УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ ВЕТРА В ТОЧКЕ СТОЯНИЯ ОРУДИЯ И ВВЕДЕНИЯ ПОПРАВКИ В ПРИЦЕЛ ТИПА ОП-4

Полезная модель относится к оптико-электронным прицельным устройствам, а конкретно - к автоматическим устройствам измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел на отклонение от табличных условий стрельбы.
Противотанковая пушка типа МТ-12 с оптическим прицелом ОП-4 является эффективным средством борьбы с бронированными объектами (БрО), которые составляют на поле боя до 80% от всех целей.
Эффективность стрельбы и живучесть расчета МТ-12 прямо зависят от точности стрельбы. На поражение движущейся бронированной цели в бою расчету отводится не более двух выстрелов. Поэтому стрельба должна вестись не в силуэт цели, а в уязвимое место.
Для повышения точности стрельбы необходимо учитывать отклонения от табличных условий стрельбы:
- метеорологические;
- баллистические.
- геофизические.
Из всей совокупности ошибок вес ошибок стрельбы ошибки метеоподготовки составляют по дальности 33% и по направлению 16% от суммарной ошибки и при увеличении дальности стрельбы значения этих ошибок возрастают [8, 9]. К метеорологическим условиям относятся условия, обусловленные состоянием атмосферы в плоскости стрельбы (ветер, давление и температура воздуха).
Особое место при этом занимает влияние направления и скорости ветра на ошибки стрельбы (Приложение 1). Таблицы стрельбы составлены при условии, что атмосфера неподвижна. Но чаще всего она перемещается.
Если направление ветра совпадает с направлением плоскости стрельбы (ветер встречный или попутный), то ветер влияет только на дальность полета снаряда: встречный ветер увеличивает сопротивление воздуха полету снаряда и уменьшает дальность стрельбы, попутный уменьшает сопротивление воздуха и увеличивает дальность стрельбы.
Если направление ветра перпендикулярно плоскости стрельбы (ветер боковой справа или слева), он оказывает влияние на направление полета снаряда: ветер справа перемещает снаряд вместе с частицами воздуха влево, а ветер слева перемещает снаряд вправо.
В настоящее время измерение направления и скорости ветра в артиллерийских подразделениях осуществляется с помощью приборов метеорологических комплексов ДМК и с помощью приборов комплекса РПМК-1 «Улыбка» (1Б-44).
Измерение скорости и направления ветра производится с помощью:
- ручного анемометра;
- анемометра ручного индукционного АРИ-49;
- анеморумбометра М-47;
- полевого ветромера;
- ветрового ружья.
Основные характеристики приборов для измерения направления и скорости ветра приведены в Приложении 2.
В ходе анализа были рассмотрены различные конструкции современных датчиков измерения скорости и направления ветра [4...7].
Для измерения скорости и направления ветра в точке стояния орудия в настоящее время используется датчик измерения скорости ветра ДВ-Е. Основные характеристики прибора ДВЕ-2 приведены в Приложении 2. Датчик измерения скорости ветра применяется на стационарных и подвижных объектах для измерения поперечной скорости относительно движения воздуха (например, на танке Б-80).
Данные приборы обладают рядом недостатков.
Характеристики, получаемые с помощью приборов метеокомплексов, значений направления и скорости ветра не в полной мере соответствуют реальным значениям в точке стояния орудия, так как приборы, как правило, находятся на значительном удалении от огневых позиций. Измеренное значение направления и скорости ветра отличается от реальных значений в точке стояния орудия, что снижает эффективность введения поправки. Данные для стрельбы получают пересчетом характеристик "ветра," полученных с помощью приборов на точку стояния орудия. Измерения параметров «ветра», расчет поправок и введение поправок в прицел не автоматизирован.
Датчик измерения скорости ветра ДВЕ-2 позволяет измерять только боковую составляющую ветра.
С целью исключения данных недостатков предлагается устройство автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа ОП-4, состоящее из крестообразно расположенных тензорных датчиков (микрофонов), предназначенных для измерения направления и скорости ветра, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) сигнала, контроллера, который учитывает направление и скорость ветра и выдает сигнал управления, а также дискретных линейных-пошаговых двигателей, перемещающих сетку прицела на величину, соответствующей поправки.
