ПРИЦЕЛ-ПРИБОР НАВЕДЕНИЯ ПЕРЕНОСНОГО КОМПЛЕКСА

Полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения и предназначена, в частности, для наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу в составе переносного противотанкового ракетного комплекса с дистанционным управлением.
Известен прицел-прибор наведения переносного комплекса [1], содержащий установленные в корпусе визирный канал, включающий телевизионную камеру, содержащую объектив и установленное в его фокальной плоскости фотоприемное устройство, блок формирования и обработки видеоизображения, вход которого подключен к выходу фотоприемного устройства, имеющий выход для подключения к монитору, лазерный канал наведения, оптическая ось которого параллельна оптической оси визирного канала, включающий установленные последовательно лазерный осветитель, оптический модулятор, панкратический объектив, контроллер, имеющий первый вход для подключения к внешнему устройству управления и, по меньшей мере, первый выход для подключения к лазерному осветителю и второй выход для подключения ко второму входу блока формирования прицельной марки, а также устройство выверки каналов, выполненное в виде отражательной призмы типа БкР-180°, установленной с возможностью введения в ход лучей лазерного канала наведения так, что входная грань отражательной призмы оптически связана с панкратическим объективом, а выходная грань - с объективом телевизионной камеры.
Основным недостатком известного прицела-прибора наведения является невозможность дистанционной выверки лазерного канала наведения с места находящегося в укрытии наводчика. При необходимости выверки требуется перемещение наводчика к пусковой установке, подключение специальной аппаратуры, закрепления на корпусе прицела-прибора наведения специального устройства выверки каналов, проведения ручной выверки каналов, а затем отключения аппаратуры выверки и перемещения в укрытие, расположенное на расстоянии 50…100 м от пусковой установки, для продолжения выполнения боевой задачи. Это увеличивает время подготовки противотанкового ракетного комплекса к работе, снижает точность наведения ракеты, повышает риск уничтожения наводчика и уменьшает эффективность применения комплекса.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности дистанционной оперативной выверки лазерного канала наведения относительно визирного канала по сигналам от внешнего пульта управления, и, тем самым, уменьшение времени подготовки противотанкового ракетного комплекса к работе, обеспечение возможности проведения выверки перед каждым пуском управляемой ракеты, повышение точности наведения ракеты на цель и эффективности применения комплекса.
Поставленная задача достигается тем, что в прицел-прибор наведения переносного комплекса, содержащий установленные в корпусе визирный канал, включающий телевизионную камеру, содержащую объектив и установленное в его фокальной плоскости фотоприемное устройство, блок формирования прицельной марки, первый вход которого подключен к выходу фотоприемного устройства, имеющий выход для подключения к внешнему монитору, лазерный канал наведения, оптическая ось которого параллельна оптической оси визирного канала, включающий установленные последовательно лазерный осветитель, оптический модулятор, панкратический объектив, контроллер, имеющий первый вход для подключения к внешнему устройству управления и, по меньшей мере, первый выход для подключения к лазерному осветителю и второй выход для подключения ко второму входу блоку формирования прицельной марки, а также устройство выверки каналов, выполненное в виде отражательной призмы типа БкР-180°, установленной с возможностью введения в ход лучей лазерного канала наведения так, что входная грань отражательной призмы оптически связана с панкратическим объективом, а выходная грань - с объективом телевизионной камеры, введен осветитель, имеющий длину волны излучения, отличную от длины волны излучения лазерного осветителя, и оптически сопряженный с оптическим модулятором с помощью спектроделителя, расположенного на оптической оси лазерного канала наведения между лазерным осветителем и оптическим модулятором, а отражательная призма расположена внутри корпуса прицела-прибора наведения и установлена в оправе с возможностью поворота вокруг оси оправы, параллельной оси лазерного канала наведения и кинематически связанной с приводом, включающим датчик положения привода, при этом вход привода подключен к третьему выходу контроллера, выход датчика положения привода подключен ко второму входу контроллера, а четвертый выход контроллера подключен к входу осветителя.
Введение осветителя, имеющего длину волны излучения, отличную от длины волны излучения лазерного осветителя, и оптически сопряженного с оптическим модулятором с помощью спектроделителя, расположенного на оптической оси лазерного канала наведения между лазерным осветителем и оптическим модулятором дает возможность получить на экране монитора изображение дорожек вращающегося растра оптического модулятора с резким контуром, что позволяет с высокой точностью проводить контроль параллельности визирного и лазерного канала наведения и приводит к повышению по сравнению с прототипом точности наведения ракеты на цель и эффективности применения комплекса.
