ПРИЦЕЛ ДЛЯ ТАНКА

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, более конкретно - к устройствам прицеливания, преимущественно для объектов бронетанковой техники.
Известен прицел для танка [1], включающий оптически связанные объектив и систему наблюдения с прицельной маркой, а также оптический блок для оптического сопряжения прицельной марки системы наблюдения с контрольной меткой на орудии танка, установленный перед объективом с возможностью вывода из хода лучей света, входящих в объектив. Оптический блок предназначен для контроля возникающего в процессе эксплуатации танка рассогласования линии визирования прицела и оси орудия танка и включает два плоских зеркала, первое из которых установлено на оптической оси объектива, а второе образует с первым угол, необходимый для углового сопряжения прицельной марки с контрольной меткой на орудии танка, и согласующую линзу.
Недостатками известного прицела для танка являются невысокая точность контроля рассогласования линии визирования прицела и оси орудия танка, обусловленная нестабильностью относительного углового положения зеркал оптического блока в процессе эксплуатации прицела, что снижает точность стрельбы из орудия танка, а также ограниченные функциональные возможности прицела, связанные с невозможностью оперативной выверки прицела относительно орудия танка, то есть корректировки положения линии визирования относительно линии выстрела в процессе эксплуатации.
Задачей полезной модели является повышение точности контроля рассогласования линии визирования прицела и оси орудия танка за счет устранения возможности расстраивания оптического блока и расширение функциональных возможностей прицела путем введения системы оперативной выверки линии визирования прицела относительно линии выстрела.
Для решения этой задачи прицел для танка, включающий оптически связанные объектив и систему наблюдения с прицельной маркой, а также оптический блок для отклонения визирной оси прицела и оптического сопряжения прицельной марки его системы наблюдения с контрольной меткой на орудии танка, установленный с возможностью вывода из хода лучей света, входящих в объектив, в отличие от прототипа, включает головное зеркало, оптически связанное с объективом, электропривод вертикального наведения, электропривод горизонтального наведения, датчик углов поворота головного зеркала в вертикальном направлении, датчик углов поворота головного зеркала в горизонтальном направлении, электронный блок управления и пульт управления с органами формирования управляющих команд, при этом электроприводы вертикального и горизонтального наведения и датчики углов поворота головного зеркала в вертикальном и горизонтальном направлениях кинематически связаны с головным зеркалом и электрически связаны с электронным блоком управления, пульт управления электрически связан с электронным блоком управления, а оптический блок установлен между объективом и головным зеркалом в пределах входного зрачка объектива и выполнен в виде последовательно установленных и оптически связанных положительной линзы и оптической отражательной призмы с компланарными нормалями к ее рабочим поверхностям, имеющей две отражающих грани, причем ее входная преломляющая грань перпендикулярна оптической оси объектива, а выходная преломляющая грань перпендикулярна направлению оси объектива после отражения ее от второй отражающей грани отражательной призмы в направлении к контрольной метке на орудии танка.
Введение головного зеркала, оптически связанного с объективом, электропривода вертикального наведения, электропривода горизонтального наведения, датчика углов поворота головного зеркала в вертикальном направлении, датчика углов поворота головного зеркала в горизонтальном направлении, электронного блока управления и пульта управления с органами формирования управляющих команд, при условии, что электроприводы вертикального и горизонтального наведения и датчики углов поворота головного зеркала в вертикальном и горизонтальном направлениях кинематически связаны с головным зеркалом и электрически связаны с электронным блоком управления, пульт управления электрически связан с электронным блоком управления, а оптический блок установлен между объективом и головным зеркалом в пределах входного зрачка объектива, обеспечивает расширение функциональных возможностей прицела, так как позволяет не только проконтролировать возникшее в процессе эксплуатации танка рассогласование линии визирования прицела и линии выстрела, но и оперативно компенсировать данную ошибку путем введения с помощью пульта поправки на угловое положение головного зеркала, исключающее рассогласование линии визирования и оси орудия танка, и запоминание этой поправки с помощью электронного блока управления.
