供应链大厂)采购洽谈后的宴会,席中听到他们提到的某电子元件价格是多少钱一吨,颠覆了我的想象,餐后同学告诉我说,当产量到达几百万,几千万的时候,研发成本, 商务成本都可以摊薄,最后就是材料价格加上适当的毛利率, 用重量来标示价格,公开透明。

                事后再回想,真的如此,一切成本都是材料加人工。材料自己能生产,也是人工。我的思路是中国大军工应该以全产业链为依托,大工业为骨干,大规模生产把成本降低到工业品的价格,从而摧毁一切抵抗意志, 我们支付的仅仅是劳动时间。

                通宝推:梓童,桥上,侧翼,西门飘飘,光头佬,newbird,jhjdylj,老陈70,秦波仁者,jdrlgd,繁华事散,海峰,李根,年青是福,别来无样,mezhan,
                • 家园 花!

                  您说得很有道理,不过军工有其特殊性,就是生产能力不可能全开,但不能不保留,本质上不可能经济。但还需要经常开一开保持团队的能力,这里需要的各种权宜之计,难免让人看过去很不合理。因此我觉得至少不是军工口所有行业都能大规模生产的。

                • 家园 有些事物的发展不能套用常识的

                  现在能做到自动跟踪测量的自动研磨设备最高精度(粗糙度)最多2微米的样子。而上文提到的RLG加工要求的粗糙度是按纳米来计算的,请问上哪找这种随机测量装置呢。咱们装在东风快递上的RLG要求镜片的粗糙度是0.1纳米,这样的话才能保证零偏移值在0.00002°/H的样子。精度要求这么高,我不知道有哪种方法可以做到自动化生产的。

                  MEMS目前的技术严格的说还处于不太成熟状态,前端的设计还是流片这块都未有一个业内推行的标准。消费类的产品满天飞但是能做到导航级别的很稀少,而能做到战术级别的一只爪子能数过来,在没有非常好的压电材料或者封装工艺出现前,我持谨慎乐观态度。河里面应该有做这行的河友吧?不出来吧唧下?

                  • 家园 您这些数据有点儿扯了吧

                    0.1nm是一个艾米。一个原子的大小大概半个艾米到3个艾米,比如氢原子大概是半个艾米。 粗糙度要一个个艾米的话,比原子还要小了。考虑到玻璃分子的大小,而且光学原件差不多都得镀膜。镀层的分子应该更大。那你怎么做到1个艾米的粗糙度?

                  • 家园 陀螺仪指标恐怕是来军工口吓唬外行骗钱的

                    军工口对短距离导弹居然提出了十万分之二的陀螺仪每小时角度偏差指标, 让我吃惊。

                    因为距离远了,我就用x=sinx来近似估算。

                    300公里的导弹,圆概率偏差10米,等于角误差十万分之三点三,十万分之二,就是目标在没有卫星导航的情况下达到圆概率偏差10米。但等一等,前面的偏差是每小时十万分之二, 300km实际飞行只有不到10分钟,按照这个估算,实际需要的精度只要十分之一, 也就是万分之二就勉强可以达到10米圆了。

                    再等一等,就算对方在目标附近有卫星导航干扰,但不可能全程都有干扰, 假定在半程的时候能够得到位置矫正, 我们对精度的要求再次下降一半, 也就是万分之四, 如果运气再好一点,到3/4路程的地方我们再次得到位置矫正,精度要求降低到万分之八度每小时。

                    其次,误差有随机误差和固定的偏差以及可以预见的偏差漂移, 比如温漂。随机误差会随着时间积分被消除,固定偏差和可以预见的偏差可以出厂的时候预先测量并消除,飞行过程的固定偏差和偏差漂移也可以在历次导航位置校准中得到偏差参数和偏移量, 从而在程序中消除。

                    一般而言,非线性误差可以轻松通过这种校准降低1个数量级,线性误差可以降低2个数量级。按照我的估算,现在的MEMS只要10美元就可以组成一个阵列,实际偏差降低到万分之五度每小时以下的偏差, 达到实战要求。 如果再把打击半径扩大10倍到100米, 更是轻松平常。

                    当然我的估算稍显乐观,因为仅仅考虑了传感器侧的情况,执行侧的东东牵涉到气动力学和发动机控制,我完全不懂,留待高手吧嗒吧嗒。

                    RLG我不懂,但我知道1983年上海第三机床厂生产的磨床就能达到5um的加工精度,表面粗糙度0.4um, 二手的日本商用光学投影研磨机加工精度轻松达到0.1um,稍加改善从中挑选0.05um的不太难,而且这个是加工精度,表面粗糙度取决于研磨材料的选取和加工流程的设定。粗糙度达到加工精度的十分之一或百分之一不是天方夜谭。百分之一就是0.5nm。

                    最后再啰嗦一下,标准化流程不是自动化流程, 是尽一切可能减少人为地因素在里面,从而达到便于管理,便于移植,便于扩产的目标。

                    其实高精度陀螺仪是上世纪70年代的设计思路。完全不依赖星光制导和卫星导航,也能击中1万多公里的目标。美国80年代研制的MX(和平保卫者)导弹上搭载的机电陀螺仪是世界上精度最高的机械式陀螺仪,每小时仅偏离1.5*10-5度,使该导弹可以在完全不依赖外部信息的情况下在14000公里射程上偏差小于100米。

                    短距离低成本导弹,要求接近人家洲际导弹的精度,还假设最恶劣的情形出现:全程没有卫星导航。说实话,这个有点过了,思路出现了问题。

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                    • 家园 陈王,你这是在抬杠

