ПРИЦЕЛ ТЕПЛОВИЗИОННО-ЗВУКОВОЙ

Предлагаемая полезная модель относится к приборам прицеливания пассивного действия, предназначенным для установки на снайперские винтовки и пулеметы нормального калибра с боковым креплением. Прицел может быть использован для наблюдения за полем боя, обнаружения, распознавания и измерения дальности до звучащих целей, ведения прицельной стрельбы в любое время суток, в условиях плохой видимости.
Известны прицелы ночного видения принцип действия, которых основан на функционировании в условиях естественной ночной освещенности и усилении изображения малой яркости, создаваемого объективом на фотокатоде электронно-оптического преобразователя, в изображение, по яркости достаточное для рассмотрения оператором через окуляр. Конструктивно прицелы состоят из трех модулей: объектива, корпуса и кронштейна для крепления на оружии [1, 2]. Дальность распознавания цели при использовании прицела по назначению существенно зависит от уровня естественной ночной освещенности, прозрачности атмосферы и контраста «цель-фон». При пониженной освещенности, плохой прозрачности атмосферы, низкой облачности, расположении цели на темном фоне дальность распознавания уменьшается. Кроме того, на помехоустойчивость прицелов ночного видения с электронно-оптическим преобразователем характерно сильное влияние световых помех.
Указанные внешние факторы слабо оказывают влияние на тепловизионные прицелы. Принцип действия прицела основан на преобразовании собственного инфракрасного излучения цели и фона в спектральном диапазоне 8…14 мкм в видимое изображение, наблюдаемое оператором на экране микро-дисплея через окуляр.
Наиболее близким, по своей технической сущности к заявляемой полезной модели, является прицел тепловизионный [3], выбранный за прототип. Конструктивно прицел состоит из корпуса, объектива, окуляра с наглазником и кронштейна. Оптические детали объектива и окуляра находятся в собственных оправах, связанных с корпусом резьбовыми соединениями. В корпусе прицела размещены приемник теплового излучения - микроболометрическая матрица с платами питания, обработки сигнала изображения, формирования прицельной сетки и служебной информации, микродисплей, отсек для элементов питания, разъем для подключения монитора. На верхней части корпуса прицела расположена панель с кнопками управления.
Дальность до цели определяется пассивным способом, реализующим принцип «база на цели». Дальномерная шкала, рассчитанная на высоту типовой цели (ростовая фигура) 1,7 м, предназначена для определения дальности от 400 до 800 м. Цифры шкалы соответствуют расстояниям 400, 600 и 800 м. Точность определения дальности до цели не превышает 15 %. В прицеле не реализованы функции измерения дальности по звуку выстрелу [4] с учетом условий стрельбы (давления, температуры, результирующей скорости ветра).
Недостатками прототипа являются ограниченное количество типовых целей для измерения дальности, низкая точность ее определения. Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение числа типовых целей для измерения дальности за счет применения звукового дальномерного канала и повышение точности определения дальности, что в сочетании с данными о температуре окружающей среды, результирующей скорости ветра и обработкой данных на микропроцессоре для автоматических поправок прицельной метки позволит вести точный огонь на поражение.
Решение поставленной задачи предлагается проводить с применением прицела тепловизионно-звукового, который, как и прицел, выбранный в качестве прототипа, состоит из корпуса, объектива, окуляра с наглазником и кронштейна, в корпусе размещены микроболометрическая матрица с платами питания, обработки сигнала изображения, формирования прицельной сетки и служебной информации, микродисплей, отсек для элементов питания, разъем для подключения монитора, на верхней части корпуса расположена панель с кнопками управления.
Особенностью предлагаемого прицела, отличающего его от известного, является то, что к корпусу прицела с применением неподвижного разъемного соединения при помощи ходовых болтов закреплен звуковой дальномерный канал с датчиками температуры и ветра для измерения дальности до звучащей цели, включающий микрофонный капсюль с направленной антенной для преобразования акустического сигнала в электрический, усилитель и микроконтроллер в составе аналого-цифрового преобразователя, запоминающего устройства, микропроцессора, измерителя временных интервалов, узла приема и выдачи данных.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Установка к прицелу тепловизионному звукового дальномерного канала (ЗДК) для измерения дальности до звучащей цели позволяет увеличить количество типовых целей для измерения дальности и повысить точность определения дальности, за счет определения условий для стрельбы. Таким образом, обеспечивается решение поставленной задачи.
Предлагаемый прицел тепловизионно-звуковой иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, 2.