Особенностью данного устройства является то, что тензорные датчики (микрофоны) расположены в раструбах, расположенных крестообразно. Это позволяет определить направление движения воздуха путем сравнения сигналов с противоположных датчиков, а также сразу определить продольную и боковую составляющую ветра (т.е. разложить ветер) и, исходя из величины пересчитанных поправок, с помощью использования двигателей переместить сетку прицела на требуемую величину. При этом процесс измерения скорости и направления ветра, обработки данных и введения поправок в прибор осуществляется в автоматическом режиме.
Блок-схема устройства измерения и автоматизированного введения поправки в прицел типа ОП-4 на направление и скорость ветра воздействие в точке стояния орудия приведен на фиг.1.
На схеме устройства измерения и автоматизированного введения поправки на направление ветра в точке стояния орудия обозначено (фиг.1): 1 - датчик скорости ветра (микрофон); 2 - устройство сравнения сигналов; 3 - аналого-цифровой преобразователь; 4 - контролер, 5 - дискретный линейный пошаговый двигатель и сетка прицела.
Устройство работает следующим образом: тензорные датчики (микрофоны) 1 расположены в раструбах, крестообразно, что позволяет определить направление и скорости движения воздуха путем сравнения сигналов с противоположных датчиков 1.1-1.4, а также сразу определить продольную и боковую составляющую ветра (т.е. разложить ветер). Сигналы, полученные с датчиков 1.1-1.4, поступают и обрабатываются с помощью устройства сравнения сигналов 2, аналого-цифрового преобразователя 3.1-3.2 и контролера 4.1-4.2, пересчитываются, исходя из величины поправок на направление и скорость ветра и подаются на дискретный линейный пошаговый двигатель 5 перемещающего сетку прицела на величину поправки в прицел типа ОП-4 на направление и скорость ветра.
Варианты работы схемы устройства измерения и автоматизированного введения поправки на направление ветра в точке стояния орудия при различных направлениях и скорости ветра приведены в Приложении. 5.
Реализация элементов устройства автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа ОП-4, исходя из современного развития элементной базы, рассмотрена в Приложении 6.
Внешний вид лабораторного макета устройства автоматизированного измерения направления и скорости ветра в точке стояния орудия и введения поправки в прицел типа ОП-4 приведен в Приложении 6.
Для пояснения некоторых вопросов при экспертизе заявки на полезную модель эксперту предлагаются приложения 1-6 с рисунками в 1 экземпляре.
Используемая литература:
1. Пархоменко А.В. Теория и расчет артиллерийских оптико-электронных приборов: Учебное пособие. - Пенза: ПАИИ. 1999. - 256 с.
2. Пархоменко А.В. и др. Теоретические основы построения и устройство звукометрических комплексов. Учебное пособие. - Пенза: АИИ. 2004. - 394 с.
3. Плющ А.А., Пархоменко А.В., Устинов Е.М. и др. Устройство измерения и автоматизированного введения поправки в прицел типа ОП-4 на температурное воздействие в точке стояния орудия. - ФИПС. Положительное решение о выдаче патента на полезную модель по заявке №2007106214/22 (006739) от 19.02.2007.
4. Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика: теория и практика / Пер. с англ. Учебно-справочное издание - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2006. - 320 с.
5. Джексон Р.Г. Новейшие датчики. Nuvel sensors and Sensing. Пер. с англ. Серия: Мир электроники. - М.: Техносфера. 2007. - 384 с.
6. Фрайден Д. Современные датчики. Справочник. Пер. с англ. Серия: Мир электроники. - М.: Техносфера. 2006. - 396 с.
7. Каталог. Датчики, преобразователи и системы. - Пенза.: ФГУП «НИИ физических измерений». 2007. - 191 с.
8. Круковский А.С. и др. Теоретические основы стрельбы наземной артиллерии: Учебник. - Министерство обороны СССР. 1976 - 346 с.
9. Петров Н.А. Метеорологические измерения: Учебник. - Ленинград: ЛВИКА им.Можайского. 1971. - 337 с.
10. П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники: 1, 2, 3 т. - М.: Мир. 1993. - 186 с.
11. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир. 1982. - 345 с.
12. Соклоф С. Аналоговые интегральные микросхемы. Пер. с англ. - Москва.: Мир, 1988. - 583 с..
13. Осадчий Ю.П. и др. Аналоговая и цифровая электротехника. - М.: Горячая Линия. Телеком. 2000. - 269 с.