ПЕРИСКОПИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДНЕВНОГО/НОЧНОГО НАБЛЮДЕНИЯ

Перископическое устройство для дневного/ночного наблюдения.
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно, к дневно-ночным устройствам для наблюдения, и может быть использована в перископических наблюдательных приборах однократного увеличения и в приборах механика-водителя бронетанковой техники (БТТ).
Известны перископические дневные устройства для наблюдения призменные приборы наблюдения однократного увеличения (Э.К.Потёмкин Теория и конструкция танка.,Т.2 Основы проектирования вооружения танка.М.: Машиностроение, 1982 г., с. 148 - 155).
Устройство содержит два отражателя, образующие перископ. С применением этой оптической схемы в Российской Федерации выпускаются различные приборы механика-водителя ТНПО-160, ТНПО-168, ТНПО-170 и др. для различных видов БТТ.
Известны перископические ночные устройства для наблюдения:
-прибор ночного наблюдения ТВН-2 механика-водителя (.М.Голощапов, Танковые приборы ночного видения, М., Военное издательство Министерства обороны СССР, 1973 г, с. 62 - 78);
-пассивный прибор NDS-2 (США) для вождения БТТ (В.А.Орлов Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости, М., Воениздат, 1989 г,с. 97);
-ночной бинокулярный прибор ТВП-5 (С.П.Богданов, Теория и конструкция танка., Т.7. Эргономическое обеспечение танка. М., Машиностроение, 1986 г., с. 57).
Такие устройства могут функционировать только в условиях естественной ночной освещённости, что определяется возможностями электроннооптического преобразователя. При повышении освещённости на электроннооптический преобразователь выще допустимой устройство не работает.
Для круглосуточного наблюдения объекты БТТ оснащаются дневными и ночными перископическими устройствами для наблюдения. Это неудобно в эксплуатации, так как требуется ежедневная их замена при переходе от дневного наблюдения к наблюдению ночью и наоборот. Кроме того, постоянная замена устройств наблюдения вызывает нарущение герметичности внутреннего объёма БТТ, что недопустимо и с точки зрения противорадиационной защиты.
Известно перископическое дневное/ночное устройство для наблюдения - комбинированный прибор наблюдения ТКН-3 командира БТТ (И.М.Голощапов, Танковые приборы ночного видения, М., Воениздат, 1973 г., с. 23 28). Устройство содержит головную призму, дневное и ночное устройства наблюдения. Дневное устройство представляет собой две параллельные оптические системы, каждая из которых состоит из объектива, отражателей, оборачивающей системы, ромбической призмы и окуляра. Ночное устройство включает: объектив, электронно-оптический преобразователь, отражатели, оборачивающую систему, ромбические призмы и окуляры. Для наблюдения днём в дневное устройство или ночью в ночное устройство применяется поворотное зеркало. Поворотное зеркало подключает поочерёдно дневное либо ночное устройство для наблюдения через ромбические призмы и окуляры. Головная призма, поворотное зеркало, ромбические призмы регулировки базы глаз и окуляры являются общими элементами дневного и ночного устройств.
Устройство имеет следующие недостатки:
1. Сложная оптическая схема, состоящая из двух независимых каналов дневного перископического устройства и канала ночного перископического устройства с применением нескольких отражателей для создания
минимально возможной компоновки всего устройства, определяющая большие габариты всего устройства.
2.Сложная конструкция из-за применения оборачивающих систем для компенсации и сопряжения пространственно удалённых оптических элементов оптической схемы и создания прямого изображения в поле зрения.
3.Большая масса за счёт 1 и 2, а также из-за неизбежной необходимости применения конструктивных элементов регулировки по базе глаз и диоптрийных подвижек двух независимых окуляров бинокулярной системы.
Наиболее близким к заявленному техническому решению - прототипом - является перископическое дневное/ночное устройство для наблюдения комбинированный дневно-ночной перископ наблюдения CODRIS (рекламный проспект CODRIS/CODRJS-E) фирмы Fotona, Словения (Stegne 7, 1210, Ljubljana, Slovenia).
