ИНДИКАТОР КОЛЛИМАТОРНЫЙ ЦИФРОВОЙ
COLLIMATOR DIGITAL INDICATOR

Техническое решение относится к электронно-оптическому приборостроению, а именно к авиационным оптико-электронным приборам и, в частности, к коллиматорным авиационным индикаторам (КАИ), предназначенным для отображения на лобовом стекле знакографической полетной информации, сформированной на фоне закабинного пространства.
Развитие технических систем летательных аппаратов требует увеличения количества отображаемой информации на коллиматорном индикаторе, и как следствие, повышение требований к качеству отображения информации для создания комфортных условий считывания информации и снижения утомляемости.
Давно известны авиационные коллиматорные индикаторы и прицелы (см., например, Авиационные приборы и измерительные системы. Под ред. В.Г. Воробьева [Учебник для студентов ВУЗов ГА]. - [Москва]: Транспорт, 1981; Лазарев Л.П Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов. [Учебник для студентов ВУЗов]. - Москва: Машиностроние, 1984).
Широко известны коллиматорные индикаторы, в которых в качестве формирователя высокояркостного изображения используются проекционные электронно-лучевые трубки (см., например, «Оптическая система широкоугольного коллиматорного авиационного индикатора» «Оптический журнал», 76, 10, 2009: «Экран в полнеба», Популярная механика, №4, 2009 г., а также «Электронно-оптические системы для коллиматорных индикаторов», Электроника: наука, технология, бизнес, №4, 2003 г.).
В коллиматорных индикаторах, содержащих электронный блок, электроннолучевую трубку, излучающий экран которой расположен в фокальной плоскости объектива, содержащего два компонента, между которыми расположен оптический элемент, изламывающий оптическую ось, и одно/двухкомпонентный полупрозрачный отражатель, представляющий собой полупрозрачные наклонные зеркала, расположенные над объективом между лобовым стеклом летательного аппарата и пилотом (см., RU 134673, 148261, 2325679, 2358302, 2364902 и 2431204, а также патент US 5302964). В качестве устройства отображения информации используется проекционная электронно-лучевая трубка, для обеспечения функционирования которой требуется высоковольтное питание (десятки киловольт) и аналоговые интерфейсы. Кроме того, электронно-лучевые трубки имеют ограничения по количеству выводимой на экран информации, низкое качество телевизионного изображения, ограничения по точности выводимой информации, большие габариты и малый ресурс.
Коллиматорный индикатор по патенту KR 20140111773 А, содержит двухкомпонентный полупрозрачный отражатель, с полупрозрачными наклонными зеркалами, расположенными под углом к друг другу. Однако данный коллиматорный индикатор имеет ограниченное поле зрения и большие габариты коллиматорной головки, что затрудняет его размещение в кабине вертолета.
Коллиматорный индикатор по патенту US 9244275 формирует изображение от двух жидкокристаллических экранов, что усложняет процесс управления формированием изображения и юстировки для обеспечения четкого и качественного отображения информации, что приводит к ухудшению его габаритно-массовых параметров.
Хотя приведены многочисленные технические решения коллиматорных индикаторов, нет простого и надежного индикатора коллиматорного цифрового (ИКЦ) с уменьшенными габаритами и расширенными функциональными возможностями.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение и достигаемый при этом технический результат заключаются в создании простого и надежного индикатора коллиматорного цифрового с уменьшенными габаритами при расширении его функциональных возможностей.
Создание простого и надежного индикатора коллиматорного цифрового (ИКЦ) с уменьшенными габаритами при расширении его функциональных возможностей обеспечивается тем, что индикатор коллиматорный цифровой содержит корпус, коллиматорную головку, состоящую из полупрозрачного зеркала и системы оптических линз, пульт управления, соединенный через коллиматорную головку жгутами с корпусом, в котором размещены жидкокристаллический формирователь изображения (ЖКФИ), состоящий из модуля индикации, модуля подсвета и контроллера дисплейного, блок электроники, состоящий из модуля вторичных напряжений, модуля графического процессора, ко вторым входам-выходам которого подключены входы-выходы ЖКФИ, модуля дисплейного процессора и модуля сопряжения, соединенные общими входами-выходами по линиям информационного обмена и мультиплексному каналу информационного обмена (МКИО), при этом модули блока электроники, мезонинно соединенные по периметру контактными втулками с низкоомным проводящим покрытием, выполненными из металлов группы серебра, имеют печатные платы с внешними слоями корпусного заземления полигонного типа, места контакта которых с корпусом открыты от маски.
Тому же способствует, то что между компонентами системы оптических линз коллиматорной головки размещено отражающее зеркало.
Технический результат достигается также тем, что на объектив коллиматорной головки нанесено многослойное оптическое покрытие, при этом спектр пропускания объектива совпадает со спектром излучения узкополосных источников зеленого и красного цвета из состава модуля подсвета.
Размещение пленочных нагревателей между жидкокристаллическим экраном ЖКФИ и объективом коллиматорной головки способствует упрощению конструкции и повышению надежности.
То, что на лицевой поверхности жидкокристаллического экрана модуля индикации установлен светофильтр из монокристаллического синтетического корунда с многослойным токопроводящим покрытием, соединенный с корпусом модуля индикации, обеспечивает снижение тепловой нагрузки на жидкокристаллический экран при высоких уровнях внешней освещенности, что, в свою очередь, повышает надежность и расширяет его функциональные возможности.
На достижение технического результата направлено размещение источников света из модуля подсвета на теплоотводящей печатной плате с металлическим основанием, которая крепится к радиатору винтами и клеем с удельной теплопроводностью, выбранной из диапазона 5…10 Вт/мК.