Выполнение оптического блока в виде последовательно установленных и оптически связанных положительной линзы и оптической отражательной призмы с компланарными нормалями к ее рабочим поверхностям, имеющей две отражающих грани, при условии, что ее входная преломляющая грань перпендикулярна оптической оси объектива, а выходная преломляющая грань перпендикулярна направлению оси объектива после отражения ее от второй отражающей грани отражательной призмы в направлении к контрольной метке на орудии танка, обеспечивает повышение точности контроля рассогласования линии визирования прицела и оси орудия танка, так как данная отражательная призма гарантирует неизменность угла между ее рабочими гранями, а, следовательно, неизменность угла отклонения линии визирования в сторону контрольной метки на орудии танка.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема прицела для танка, на фиг.2 показана его функциональная электрическая схема.
Прицел для танка включает (фиг. 1) оптически связанные объектив 1, систему наблюдения 2 с прицельной маркой М, расположенной в фокальной плоскости объектива 1, оптический блок 3, расположенный перед объективом 1 и включающий оптически связанные оптическую отражательную призму 4 и положительную линзу 5, блок головного зеркала 6, содержащий собственно головное зеркало 7, электропривод вертикального наведения (ЭПВН) 8 и электропривод горизонтального наведения (ЭПГН) 9 головного зеркала 7, датчик вертикального наведения (ДВН) 10 и датчик горизонтального наведения (ДГН) 11 головного зеркала 7 вокруг вертикальной и горизонтальной осей соответственно, а также электронный блок управления 12 головным зеркалом 7, включающий первое электронное программируемое устройство (ЭПУ) 13, и пульт управления 14 с органами формирования управляющих команд (на фигурах не показаны), включающий второе ЭПУ 15. В качестве органов управления пульта 14 может быть использован набор кнопок, нажимая на которые оператор может войти в меню или выйти из него и сформировать управляющие команды.
Система наблюдения 2 может быть выполнена в виде сетки с прицельной маркой М, оборачивающей системы и окуляра, или в виде телевизионной камеры с монитором и электронной системой формирования прицельной марки на экране монитора. Линза 5 имеет фокусное расстояние, номинально равное расстоянию от оптического блока 3 до контрольной метки на орудии танка, примерно 5…6 метров. В этом случае плоскость прицельной марки системы наблюдения 2 прицела оптически сопряжена с контрольной меткой 16 на орудии 17 танка с помощью оптического блока. Оптическая отражательная призма 4 оптического блока 3 выполнена с компланарными нормалями к ее рабочим поверхностям, имеет две преломляющих и две отражающих грани, причем ее входная преломляющая грань перпендикулярна оптической оси объектива 1, а выходная преломляющая грань перпендикулярна направлению оси объектива 1 после отражения ее от второй отражающей грани отражательной призмы в направлении к контрольной метке 16 на орудии 17 танка. Оптический блок 3 установлен между объективом и головным зеркалом в пределах входного зрачка объектива и имеет возможность вывода из хода лучей света, входящих в объектив 1 прицела. Головное зеркало 7 оптически связано посредством объектива 1 с системой наблюдения 2 и установлено с возможностью вращения вокруг вертикальной и горизонтальной осей с помощью ЭПВН 8 и ЭПГН 9. ДВН 10 расположен на оси вращения головного зеркала 7 в вертикальном направлении и кинематически связан с ЭПВН 8 с помощью ленточной передачи (ЛП) 26 (фиг. 1) с передаточным отношением 1:2 для обеспечения отклонения линии визирования в соответствии с углом поворота оси ЭПВН 8, а ЭПГН 9 и ДГН 11 расположены на одной механической оси вращения головного зеркала 7 в горизонтальном направлении. Функциональная схема управления поворотами головного зеркала 7 подробно описана в [2]. ДВН 10 и ДГН И углов поворота головного зеркала 7, электроприводы ЭПВН 8 и ЭПГН 9 и пульт управления 14 электрически связаны с электронным блоком управления 12 для обмена электрическими сигналами.
Контрольная метка 16 может быть выполнена в виде пропила на стволе орудия 17, а также в виде металлической пластины с отверстием, закрепленной на стволе орудия, или может иметь другую конструкцию.
Для обеспечения герметичности прицела на выходе блока головного зеркала 6 плотно установлено защитное стекло 18. Для удобной компоновки прицела используется также компоновочное зеркало 19.