Из описания устройства очевидно, что оно содержит два стационарных независимых перископических канала: дневной и ночной. Дневной канал содержит оптически связанные головную призму и отражатель. Ночной канал содержит оптически связанные вторую головную призму, объектив, электронно-оптический преобразователь, установленный в фокусе объектива, и биолупу с преломлённой оптической осью. Оптические оси дневного и ночного каналов в выходной части устройства параллельны и имеют разную перископичность. Каждый из каналов в выходной части имеет свою рабочую зону для глаз наблюдателя.
Корпус устройства содержит окна для оптических каналов и состоит из головной и основной частей, соединённых крепёжными резьбовыми винтами. Обе головные призмы размещены в головной части корпуса.
Нри работе днём ночной канал отключается вручную переключателем электрической схемы.
размещённые в корпусе, состоящем из соединённых головной и основной частей с окнами для оптических каналов, ночной перископический канал, включающий оптически связанные головную призму, установленную в головной части, объектив, электронно-оптический преобразователь, установленный в фокусе объектива, и биолупу с преломлённой оптической осью, а также установленный вне оптической оси отражатель. Прототип имеет следующие недостатки:
1.Больщие габариты и масса головной части устройства из-за наличия двух головных призм: одной для дневного канала, другой для ночного канала, что делает выступающую и расположенную вне БТТ головную часть корпуса устройства уязвимой при эксплуатации к механическим воздействиям, затрудняет замену головной призмы при её повреждении и ограничивает применение устройства для разных видов БТТ.
2.Различные положения рабочих зон для наблюдения в дневной канал и ночной канал в выходной части устройства вызывают при наблюдении в дневной или ночной каналы необходимость изменения положения глаз, а значит изменение положения позы наблюдателя, что в реальных условиях эксплуатации вызывает его повыщенную утомляемость, либо требует регулировки положения посадочного сидения механика-водителя БТТ.
3.При наблюдении в дневной канал возможно непроизвольное включение ночного канала, что может привести его к выходу из строя при работе в дневное время.
4.При наблюдении в ночной канал в ночное время происходит демаскировка БТТ через дневной канал светом приборного освещения, имеющегося внутри БТТ. Для устранения этого необходимы специальные дополнительные меры защиты.
5.Соединение головной части и основной части корпуса при помощи крепёжных резьбовых винтов затрудняет оперативную смену головной призмы при её повреждении и ухудшает ремонтопригодность устройства из-за ослабления резьбового соединения.
Кроме того, при повреждении головных призм, расположенных в головной части устройства, возможно попадание осколков во внутреннюю полость основной части корпуса устройства, а также возможно воздействие внешней среды со стороны повреждённой головной части, что приводит к повреждению других элементов устройства.
Полезная модель решает следующие задачи:
1.Снижение уязвимости устройства, повышение его универсальности путём снижения массы и габаритов головной части.
2.Повышение удобства пользования устройством путём совмешения в выходной части устройства положения рабочих зон для глаз наблюдателя дневного и ночного каналов.
3.Устранение демаскируюшего эффекта путём вывода дневного канала из светового потока при работе ночью.
4.Зашита ночного канала (в том числе электронно-оптического преобразователя) при его случайном включении днём путём вывода элементов ночного канала из светового потока.
5.Повышение оперативности замены повреждённой головной части и повышение ремонтопригодности устройства путём изменения способа соединения головной и основной частей корпуса устройства.
Кроме того, в частных случаях реализации может быть обеспечена защита элементов, расположенных внутри основной части корпуса устройства от воздействия внешней среды со стороны повреждённой головной части, а также со стороны выходных окон дневного и ночного каналов путём применения дополнительных защитных стекол.
