Динамический имитатор фоно-целевой обстановки

Полезная модель относится к испытательной технике и предназначена для проведения испытаний и полунатурного моделирования бортовых оптико-электронных головок самонаведения (БОЭГСН).
Известен измерительный комплекс для определения характеристик датчика ориентации (патент RU 167298 U1, МПК G01C 25/00, G01C 21/24), содержащий узел моделирования изображения звезд небесной сферы и поворотный стол. Недостатком данного устройства является имитатор фоно-целевой обстановки (ФЦО) видимого диапазона, что не позволяет проводить испытания БОЭГСН инфракрасного диапазона.
Известен инфракрасный коллиматор (патент RU 2292067 С2, МПК G02B 27/30, G01M 11/02), содержащий объектив, миру, фоновый излучатель и нагреватель излучателя. Недостатком данного устройства является отсутствие опорно-поворотного устройства (ОПУ), что не позволяет имитировать угловое движение линии визирования «БОЭГСН - излучатель».
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, принятому за прототип, является стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения летательного аппарата (патент RU 2338992 U1, МПК F41G 3/32, F41G 7/22), содержащий неподвижный излучатель сигналов (имитатор цели), ГСН и вычислительно-моделирующее устройство (ВМУ), установленные на неподвижном основании.
Основным недостатком прототипа является отсутствие двухосного ОПУ и моторизированной диафрагмы, что не позволяет проводить испытания на функционирование БОЭГСН в условиях имитации углового движения линии визирования и сближения с визируемой целью.
Целью предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей стенда по испытаниям и полунатурного моделирования БОЭГСН в условиях динамической имитации цели.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный стенд для полунатурного моделирования, содержащий неподвижный имитатор цели, установленный на основании, вычислительно-моделирующее устройство, первый выход которого соединен с входом неподвижного имитатора цели, введены ирисовая диафрагма, вход которой соединен со вторым выходом вычислительно-моделирующего устройства, внеосевое параболическое зеркало, причем отверстие ирисовой диафрагмы установлено в фокальной плоскости внеосевого параболического зеркала, плоское зеркало, установленное на двухосном опорно-поворотном устройстве, вход которого соединен с третьим выходом вычислительно-моделирующего устройства.
Полезная модель поясняется чертежом, где
на фиг.1 показан внешний вид двухосного имитатора ФЦО.
Динамический имитатор ФЦО содержит неподвижный имитатор цели 1, основание 2, ВМУ 3, ирисовую диафрагму 4, внеосевое параболическое зеркало 5, плоское зеркало 6, двухосное ОПУ 7. Плоское зеркало 6 установлено на двухосном ОПУ 7. Блоки 1, 3, 4, 5 и 7 установлены на общем основании 2.
Указанные блоки представляют собой:
1 - источник излучения, например, модель абсолютно черного тела АЧТ-6А (ООО «НЛП «Элир», г. Новосибирск);
2 - неподвижное основание, например, сотовый оптический стол 1НВ06-12-04 («Standa», Литва);
3 - ВМУ, например, комплекс полунатурного моделирования «РИТМ» (ООО «РИТМ», г. Москва);
4 - ирисовая диафрагма, например, моторизированная ирисовая диафрагма 8MID40-0-AR («Standa», Литва);
5 - внеосевое параболическое зеркало, например, на подложке из ЛК7, диаметром 300 мм и внеосевым углом 30°;
6 - плоское зеркало, например, на подложке из В95, диаметром 450 мм;
7 - двухосное ОПУ, например, опорно-поворотное устройство MST-01 («EVPU Defence», Чехия).
На фиг.2 приведена оптическая схема динамического имитатора ФЦО.
Оптическая схема динамического имитатора ФЦО включает в себя неподвижный имитатор цели (источник излучения) 1, ирисовую диафрагму 4, внеосевое параболическое зеркало 5 и плоское зеркало 6.