Расположение отражательной призмы внутри корпуса прицела-прибора наведения и закрепление ее в оправе с возможностью поворота вокруг оси оправы, параллельной оптической оси лазерного канала наведения повышает по сравнению с прототипом точность наведения ракеты на цель и эффективность применения противотанкового ракетного комплекса, так как позволяет проводить выверку без использования специального устройства выверки каналов.
Размещение отражательной призмы внутри корпуса прицела-прибора наведения и установка ее в оправе с возможностью поворота вокруг оси оправы, параллельной оптической оси лазерного канала наведения, и кинематически связанной с приводом, включающим датчик положения привода, обеспечивает возможность проведения дистанционной выверки лазерного канала наведения относительно визирного канала по сигналам от внешнего устройства управления, тем самым уменьшает время подготовки противотанкового комплекса к работе, позволяет проводить оперативную выверку перед каждым пуском ракеты, что повышает по сравнению с прототипом точность наведения ракеты на цель и эффективность применения комплекса.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. На чертеже (фиг.) представлена принципиальная схема прицела-прибора наведения переносного комплекса.
Прицел-прибор наведения переносного комплекса содержит установленные в корпусе визирный канал, включающий телевизионную камеру 1 и блок формирования прицельной марки 2, лазерный канал наведения, включающий установленные последовательно лазерный осветитель 3, оптический модулятор 4, панкратический объектив 5. Для обеспечения защиты оптических элементов каналов от внешних загрязнений на корпусе установлены защитные стекла: защитное стекло визирного канала 6, защитное стекло лазерного канала наведения 7.
Оптическая ось визирного канала параллельна оптической оси лазерного канала наведения.
Телевизионная камера 1 содержит объектив 8 и установленное в его фокальной плоскости фотоприемное устройство 9. При этом выход фотоприемного устройства 9 подключен к первому входу блока формирования прицельной марки 2, имеющего выход для подключения к внешнему монитору 10. В конкретном исполнении монитор 10 не входит в состав прицела-прибора наведения, а является составной частью переносного комплекса, поэтому на чертеже показан условно. Монитор 10 может быть встроен во внешнее устройство управления 11, являющееся также составной частью переносного комплекса.
Лазерный осветитель 3 представляет собой непрерывный лазер с длиной волны излучения 1,06 мкм.
Оптический модулятор 4 для осуществления пространственно-временной модуляции излучения лазерного осветителя 3 и кодирования поля управления относительно осей Y и Z включает в конкретном исполнении проекционно-оборачивающую систему и вращающийся растр. Растр имеет две модуляционные дорожки, внутреннюю и внешнюю и приводится во вращение с помощью электродвигателя со стабилизатором скорости вращения растра. Посредством проекционно-оборачивающей системы излучение лазерного осветителя 3 дважды проходит через вращающийся растр для обеспечения наложения изображения рисунка внутренней модуляционной дорожки растра ортогонально рисунку его внешней модуляционной дорожки.
Панкратический объектив 5 состоит из подвижных оптических компонентов и неподвижного объектива. Закон перемещений подвижных оптических компонентов соответствуют закону движения управляемой ракеты. Перемещение подвижных компонентов панкратического объектива 5 из начального положения в конечное осуществляются с помощью электромеханического привода с функциональными кулачками, связанными посредством редуктора с шаговыми двигателями, которые обеспечивают перемещение каждого из подвижных оптических компонентов.
Кроме того в состав прицела-прибора наведения входит контроллер 12, имеющий первый вход для подключения к внешнему устройству управления 11 и по меньшей мере, первый выход для подключения к лазерному осветителю 3 и второй выход для подключения ко второму входу блока формирования прицельной марки 2.
Для обеспечения контроля параллельности оси визирного и лазерного канала наведения в состав прицела-прибора наведения входит осветитель 13, спектроделитель 14 и устройство выверки каналов, выполненное в виде отражательной призмы 15 типа БкР-180°.
В качестве осветителя 13, имеющего длину волны излучения, отличную от длины волны излучения лазерного осветителя 3, в конкретном исполнении используется светодиод с длиной волны излучения 0,625 мкм. Осветитель 13 посредством спектроделителя 14 оптически сопряжен с оптическим модулятором 4: спектроделитель 14 установлен на оптической оси лазерного канала наведения между лазерным осветителем 3 и оптическим модулятором 4 таким образом, чтобы излучение осветителя 13, падающее на спектроделитель 14, после отражения от него обеспечивало подсветку дорожек вращающегося растра. В конкретном исполнении спектроделитель 14 установлен под углом 45° к оси лазерного канала наведения. На поверхность спектроделителя 14, обращенную к осветителю 13, нанесено спектроделительное покрытие, отражающее видимое излучение и пропускающее излучение лазерного осветителя 3. Для обеспечения включения осветителя 13 четвертый выход контроллера 12 подключен к входу осветителя 13.