При решении поставленных задач авторы вместо схемы с двумя независимыми стационарными перископическими каналами разработали схему с поочерёдным формированием дневного перископического канала и ночного перископического канала. Указанные технические результаты, а, следовательно, поставленные задачи решаются тем, что в перископическом устройстве для дневного/ночного наблюдения, содержащем размещённые в
корпусе, состоящем из соединённых головной и основной частей с окнами для оптических каналов, ночной перископический канал, включающий оптически связанные головную призму, установленную в головной части, объектив, электронно-оптический пробразователь, установленный в фокусе объектива, и биолупу с преломлённой оптической осью, а также установленный вне оптической оси отражатель, часть ночного перископического канала, включающая объектив и электронно-оптический преобразователь, выполнена с возможностью перемещения и установки вне оптической оси, отражатель выполнен с возможностью перемещения и установки его на оптической оси на место перемещённой части ночного перископического канала, образуя при этом с головной призмой дневной перископический канал, оптические оси дневного и ночного перископических каналов в выходной части устройства ориентированы под углом друг к другу таким образом, что рабочая зона для глаз наблюдателя является общей для обоих каналов наблюдения, причём, головная и основная части корпуса соединены с помощью накидных запоров эксцентрикового типа.
Электронно-оптический преобразователь может содержать систему оборачивания изображения. Указанная система может быть выполнена автономно.
В таком устройстве перемещение элементов дневного канала и ночного канала может осуществляться независимо или одновременно. Для снижения габаритов и массы устройства подвижные элементы дневного и ночного каналов жёстко связаны между собой и конструктивно выполнены в одном узле.
В случае малой величины переднего фокального отрезка биолупы размещение её конструктивно возможно только рядом с электронно-оптическим преобразователем. В этом случае один или несколько компонентов биолупы могут быть жёстко связаны с подвижной частью ночного
перископического канала и выполнены с возможностью совместного с ней перемещения.
Для защиты элементов устройства, установленных в основной части корпуса, от воздействия внещней среды со стороны повреждённой головной части, а также со стороны выходных окон дневного и ночного перископических каналов внутренние полости головной и основной частей корпуса могут быть разделены защитным стеклом, а в выходных окнах дневного и ночного каналов могут быть установлены защитные стёкла.
Предложенное рещение является новым в практике разработки перископических устройств для дневного/ночного наблюдения для БТТ и удовлетворяет давно существующую потребность в универсальном устройстве для наблюдения. Из уровня техники рещение с такой совокупностью признаков неизвестно. Использование подвижного узла (объектив и электронно-оптический преобразователь ночного канала и отражатель дневного канала) также неизвестно. Несмотря на известность отдельных признаков технического рещения, устройство с указанной совокупностью признаков проявляет новые свойства, позволяющие получить заданные технические результаты и приводит к возможности создания компактного малогабаритного дневного/ночного прибора механика-водителя для установки на различных видах БТТ.
Полезная модель базируется на известных технологических процессах изготовления элементов устройства и предполагает использование современных комплектующих изделий и материалов, выпускаемых серийно отечественной промыщленностью.
Пример конкретной реализации заявляемого перископического устройства для дневного/ночного наблюдения приведён на фиг. 1, 2.
Па фиг.1 показано устройство для наблюдения в ночном режиме работы.
1 и основной части 2, соединённых друг с другом с помощью накидных запоров 3.
В корпусе между головной частью 1 и основной частью 2 установлено защитное стекло 4. В головной части 1 корпуса размещена головная призма 5, в основной части 2 корпуса размещены подвижный узел 6, включающий жёстко связанные между собой отражатель 7, объектив 8 и электронно-оптический преобразователь 9, а также биолупа 10, содержащая входной компонент 11 (линзу), отражатель 12 и выходной компонент 13 (линзу), а также размещены рукоятка 14 переключения каналов ДЕНЬ - НОЧЬ и защитные стёкла 15 и 16 в выходных окнах ночного и дневного перископических каналов. Цифрой 17 обозначена рабочая зона для глаз наблюдателя в пространстве изображения устройства. Электронно-оптический преобразователь 9 установлен в фокальной плоскости объектива 8. Электронно-оптический преобразователь 9 выполнен инверторным, т.е. с оборачиванием изображения. Рукоятка 14 переключения каналов ДЕНЬ - НОЧЬ соединена с подвижным узлом 6. В приведённом устройстве входной компонент 11 биолупы 10 размещён в подвижном блоке 6.