                      一个合格的自动化生产是建立标准化流程之上吧,难不成你觉得做这个光学处理的厂家还是请一班子童工,围着砂轮机打转?自动化也好标准化也好,无非是提高生产率和良品率。你上面给出的是研磨设备的最高加工精度,而我所说的是自动化程度下无需人力介入下,靠激光测量仪实现自动化生产的最高精度。而我查到的日本NACHI(那智)超精密非球面纳米加工机ASP系列光学研磨设备最高精度也就0.3um(粗糙度应该在0.03um)没你说得那么夸张。

                      全球能做到纳米级光学加工以“商业公司”存在的就四家,因为这种级别的加工需要超精密控制,传统的机械传动已无法适应,只有磁力悬浮控制才能实现这个方案。

                      如果陈王你对这个方向没啥概念,我可以举个栗子;ASML光刻机的传动控制就是磁悬浮控制。

                      至于你说MEMS各种消除误差之类,我理解是增加算法,但是我想说的是,除非陈王你找一位像张益唐或者特仑苏(陶哲轩)这样的数学大咖来帮你重新整合和优化所有的算法,否则我觉这比较扯。目前MEMS的主算法和滤波算法还算成熟,随机出现的干扰这既有材料本身的特性也有封装工艺的问题也即耦合效应。要解决这个问题从人类发展是来看,只能靠完全掌握材料和封装的特性才能明朗化。绝不是弄几个是几个MEMS做成列阵就能拨云见日了。

                      飞行器/导弹/远火在飞行中,内部与外部各种无法掌握的干扰因素只会叠加,不会负负得正。因此 能采取的解决措施是以其他部件性能的提升来抵消掉一部分干扰因子。有心的河友可以计算下我和陈王在帖子里给出的陀螺仪零偏移值,计算下理论上误差是多少。

                      我印象里,全世界的军方在确定项目/目标后,都只关心两点,可靠性和精确度。其他各种假设脱离这两点,毫无价值。

                      通宝推:向往,秦波仁者,
                      • 家园 好吧,继续“抬杠”MEMS算法

                        兄台不再提十万分之二度的每小时漂移,大概也同意了这个指标过于严苛。

                        既然你提到了ASML的光刻机,精密气浮工作平台的定位精度最高是10nm,确实很牛逼,辣翻了我的眼睛。 我就翻了一下,哈哈,果然有, 2007年华中科技大学有一篇硕士论文:光刻机精密气浮工件台的振动特性分析及运动控制

                        http://www.doc88.com/p-99522689360.html

                        大概看了一下,里面提到当时中国的光刻机定位精度是60~70nm,看了这个,我就放心地笑了。将近10年过去了,现在的状况会是神马呢?放狗搜了一下,国内领先的上海微电子装备公司生产的SSA600/20可以适用于90nm的工艺生产,一般猜想,它的定位精度肯定远小于90nm,我按照10%或5%估算应该合理,因此我推测国产的光刻机的定位精度是4.5nm或9nm, 中国人落后也不过10年, 可见nm级加工不像你说的那么神奇,土鳖国早已有之。

                        好了, 不扯这个加工工艺,我本来不懂, 既然你提到了半导体工艺,凑个热闹。我前面的帖子说了一大堆,无非几点, 一是不必要的精度要求, 二是非标准化流程, 三是忽视MEMS的应用。

                        在讲MEMS应用前,我讲一个故事,是1991年华为万门程控交换机之前的故事。我以前在河里提到过,华为的万门程控交换机技术来自巨龙, 巨龙的突破来自解放军信息工程学院的邬江兴, 邬江兴的突破来自于他发明的软交换技术, 规避了巴统对中国VLSI交换矩阵的封锁。

                        我没有说的是,还有另一个障碍,就是时钟。 交换本身需要精准时间,大型交换机分布在不同的地方,而电磁波的传送需要时间,各地因此就天然存在时间差,交换必须消除时间差。每个地方放一个原子钟不合理,只能是一个原子钟授时, 本地时钟守时(现在移动网络基本成了本地GPS授时)。一般的石英晶体短期时钟稳定度是10的-6次方,这对通讯系统来说远远不够,当时巨龙机的要求是最低10的-8次方。

                        石英晶体本质上是一个压电转换器,它的噪声来自于温漂和机械振动, 于是超高精度的时钟就放在一个恒温槽中, 这个恒温槽有各种减震措施。 这样的晶体体积巨大,成本高。为了解决这个问题,大家自然就想到了锁相环的环路滤波器,但各种滤波电路本身就有自己的局限, 对付这种噪声行,另一种噪声就不行。后来一个复旦的学者在80年代用DSP分析噪声的规律,根据噪声的规律, 自适应地改变滤波算法。 巨龙采用他的算法,做出了自己的超级稳定的石英振荡器,把时钟的短期稳定度提高了100倍乃至1000倍,完成了本地守时。

                        MEMS的噪声,如果是完全随机噪声,也就是通常意义上的白噪声,根本不是问题,因为积分效应自动趋于0。如果不是白噪声,无非来自半导体的1/f噪声,半导体电路的信号噪声,电源噪声,机械振动耦合进来的噪声。 对噪声进行分析才能做出进一步的处理方法。离开这个物理基础,就是香农再世,卡尔曼重生也不能创造新的算法。今天MCU的计算能力是30年前DSP的10倍以上,可以轻松完成各种算法。 改天有空,我做一个简单的数学推导,证明恰当的MEMS阵列和恰当的算法能将噪声降低1~2个数量级。

                        通宝推:向往,my8883,高中三年,mezhan,樊逖,
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