ЛАЗЕРНЫЙ ПАТРОН ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРИСТРЕЛКИ

Полезная модель относится к оптико-электронному приборостроению, в частности, к малогабаритным лазерным источникам света, и может быть использовано для точной настройки любых прицельных приспособления стрелкового оружия на этапе "холодной" пристрелки, в оптических приборах, предназначенных, например, для наведения охотничьего и спортивного оружия на цель.
Известен лазерный патрон, состоящий из корпуса с выходным окном, размещенных в нем лазерного модуля, элемента питания и задней крышки. Контактирование одного полюса (передней стороны) элемента питания с лазерным модулем осуществляется путем непосредственного касания полюса элемента питания с тыльной частью лазерного модуля. Второй полюс (задняя сторона) элемента питания контактирует с прижимной пружиной задней крышки. Задняя крышка, выполненная из токопроводящего материала, передает напряжение питания через корпус патрона на корпус лазерного модуля (см. патент США №6.389.730 В1, МПК: F41C 27/00).
Недостатками данного устройства являются отсутствие элементов регулировки положения оси излучения относительно корпуса патрона и сложный доступ к включателю питания через прорезь в корпусе патрона.
Известен лазерный патрон, состоящий из корпуса с выходным окном, размещенных в нем лазерного диода, кондуктора, линзы, элементов питания, двух пружин и задней крышки. Один из полюсов питания, изолированный от корпуса патрона замыкается на лазерный диод через пружину, расположенную между элементами питания и лазерным диодом. Лазерный диод помещен в кондуктор, через который осуществляется контакт корпуса лазерного диода с корпусом патрона. Замыкание цепи второго полюса элементов питания происходит при ввертывании задней крышки патрона, изолированной от второго полюса питания в незавернутом состоянии изоляционной прокладкой через вторую пружину (см. патент США №6.622.414 В1, МПК: F41G 1/00).
Недостатками этого устройства являются отсутствие элементов регулировки положения оси излучения относительно корпуса патрона и неудобный способ включения и выключения излучения патрона.
Известен также лазерный патрон, состоящий из корпуса с выходным окном, имеющего несколько секций, размещенных в нем лазерного модуля, элемента питания и задней крышки. Контактирование одного полюса (передней стороны) элемента питания с лазерным модулем (с тыльной стороной лазерного модуля) осуществляется через пружину. Второй полюс элемента питания (задняя сторона) контактирует со стержнем, перемещающимся в задней крышке патрона. Между упором на стержне и диэлектрическим разделителем внутри корпуса установлена пружина, которая в исходном положении не дает стержню соприкоснуться с элементом питания. При установке патрона в патронник затвор, войдя в контакт с выступающей частью стержня и прижимая его ко второму полюсу элемента питания включает лазер (см. патент США №5.365.669, МПК: F41G 1/54).
У этого устройства также отсутствуют элементы регулировки положения оси излучения относительно корпуса патрона.
Известен лазерный патрон, состоящий из корпуса с выходным окном, размещенных в нем лазерного модуля, блока элементов питания, пружины и задней крышки. Блок элементов питания размещен в отдельном корпусе, закрывающемся сзади крышкой, и перемещающемся в корпусе патрона. Лазерный модуль через корпус патрона и корпус блока питания контактирует с одним из полюсов блока питания. Второй вывод лазерного модуля, изолированный от корпуса патрона замыкается через отверстие в передней части корпуса блока питания со вторым полюсом блока питания, если корпус блока питания вдвинут в патрон под действием затвора в патроннике. В исходном состоянии пружина, расположенная между кольцевым упором внутри корпуса патрона и кольцевым упором с внешней стороны корпуса блока питания, удерживает корпус блока питания в слегка выдвинутом положении (см. патент США №6.606.797 В1, МПК: F41G 1/34).
Недостатком данного устройства является отсутствие элементов регулировки положения оси излучения относительно корпуса патрона, а также отсутствие демпфера, смягчающего давление блока питания на лазерный модуль при запирании затвора в патроннике.
Известен лазерный патрон, состоящий из корпуса с выходным окном, размещенных в нем лазерного модуля, включающего корпус модуля, лазерный диод, коллимирующую линзу в держателе и схему управления лазерным диодом (драйвер), элемента питания, двух пружин и задней крышки. Задняя крышка состоит из двух частей - втулка из изоляционного материала вворачивается в корпус патрона, а собственно крышка из проводящего материала вворачивается во втулку и своей внутренней частью контачит с элементом питания через пружину. Элемент питания другим своим полюсом контачит через пружину со схемой управления лазерным диодом. Внутренний объем корпуса патрона, в котором расположен лазерный модуль, имеет меняющуюся вдоль оси патрона форму сечения: в передней части - круглое сечение, совпадающее по размеру с фаской на передней части корпуса лазерного модуля, в задней части - овальное. Это позволяет при фиксированном в поперечном направлении положении передней части лазерного модуля перемещать при регулировке положения оси излучения заднюю часть лазерного модуля вдоль большей оси овального сечения. В выбранном положении лазерный модуль фиксируется компаундом, который заливается через отверстие в боковой стенке корпуса патрона (см. патент США №6.742.299 В2, МПК: F41G 1/34).