Отражательная призма 15 расположена внутри корпуса прицела-прибора наведения и установлена в оправе с возможностью поворота вокруг оси оправы, параллельной оси лазерного канала наведения, и кинематически связанной с приводом 16. При проведении выверки отражательная призма 15 вводится в ход лучей лазерного канала наведения так, что входная грань отражательной призмы 15 оптически связана с панкратическим объективом 5, а выходная грань - с объективом 8 телевизионной камеры 1. Контроль позиционирования отражательной призмы 15 ведется по двум оптронным датчикам положения привода 17. При этом вход привода 16 подключен к третьему выходу контроллера 12, а выход датчиков положения привода 17 подключен ко второму входу контроллера 12.
Работает прицел-прибор наведения следующим образом.
Прицел-прибор наведения размещают на установочном месте пусковой установки комплекса, проводят подключение электрических цепей прицела-прибора наведения и пусковой установки. При подаче команды с внешнего устройства управления 11 на первый вход контроллера 12 через второй выход контроллера 12 поступает сигнал на включение блока формирования прицельной марки 2 и подключенного к первому входу этого блока фотоприемного устройства 9.
Объектив 8 телевизионной камеры 1 визирного канала прицела-прибора наведения формирует изображение наблюдаемой местности в плоскости фотоприемного устройства 9, преобразующего поступающий на него оптический сигнал в стандартный телевизионный сигнал. Видеосигнал с выхода фотоприемного устройства 9 поступает на первый вход блока формирования прицельной марки 2, где в телевизионный сигнал вводится электронная прицельная марка. Видеосигнал с введенной в него электронной прицельной маркой, определяющей положение оси визирного канала, поступает на монитор 10.
Наводчик, находясь в укрытии на расстоянии 50…100 м от пусковой установки, на экране монитора 10 наблюдает за местностью. При появлении изображения цели и принятии решения о необходимости ее поражении наводчик проводит оперативную выверку лазерного канала наведения.
Командой с внешнего устройства управления 11 наводчик включает режим выверки лазерного канала наведения. При этом обеспечивается включение вращения растра, установка подвижных оптических элементов панкратического объектива 5 в конечное положение. По команде с внешнего устройства управления 11 контроллер 12 на четвертом его выходе формирует сигнал включения осветителя 13, а на третьем его выходе - сигнал введения приводом 16 в оптический тракт отражательной призмы 15.
В режиме выверки после включения осветителя 13 и приведения оптических элементов в требуемое для выверки положение пучок излучения осветителя 13 проходит через дорожки вращающегося растра оптического модулятора 4 формируя изображение выверочного квадрата. Изображение выверочного квадрата посредством панкратического объектива 5 и введенной в оптический тракт отражающей призмы 15 переносится объективом 8 телевизионной камеры 1 в плоскость фотоприемного устройства 9. На экране монитора 10 высвечивается выверочный квадрат, образованный наложением дорожек вращающегося растра.
Так как геометрический центр выверочного квадрата связан с нулевой линией растра, определяющей положение оси нулевых команд поля управления, а центр прицельной марки - с осью визирного канала, то совмещение центров выверочного квадрата и прицельной марки определяет параллельность оси нулевых команд поля управления и линии прицеливания.
При наличии смещения центра выверочного квадрата относительно центра прицельной марки, указывающего на рассогласование оси нулевых команд с линией прицеливания, по команде с внешнего устройства управления 11 контроллер 12 на втором его выходе формирует сигнал на смещение прицельной марки, поступающий на второй вход блока формирования прицельной марки 2, добиваясь точного совмещения центров прицельной марки и выверочного квадрата. После выполнения указанной операции ось визирного и лазерного канала наведения будут строго параллельными.
Затем командой с внешнего устройства управления 11 наводчик выключает режим выверки. При этом прекращается вращение растра, подвижные оптические элементы панкратического объектива 5 устанавливаются в начальное исходное положение. По команде с внешнего устройства управления 11 контроллер 12 на четвертом его выходе формирует сигнал выключения осветителя 13, а на третьем его выходе - сигнал вывода приводом 16 из оптического тракта отражательной призмы 15.
Таким образом, заявляемый прицел-прибор наведения благодаря введению дистанционной оперативной выверки лазерного канала наведения относительно визирного канала по сигналам от внешнего пульта управления обеспечивает уменьшение времени подготовки противотанкового комплекса к работе, возможность проводить выверку перед каждым пуском управляемой ракеты, тем самым позволяет повысить точность наведения ракеты на цель и эффективность применения противотанкового ракетного комплекса.
Использованные источники информации:
1. Евразийский патент №013144, F41G 7/26, 26.02.2010 г. (прототип).