Прицел состоит из корпуса 7 тепловизионного канала (фиг. 1), объектива 2, окуляра с наглазником 3 (фиг. 1, 2) и кронштейна 4 (фиг. 2), в корпусе 7 размещены микроболометрическая матрица 5 с платами питания 6, обработки сигнала изображения 7, формирования прицельной сетки и служебной информации 8, микродисплей 9, измеритель временных интервалов (ИВИ) 24 (фиг. 1), отсек для элементов питания 10, разъем для подключения монитора 77, в нижней части корпуса закреплен датчик температуры 25, на верхней части корпуса расположена панель с кнопками управления 12, датчик ветра 26 (фиг. 2). К корпусу 7 (фиг. 1) тепловизионного канала неподвижным разъемным соединением с применением ходовых болтов 13 закреплен футляр направленной приемной антенны 14 ЗДК. Для уменьшения отражения звука от стенок внутренняя поверхность футляра покрыта звукопоглощающим материалом 15. Внутри футляра расположен микрофонный капсюль 16, который крепится к футляру резьбовым кольцом 17 и стойками 18. Вблизи капсюля крепится усилитель 19, который электрически связан с аналого-цифровым преобразователем 20 и микроконтроллером 21. Тыльная сторона футляра 14 закрыта крышкой 22, на которой закреплен блок согласования 23. Блок согласования 23 электрически связан с платой формирования прицельной сетки и служебной информации 8 тепловизионного канала и ИВИ 24 (фиг. 1).
Прицел тепловизионно-звуковой работает следующим образом. Футляр канала звукового дальномера (фиг. 1) закрепляется к корпусу тепловизионного канала прицела таким образом, чтобы ось направленности ЗДК была параллельна оптической оси тепловизионного канала. Параллельность осей обеспечивается юстировкой положения футляра ЗДК с помощью ходовых болтов 13.
Выверенный прицел с источником питания в отсеке 10 с помощью устройства 4 устанавливается на оружие. При включении питания прицела на панели 12 собственное излучение пространства объектов, сформированное объективом 2, попадает на микроболометрическую матрицу 5 и преобразуется в электрический сигнал. В устройствах платы обработки сигнала изображения 7 электрический сигнал усиливается и преобразуется в видеосигнал, в устройстве 8 формируется прицельная сетка и служебная информация. Информация с устройства 8 и видимое изображение пространства объектов отображаются на микродисплей 9. В центре микродисплея отображается прицельная марка, регулируемая по цвету (черное/белое) и по положению, которая выверена с осью канала ствола оружия. Наблюдая через окуляр 3, оператор изучает фоноцелевую обстановку, производит поиск цели. Если цель демаскирует себя выстрелом, то интенсивный оптический сигнал попадает в тепловизионный канал, обрабатывается в устройстве 7 и формируется сигнал «СТАРТ» для запуска измерителя временных интервалов 24 (фиг. 1). Звуковой сигнал выстрела с запаздыванием принимается направленной антенной 14, 15 акустического капсула 18 преобразуется в аналоговый электрический и усиливается в 19, преобразуется в цифровой в 20, который обрабатывается в микроконтроллере 21 и формируется сигнал «СТОП». Измеритель временных интервалов определяет время запаздывания в цифровом формате. Цифровые сигналы ИВИ 24, датчиков температуры 25 и ветра 26 передаются в микроконтроллер устройства формирования прицельной сетки и служебной информации 8. В микроконтроллере устройства 8 встроенное программное обеспечение выполняет расчеты дальности по времени запаздывания с учетом параметров среды распространения звукового сигнала и угла прицеливания с учетом поправок на отклонение температуры, скорости и направления ветра. В соответствии с углом прицеливания задается положение прицельной марки на микро-дисплее 9.
Изображение цели, положение прицельной марки, а также служебная информация (измеренная дальность, угол прицеливания, тип боеприпаса и пр.), высвечиваются на микро-дисплее, а также передаваться во внешние устройства 11 (фиг. 2). Оператор совмещает прицельную марку с точкой прицеливания на цели и производит выстрел.
Таким образом, предлагаемый тепловизионно-звуковой прицел позволяет использовать его в качестве прибора прицеливания пассивного действия, устанавливаемого на снайперские винтовки и пулеметы нормального калибра.
Источник информации
1. Прицел унифицированный ночной 1ПН141-1. Руководство по эксплуатации. - Завод. - 54 с.
2. Прицел модульный ночной 1ПН93-1. Руководство по эксплуатации. - Завод. - 34 с.
3. Прицел тепловизионный 1ПН140-2. Руководство по эксплуатации. - Завод. - 40 с.
4. Акустические системы обнаружения выстрела [Электронный ресурс]: - 06.02.2018. - Режим доступа: http://wpristav.ru/news/akusticheskie_sistemy_opredelenija_vystrela/2013-12-30-3824. - Заглавие с экрана.