Недостатками описанной конструкции являются неудобство перемещения лазерного модуля относительно корпуса патрона через отверстие в боковой стенке корпуса патрона или с задней стороны корпуса патрона в отсутствии элементов питания патрона при регулировке положения оси излучения, а также ненадежное контактирование, осуществляемое посредством скользящего контакта между затвором и патронником.
Известен лазерный патрон, состоящий из корпуса с выходным окном, размещенных в нем оправки с линзой, лазерного модуля, включающего лазерный диод и схему управления лазерным диодом (драйвер), элемента питания, втулки, двух пружин и задней крышки с устройством включения. Втулка вворачивается в корпус патрона и через пружину фиксирует лазерный модуль в корпусе патрона в продольном направлении. С передней стороны в корпус патрона вворачивается оправка с коллимирующей линзой. Внутрь втулки вставляется элемент питания, контактирующий через пружину с задней частью лазерного модуля. Задняя крышка состоит из следующих элементов. Непосредственно крышка, выполненная из изоляционного материала и вворачивающаяся в корпус патрона по той же резьбе, что и втулка. В центре крышки, в продольном т-образном отверстии расположена т-образная втулка, свободно перемещающаяся относительно крышки. Ход втулки ограничивается пружиной. Внутри этой втулки выполнено т-образное отверстие, в котором свободно перемещается вторая т-образная втулка. С внешней стороны в первую т-образную втулку вворачивается винт, который через пружину прижимает вторую т-образную втулку к элементу питания. Для регулировки положения оси излучения в корпусе патрона имеются четыре резьбовых отверстия с винтами, которые осуществляют перемещение лазерного модуля в поперечном направлении (см. патент США №5.787.631, МПК: F41G 1/34).
Основным недостатком данного технического решения является очень сложная его конструкция (только крышка включает 6 элементов), что приводит к малой надежности устройства, а также ненадежное контактирование, осуществляемое посредством скользящего контакта между затвором и патронником. Кроме того, регулировку положения оси излучения в такой конструкции приходится выполнять как вращением регулировочных винтов, так и вращением оправки линзы.
Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому является лазерный патрон для холодной пристрелки стрелкового оружия, состоящий из цилиндрического корпуса с выходным окном, расположенных в нем лазерного модуля, включающего линзу и лазерный диод, размещенные в отдельном цилиндрическом корпусе, и драйвер лазерного диода, элемента питания и задней крышки с устройством включения питания. В передней части корпуса патрона имеются четыре резьбовых отверстия с винтами, являющиеся выверочным устройством для регулировки положения лазерного модуля относительно корпуса патрона и соответственно направления оси излучения. Отверстия с винтами расположены попарно. Каждая пара винтов расположена на диаметральной оси корпуса, и пары разнесены друг от друга на расстояние, сравнимое с продольным размером передней части лазерного модуля. При этом ось, на которой расположена передняя пара винтов, перпендикулярна оси, на которой расположена вторая пара винтов. Таким образом, каждая пара винтов позволяет перемещать переднюю часть лазерного модуля во взаимно перпендикулярных направлениях. Лазерный модуль в отрегулированном положении заливается компаундом. Один из полюсов элемента питания контактирует с задней частью лазерного модуля через пружину, закрепленную на драйвере лазерного диода, второй полюс элемента питания контактирует с пружиной, расположенной в задней крышке патрона. Элемент питания, который может состоять из нескольких батареек, изолирован от корпуса патрона цилиндрической втулкой, выполненной из диэлектрического материала. Задняя крышка патрона имеет форму полого цилиндра с отверстием в тыльной стенке и содержит плунжер, перемещающийся вдоль оси патрона, задняя часть плунжера выходит через отверстие в крышке за пределы донца крышки. Плунжер имеет с передней стороны углубление цилиндрической формы, в котором закреплена пружина (внутренняя), контактирующая с элементом питания. Между внешней цилиндрической поверхностью плунжера и внутренней цилиндрической поверхностью крышки расположена вторая пружина (внешняя), демпфирующая давление на плунжер в направлении передней части патрона. При помещении лазерного патрона в патронник затвор перемещает плунжер в направлении передней части корпуса, внутренняя пружина соприкасается с элементом питания и таким образом замыкается цепь питания лазерного модуля (см. патент США №6.631.580 В2, МПК F41G 1/00).