Для наблюдения ночью (фиг. 1) на оптической оси соосно с головной призмой 5 установлены объектив 8, электронно-оптический преобразователь 9, биолупа 10, образуя ночной перископический канал. Биолупа 10 установлена относительно электронно-оптического преобразователя 9 с отрицательной сходимостью. Отражатель 7 установлен вне оптической оси. Выходная оптическая ось биолупы 10 ночного перископического канала ориентирована под острым углом к оптической оси, формируемой головной призмой 5.
Для наблюдения днём (фиг. 2) на оптической оси соосно с головной призмой 5 установлен отражатель 7, образуя дневной перископический канал. Объектив 8, электронно-оптический преобразователь 9 и входной компонент 11 биолупы 10 установлены вне оптической оси. Выходная
оптическая ось дневного канала ориентирована под прямым углом к оптической оси, формируемой головной призмой 5.
Выходные оптические оси дневного и ночного каналов условно пересечены в точке О, каналы имеют одинаковую или близкую, сравнимую по величине перископичность, при этом в пространстве изображения образуется общая для обоих каналов зона, являющаяся рабочей зоной 17 для глаз наблюдателя.
Устройство работает следующим образом.
При установке рукоятки 14 переключения каналов ДЕНЬ - НОЧЬ в фиксированное положение НОЧЬ подвижный узел 6 перемещается таким образом, что на оптическую ось соосно с головной призмой 5 устанавливается объектив 8, электронно-оптический преобразователь 9 и входной компонент 11 биолупы 10, а отражатель 7 фиксируется вне оптической оси. Изображение наблюдаемой местности малой яркости формируется объективом 8 на электронно-оптический преобразователь 9, расположенный в фокусе объектива 8. Усиленное электронно-оптическим преобразователем 9 изображение местности достаточной для наблюдения яркости рассматривается при помощи биолупы 10 размещением глаз в рабочей зоне 17.
При установке рукоятки 14 переключения каналов ДЕНЬ - НОЧЬ в фиксированное положение ДЕЬй подвижный узел 6 перемещается таким образом, что на оптическую ось соосно с головной призмой 5 устанавливается отражатель 7, при этом образуется дневной перископический канал, а элементы ночного канала - объектив 8, электронно-оптический преобразователь 9 и входной компонент 11 биолупы 10 выводятся из оптического канала и фиксируются вне оптической оси. Изображение наблюдаемой местности рассматривается размещением глаз в рабочей зоне 17.
Рабочие зоны 17 для глаз наблюдателя дневного и ночного перископических каналов условно совмещены и поочерёдно формируются в удобном для наблюдения пространстве изображения устройства.
Наличие в устройстве одной головной призмы 5 обеспечивает небольшие габариты головной части 1 корпуса. Такое устройство менее уязвимо, а также более приспособлено для размещения на различных видах БТТ.
Так как дневной канал выводится из оптической оси ночного канала при наблюдении ночью, то исключается демаскировка БТТ через дневной канал.
Так как ночной канал выводится из оптической оси дневного канала при наблюдении днём, а перемещение рукоятки 14 переключателя каналов ДЕНЬ - НОЧЬ из фиксированного положения ДЕНЬ требует усилия и выполнения специальных движений, то исключается непроизвольное включение ночного канала и выход его из строя.
Применение накидных запоров 3 эксцентрикового типа обеспечивает быстросъёмность головной части 1, а применение защитных стекол 4, 15 и 16 обеспечивает защиту элементов устройства, установленных в основной части корпуса.
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое техническое рещение позволяет снизить массу и габариты устройства, повысить удобство работы с устройством, устранить демаскирующий эффект, обеспечить защиту ночного канала от световой засветки и повысить ремонтопригодность устройства.