Электронный блок управления 12 (фиг. 2) предназначен для управления угловым положением головного зеркала 7 (обеспечение стабилизации линии визирования, ввод угловых поправок, включение режима выверки) и содержит первое ЭПУ 13, цифроаналоговый преобразователь вертикального наведения (ЦАП ВН) 20, цифроаналоговый преобразователь горизонтального наведения (ЦАП ГН) 21, сумматор вертикального наведения (СВН) 22, сумматор горизонтального наведения (СГН) 23, а также контуры вертикального наведения (КВН) 24 и горизонтального наведения (КГН) 25. ЦАП ВН 20 и ЦАП ГН 21 электрически связаны с первым ЭПУ 13, СВН 22 электрически связан с ЦАП ВН 20, ДВН 10 и через КВН 24 подключен к ЭПВН 8, а СГН 23 электрически связан с ЦАП ГН 21, ДГН 11 и через КГН 25 подключен к ЭПГН 9. Пульт управления 14, включающий второе ЭПУ 15, электрически связан с электронным блоком управления 12 для передачи управляющих сигналов от второго ЭПУ 15 к первому ЭПУ 13.
Работает прицел для танка следующим образом.
Оператор осуществляет наблюдение за местностью, используя систему наблюдения 2 (фиг. 1), объектив 1, головное зеркало 7 и ведет стрельбу из орудия танка. При этом оптический блок 3 выведен из хода лучей света, входящих в объектив. При необходимости выполнить оперативный контроль параллельности визирной оси прицела и оси орудия танка оператор с помощью ручного или электрического привода вводит в ход лучей света прицела оптический блок 3 в пределы входного зрачка объектива 1, как показано на фиг. 1. При этом оператор будет наблюдать в поле зрения прицельную марку системы наблюдения 2 и изображение контрольной метки 16 орудия 17 танка, сформированное светом, отраженным от граней призмы 4, прошедшим линзу 5 и вошедшим в объектив 1. Если нарушения параллельности визирной линии прицела и оси орудия не произошло в процессе эксплуатации танка или во время стрельбы, то изображение контрольной метки будет совпадать с вершиной прицельной марки системы наблюдения. В этом случае выверка прицела относительно орудия не требуется и можно продолжать работу без введения угловых поправок. В противном случае для обеспечения точной стрельбы необходима выверка прицела относительно орудия. Оператор, наблюдая в окуляр за относительным положением изображения контрольной метки 16 и прицельной марки, определяет требуемое направление смещения визирной линии прицела и формирует с помощью клавиатуры пульта управления соответствующие команды для компенсации наблюдаемой величины рассогласования, которые передаются из второго ЭПУ 15 в первое ЭПУ 13. Числовое значение, формируемое первым ЭПУ 13, поступает на вход ЦАП ВН 20 или ЦАП ГН 21 и далее в аналоговой форме передается на сумматор СВН 22 или СГН 23, где суммируется с сигналом ДВН 10 или ДГН 11. В результате на выходе СВН 22 или СГН 23 возникает сигнал, значение которого отличается от текущего сигнала ДВН 10 или ДГН 11 на величину, пропорциональную разнице значений соответствующей регулировки до ее изменения и после. В дальнейшем этот сигнал поступает в КВН 24 или КГН 25 для формирования сигнала управления электроприводом ЭПВН 8 или ЭПГН 9, что в свою очередь приводит к развороту головного зеркала 7 в требуемом направлении и, как следствие, к требуемому смещению изображения контрольной метки 16 орудия 17 относительно прицельной марки M системы наблюдения 2. Оператор продолжает операцию выверки до момента совмещения прицельной марки M системы наблюдения 2 с изображением контрольной меткой 16 орудия 17 в горизонтальном и вертикальном направлениях. При выходе из режима выверки первое ЭПУ 13 по команде оператора сохраняет в памяти цифровой код, который соответствует найденному положению головного зеркала 7, обеспечивая согласованную работу прицела и орудия танка.
Таким образом, предлагаемый прицел для танка обеспечивает не только повышение точности контроля рассогласования линии визирования прицела и оси орудия танка за счет устранения возможности расстраивания оптического блока, но и расширение функциональных возможностей прицела путем введения системы оперативной выверки и запоминания откорректированного положения линии визирования прицела относительно линии выстрела, что позволяет значительно повысить точность стрельбы.
Источники информации
1. BY №1799 U (ОАО «Пеленг») 2004.11.01 - прототип.
2. BY №1407 C1 (ОАО «Пеленг») 21.11.1994.