Недостатком данного технического решения является то, что механизм регулировки положения лазерного модуля в патроне позволяет практически перемещать в основном переднюю часть модуля, а это может приводить к возникновению остаточной несоосности между продольной осью симметрии патрона и осью лазерного излучения. В механизме включения питания в задней крышке кроме тонкого донца крышки и внешней пружины отсутствуют направляющие элементы для осевого перемещения плунжера, что может приводить к его перекосу и ухудшению контакта внутренней пружины с элементом питания, а в худшем случае к его заклиниванию. Кроме того, при случайном нажатии на плунжер, например при транспортировке, возможно несанкционированное включение лазерного модуля. Сама по себе конструкция включающего устройства необоснованно сложна.
Задача изобретения заключается в создании несложной и надежной конструкции лазерного патрона с точным устройством регулировки положения оси лазерного излучения относительно корпуса патрона и простым и безотказным устройством включения.
Техническим результатом является увеличение срока службы за счет исключения возможности заклинивания механизма устройства включения питания и предотвращения случайного срабатывания включающего устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в лазерном патроне для холодной пристрелки стрелкового оружия, включающем цилиндрический корпус; цилиндрический лазерный модуль, размещенный в цилиндрическом корпусе и содержащий линзу и лазерный диод; драйвер лазерного диода, электрически соединенный с лазерным модулем посредством пружины; элемент питания, изолированный от корпуса патрона цилиндрической втулкой; заднюю крышку с устройством включения питания; радиальные резьбовые отверстия, выполненные в цилиндрическом корпусе в области лазерного модуля, регулировочные винты, ввернутые в резьбовые отверстия, согласно решению устройство включения питания содержит втулку, жестко закрепленную в центре задней крышки и выполненную из изоляционного материала, внутри которой расположен плунжер, контактирующий с элементом питания. Резьбовые отверстия в цилиндрическом корпусе выполнены в количестве шести, по три отверстия на окружности, углы между осями отверстий составляют 120 градусов, причем окружности расположены по краям лазерного модуля. Плунжер выполнен выступающим за поверхность задней крышки на величину, не превышающую длину хода сжатия пружины. Форма корпуса патрона и его внешние размеры выполнены в соответствии с калибром стрелкового оружия. Элемент питания состоит из набора батарей. Лазерный модуль выполнен из двух частей - корпуса лазерного диода и корпуса линзы, сопряженных с возможностью скольжения. Корпуса лазерного диода и линзы выполнены с возможностью скольжения внутренней поверхности корпуса лазерного диода по внешней поверхности корпуса линзы или внутренней поверхности корпуса линзы по внешней поверхности корпуса лазерного диода.
Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема лазерного патрона (вид сбоку), на фиг.2 представлен вид лазерного патрона спереди.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - корпус патрона,
2 - корпус линзы,
3 - линза,
4 - корпус лазерного диода,
5 - лазерный диод,
6 - драйвер лазерного диода,
7 - элемент питания,
8 - втулка крышки,
9 - плунжер,
10 - задняя крышка,
11 - втулка корпуса,
12 - пружина,
13 - компаунд,
14 - регулировочный винт,
15 - резьбовое отверстие под регулировочный винт.
Лазерный патрон для холодной пристрелки стрелкового оружия представляет собой устройство, в корпусе 1 которого расположены лазерный модуль, включающий линзу 3 и лазерный диод 5, размещенные в корпусе, состоящем из отдельных сопрягаемых между собой корпусных частей 2 и 4, и драйвер лазерного диода 6, элемент питания 7. С задней стороны корпуса патрона ввинчивается крышка 10. В корпусной части 2, имеющей меньший диаметр, расположена линза 3, в корпусной части 4 - лазерный диод 5. Корпусные части 2 и 4 сопрягаются между собой методом скользящей посадки: передняя часть 2 соосно входит в заднюю часть 4. За счет такого скользящего перемещения, приводящего к изменению расстояния между лазерным диодом и линзой, осуществляется юстировка лазерного модуля и регулируется величина расходимости лазерного излучения на выходе из модуля. После проведения юстировки собранный узел проклеивается специальным клеющим составом. Такая конструкция модуля, значительно упрощает процесс сборки и юстировки и обеспечивает повышенную надежность устройства. Элемент питания 7, представляющий собой набор из трех батареек, изолирований от корпуса патрона 1 цилиндрической втулкой 11, одним полюсом контактирует с драйвером через пружину 12, припаянную к плате драйвера, а другим полюсом с плунжером 9 устройства включения питания, расположенным в задней крышке 10 патрона. В передней части корпуса патрона, где располагается лазерный модуль, имеется шесть резьбовых отверстий 15 с регулировочными винтами 14 (выверочное устройство) для регулировки положения лазерного модуля относительно корпуса патрона.. Отверстия 15 расположены по три штуки на одной окружности корпуса патрона, углы между их осями, направленными по радиусам окружности, равны и составляют 120 градусов (Фиг.2). Расстояние между первой и второй окружностями с отверстиями определяется длиной лазерного модуля. Вращением винтов 14 регулируется положение лазерного модуля относительно корпуса патрона и соответственно положение оптической оси излучения относительно продольной оси симметрии корпуса патрона. Передние три винта осуществляют поперечное перемещение передней части лазерного модуля относительно корпуса патрона, а задние три винта осуществляют поперечное перемещение задней части лазерного модуля относительно корпуса патрона.