1
1
K
K
2
2
K
3
3
Плоское зеркало 6 устанавливается под углом γ (например, γ=45°) к оптической оси БОЭГСН на расстояние L (например, L=1200 мм) от входного зрачка БОЭГСН. Плоское зеркало 6 посредством двухосного ОПУ 7 способно отклоняться вокруг вертикали и горизонтали на угол ±ϕ (например, ϕ=2,5°). Внеосевое параболическое зеркало 5 с наклонным фокусным расстоянием f (например, f=2000 мм) и внеосевым углом α (например, α=30°) устанавливается под углом β=2⋅γ относительно оптической оси БОЭГСН и на расстояние L (например, L=1000 мм) от центра плоского зеркала 6. Ирисовая диафрагма 4 устанавливается на расстояние f от внеосевого параболического зеркала 5, причем нормаль к плоскости лепестков ирисовой диафрагмы располагается под углом α к оптической оси внеосевого параболического зеркала 5. Отверстие ирисовой диафрагмы 2 располагается в фокальной плоскости внеосевого параболического зеркала 5. Имитатор цели (источник излучения) 1 располагается за ирисовой диафрагмой 4 на расстоянии L (например, L=60 мм) от плоскости излучающей площадки источника излучения 1 до отверстия ирисовой диафрагмы 6.
Динамический имитатор ФЦО работает следующим образом.
При проведении испытаний или полунатурного моделирования БОЭГСН видимого или инфракрасного спектрального диапазона устанавливается таким образом, чтобы плоское зеркало 6 находилось в поле зрения БОЭГСН. От имитатора цели (источника видимого или инфракрасного излучения) 1 через рабочее отверстие ирисовой диафрагмы 4 излучение передается на внеосевое параболическое зеркало 5. От внеосевого параболического зеркала 5 плоско-параллельный пучок поступает на плоское зеркало 6. Посредством двухосного ОПУ 7 плоское зеркало 6 отклоняется в вертикальной и горизонтальной плоскостям, тем самым перемещая изображение неподвижного имитатора цели (источника излучения) 1 в поле зрения БОЭГСН. Таким образом, воспроизводится угловое движение линии визирования «БОЭГСН - имитатор цели» по вертикали и горизонтали. В процессе проведения испытаний или полунатурного моделирования БОЭГСН диаметр рабочего отверстия ирисовой диафрагмы 4 может увеличиваться или уменьшаться, тем самым имитируется приближение к цели или удаление от цели носителя БОЭГСН. ВМУ реализует расчет математической модели полета носителя БОЭГСН (например, управляемой ракеты) и цели в реальном масштабе времени. Результаты расчета в виде команд управления передаются на вход имитатора цели 1 (например, заданная температура), ирисовой диафрагмы 4 (например, заданный диаметр или скорость изменения рабочего отверстия) и ОПУ 7 (например, заданная угловая скорость поворота зеркала).
Введение двухосного ОПУ позволяет имитировать угловое движение линии визирования по горизонтали и вертикали с заданной угловой скоростью.
Использование отдельного источника излучения на неподвижном основании упрощает технологические операции по его замене на другой источник излучения видимого или инфракрасного диапазона, что повышает технологичность конструкции, уменьшает время на подготовку к проведению испытаний и позволят проводить испытания БОЭГСН различного спектрального диапазона.
Введение ирисовой диафрагмы с регулируемым диаметром рабочего отверстия позволяет воспроизводить полный процесс самонаведения от начального момента пеленгации точечного излучения цели в БОЭГСН на дальней дистанции до момента ослепления БОЭГСН на ближней дистанции при подходе носителя БОЭГСН вплотную к цели.
Введение внеосевого параболического зеркала позволяет устранить центральное экранирование, обеспечить качество изображения на уровне дифракционного предела разрешения, что позволяет проводить испытания алгоритмов обнаружения и захвата точечных объектов БОЭГСН.
Введение оптической схемы, состоящей из двух зеркал, упрощает юстировку оптической схемы и ее устойчивость, повышает технологичность конструкции и реализует широкий спектральный диапазон, что позволяет проводить испытания БОЭГСН различного спектрального диапазона.
В совокупности, предлагаемое технические решение расширяет функциональные возможности динамического имитатора ФЦО, повышает качество испытаний и достоверность получаемых результатов.
Динамический имитатор ФЦО позволит проводить следующий объем испытаний, типовых для БОЭГСН видимого или инфракрасного диапазона:
проверка алгоритмов захвата и автосопровождения цели;
проверка углов прокачки оптической оси;
проверка точности автосопровождения цели;
проверка предельного времени автосопровождения цели;
проверка полосы пропускания контура автосопровождения цели;
проверка точности оценки угловой скорости линии визирования;
проверка автосопровождения цели при максимальной угловой скорости линии визирования;
проверка штатной (полетной) циклограммы функционирования;
проверка алгоритмов работы при сближении с целью и в ближней зоне;
проверка алгоритмов самонаведения (при полунатурном моделировании);
проверка точности самонаведения (при полунатурном моделировании).