Присоединение четырех радиальных вентиляторов, обеспечивающих теплоотвод общей мощностью до 80 Вт к радиатору, способствует надежной работе индикатора коллиматорного цифрового при повышенной рабочей температуре, уменьшенных габаритах и расширенных его функциональных возможностях.
Расширение функциональных возможностей достигается соединением с модулем подсвета пакета пленок, размещенных в рамке и состоящих из диффузно-рассеивающей пленки, микропризматических пленок с вертикальной и горизонтальной ориентацией и поляризующей пленки.
Изображено на:
Фиг. 1 - Индикатор коллиматорный цифровой;
Фиг. 2 - Индикатор коллиматорный цифровой (вид снизу);
Фиг. 3 - Индикатор коллиматорный цифровой (вид без крышки);
Фиг. 4 - Жидкокристаллический формирователь изображения ЖКФИ;
Фиг. 5 - Оптическая схема коллиматорной головки.
Индикатор коллиматорный цифровой (ИКЦ) содержит корпус (1), коллиматорную головку (2), состоящую из полупрозрачного зеркала (3) и системы оптических линз (4), пульт управления (5), соединенный через коллиматорную головку (2) жгутами (6) с корпусом (1), в котором размещены жидкокристаллический формирователь изображения (ЖКФИ) (7), состоящий из модуля индикации (8), модуля подсвета (9) и контроллера дисплейного (10), блок электроники (11), состоящий из модуля вторичных напряжений (12), модуля графического процессора (13), ко вторым входам-выходам которого подключены входы-выходы ЖКФИ (7), модуля дисплейного процессора (14) и модуля сопряжения (15), соединенные общими входами-выходами по линиям информационного обмена и мультиплексному каналу информационного обмена (МКИО), при этом модули блока электроники (11), мезонинно соединенные по периметру контактными втулками (16) с низкоомным проводящим покрытием, выполненными из металлов группы серебра, имеют печатные платы с внешними слоями корпусного заземления полигонного типа, места контакта которых с корпусом (1) открыты от маски.
Между компонентами системы оптических линз (4) коллиматорной головки (2) размещено отражающее зеркало (17).
Многослойное оптическое покрытие нанесено на объектив (18) коллиматорной головки (2), при этом спектр пропускания объектива (18) совпадает со спектром излучения узкополосных источников (19) зеленого и красного цвета из состава модуля подсвета (9).
Между жидкокристаллическим экраном (20) ЖКФИ (7) и объективом (18) коллиматорной головки (2) размещены пленочные нагреватели (21).
На лицевой поверхности жидкокристаллического экрана (20) модуля индикации (8) установлен светофильтр (22) из монокристаллического синтетического корунда с многослойным токопроводящим покрытием, соединенный с корпусом (23) модуля индикации (8).
Источники света из модуля подсвета (9) размещены на теплоотводящей печатной плате с металлическим основанием (24), которая крепится к радиатору (25) винтами (26) и клеем с удельной теплопроводностью, выбранной из диапазона 5…10 Вт/мК.
К радиатору (25) присоединены четыре радиальных вентилятора (27), обеспечивающих теплоотвод общей мощностью до 80 Вт.
С модулем подсвета (9) соединен пакет пленок (28), размещенный в рамке (29) и состоящий из диффузно-рассеивающей пленки (30), микропризматических пленок (31) с вертикальной и горизонтальной ориентацией и поляризующей пленки (32).
ИКЦ функционирует следующим образом.
ИКЦ содержащий корпус (1) и обеспечивающий возможность наблюдения коллимированного изображения информации на коллиматорной головке (2), состоящей из полупрозрачного зеркала (3) и системы оптических линз (4), на фоне закабинного пространства, переданной с ЖКФИ (7), пульт управления (5), соединенный через коллиматорную головку (2) жгутами (6) с корпусом (1) и блоком электроники (11) и осуществляющий переключение режимов работы, позиционирование прицельной марки и регулировку яркости изображения на жидкокристаллическом формирователе изображения (ЖКФИ) (7) с помощью переключателей и регуляторов, состоящем из модуля индикации (8), модуля подсвета (9) и контроллера дисплейного (10), обеспечивающего функционирование ЖКФИ (7) во всех режимах работы, модуль вторичных напряжений (12), формирующий рабочие напряжения для входящих в ИКЦ модулей, модуль графического процессора (13), осуществляющего обработку, преобразование входных сигналов и формирование цифровой знакографической информации, ко вторым входам-выходам которого подключены входы-выходы ЖКФИ (7), отображающего на экране знакографическую информацию, модуль дисплейного процессора (14) и модуль сопряжения (15), соединенные общими входами-выходами по линиям информационного обмена и мультиплексному каналу информационного обмена (МКИО). На объектив (18) коллиматорной головки (2) нанесено многослойное оптическое покрытие, при этом спектр пропускания объектива (18) совпадает со спектром излучения узкополосных источников (19) зеленого и красного цвета из состава модуля подсвета (9) и обеспечивает возможность работы ИКЦ с приборами ночного видения. Между жидкокристаллическим экраном (20) ЖКФИ (7) и объективом (18) коллиматорной головки (2) размещены пленочные нагреватели (21), обеспечивающие функционирование ЖКФИ (7) при температурах до минус 40°С. Источники света из модуля подсвета (9) размещены на теплоотводящей печатной плате с металлическим основанием (24), которая крепится к радиатору (25), к которому присоединены четыре радиальных вентилятора (27), обеспечивающих теплоотвод общей мощностью до 80 Вт и функционирование ЖКФИ (7) при температуре до +60°С.