После завершения операции регулировки направления оптической оси относительно корпуса патрона лазерный модуль вместе с регулировочными винтами заливается компаундом 13. Батарейки элемента питания 7, свободно перемещающиеся в своем отсеке, изолированном от корпуса патрона 1 цилиндрической втулкой 11, под давлением плунжера 9, прижимаются передним полюсом к пружине 12. Пружина демпфирует давление плунжера 9 на внутренние элементы в корпусе патрона, причем выступающая часть плунжера 9 в задней крышке 10 не превышает длины хода сжатия пружины. Устройство включения питания представляет собой жестко закрепленную в центре задней крышки 10 втулку 8, выполненную из изоляционного материала, внутри которой расположен плунжер 9 из токопроводящего материала, контактирующий с задней стороной элемента питания и имеющий возможность перемещаться относительно втулки с крышкой. Таким образом, при размещении патрона в патроннике, затвор, войдя в контакт с донцем крышки патрона, замыкает электрически плунжер 9 и корпус 10, что приводит к включению лазерного модуля.
Устройство работает следующим образом.
Лазерный модуль, включающий линзу 3, лазерный диод 5, размещенные в корпусе, состоящем из отдельных сопрягаемых между собой корпусных частей 2 и 4, и драйвер лазерного диода 6 генерирует узкий видимый лазерный луч. Регулировка направления лазерного луча относительно продольной оси патрона с целью совмещения луча и оси патрона производится с помощью винтов 14 в специальном приспособлении. Приспособление позволяет наблюдать при вращении патрона вокруг собственной оси прецессию лазерного луча вокруг оси патрона. Винтами 14 добиваются такого положения лазерного модуля внутри корпуса патрона, при котором радиус прецессии стремится к нулю и сама прецессия становится незаметной. Питание модуля осуществляется от элемента питания 7. Включение питания осуществляется при замыкании плунжера 9 и корпуса 1 в плоскости донца патрона, что происходит в патроннике стрелкового оружия при запирании затвора.
Лазерный луч патрона, проходя по оси ствола стрелкового оружия, формирует на мишени яркое световое пятно - метку. «Пристрелка» оружия с использованием лазерного патрона заключается в настройке целеуказательных устройств, имеющихся на оружии, на лазерную метку.
Пример.
В соответствии с предлагаемым решением были изготовлены образцы лазерного патрона для следующих калибров: 12, 20, 0.300, 30-06 и 7,62×54. Корпус 1 патрона, крышка 10, корпуса 2 и 4, плунжер 9 были выполнены из латуни, регулировочные винты 14 - из нержавеющей стали. Втулки 8 и 11 изготавливались из фторопласта. Линза 3 была изготовлена из оптического стекла К-8, с обеих сторон на нее наносились просветляющие покрытия. В лазерном модуле использовался лазерный диод 5 типа ADL-65052TL, драйвер лазерного диода 6 изготавливался по технологии SMT на основе стандартной микросхемы IC-WK. В качестве блока питания использовался набор из трех аккумуляторов типа AG-5 с напряжением 1,5 В каждый.
Длина волны излучения составляла 650 нм, мощность излучения - 2,5 мВт. Для проверки эксплуатационных характеристик лазерного патрона один из образцов калибра 20 помещался в патронник карабина Сайга-20. При запирании затвора карабина происходило включение лазерного луча. При наведении карабина на мишень были измерены: расходимость излучения - не более 0,8 мрад, что обеспечивало размер световой метки на мишени не более 15 мм на расстоянии 20 метров, несоосность оси ствола и лазерного луча - не более 0,5 мрад.